【碩士】多元醇衍生物的合成、交聯(lián)反應(yīng)與性能研究

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　【碩士】多元醇衍生物的合成、交聯(lián)反應(yīng)與性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院　　學(xué)位年度：2007　　本文以松節(jié)油及其合成樟腦等產(chǎn)品的副產(chǎn)物雙戊烯為原料，研究了飽和萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂的合成及其固化產(chǎn)物性能和環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇的合成及其交聯(lián)產(chǎn)物的性能。主要內(nèi)容和結(jié)論如下：　　 1．以萜烯一馬來(lái)酸酐加成物的氫化產(chǎn)物(HTMA)為原料與環(huán)氧氯丙烷(ECH)反應(yīng)合成了氫化萜烯酯型環(huán)氧樹(shù)脂(Hn伍)。通過(guò)研究合成反應(yīng)影響因素，確定了HTME最佳合成反應(yīng)條件：酯化反應(yīng)階段，ECH與HTMA摩爾比為10：l，加入HTMA質(zhì)量的1％一1．5％催化劑，在100℃左右共沸回流反應(yīng)2 h；閉環(huán)反應(yīng)階段，采用ECH為閉環(huán)溶劑，以固體NaOH閉環(huán)，用量為HTMA摩爾量的1．8-1．9倍，在2 h內(nèi)分批加入，加堿時(shí)反應(yīng)溫度為50℃，加堿后再反應(yīng)2h，反應(yīng)溫度為70℃。并經(jīng)FT-IR及NMR光譜表征了HTME的化學(xué)結(jié)構(gòu)為具有橋環(huán)結(jié)構(gòu)的縮水甘油酯型飽和脂環(huán)基環(huán)氧樹(shù)脂。該環(huán)氧樹(shù)臘為淺黃色透明液體，環(huán)氧值O．35-0．39 mol／1009、黏度1．7 Pa•S(50℃)、酸值<0．5 mg／g?！　? 2．通過(guò)DSC熱分析測(cè)得HTME與酸酐固化劑甲基六氫苯酐(MeH}Ⅱ，A)的固化反應(yīng)放熱焓153．5Jig。通過(guò)凝膠時(shí)間的測(cè)定研究了HrME府以eHHPA體系的固化反應(yīng)活性。經(jīng)FT．雙光譜法定性分析與固化度測(cè)定法定量分析，表征了HTME／MeHHPA體系的固化反應(yīng)行為及固化反應(yīng)條件。比較了HTME、TME及環(huán)氧樹(shù)脂6101與MeHHPA固化產(chǎn)物的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等機(jī)械力學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三者的機(jī)械性能相似。　　 3．將HTME與帶活潑氫的(羥基)化合物(二乙醇胺，N一甲基單乙醇胺，二乙胺)在一定條件下反應(yīng)，制各了3種環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇，分別為HTME．DEA多元醇(羥值300士20mg／g)，HTME—MEA多元醇(羥值260-a：20 mg／g)，HTME-DeA多元醇(羥值200-a：10 mg／g)。通過(guò)合成反應(yīng)影響因素分析，確定了環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇的最佳合成反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度為60．70℃，反應(yīng)時(shí)間為2 h，以無(wú)水乙醇為反應(yīng)溶劑，用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的40％。采用化學(xué)分析和紅外光譜方法表征了環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)?！　? 4．通過(guò)粘度測(cè)定、FT-IR光譜分析方法表征了環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇與聚二異氰酸酯交聯(lián)反應(yīng)的特性。通過(guò)對(duì)交聯(lián)反應(yīng)影響因素分析，發(fā)現(xiàn)多元醇分子結(jié)構(gòu)中的叔胺基團(tuán)可自催化羥基與異氰酸酯基快速反應(yīng)。測(cè)定了交聯(lián)固化產(chǎn)物(涂膜)的機(jī)械性能和耐液體介質(zhì)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇與聚異氰酸酯交聯(lián)產(chǎn)物具有優(yōu)異的柔韌性、附著力、抗沖擊性能和耐水、耐鹽水、耐堿性能。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：　　 1．利用林產(chǎn)品可再生資源松節(jié)油為原材料合成了具有飽和橋環(huán)結(jié)構(gòu)的萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂，與通用的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂相比，其分子結(jié)構(gòu)以飽和的橋環(huán)骨架代替了苯環(huán)骨架，因而該環(huán)氧樹(shù)脂除具有通用環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能，還具有良好的耐紫外、耐候性能。該合成方法工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)效果好，產(chǎn)率高。　　 2．傳統(tǒng)的聚氨酯增韌環(huán)氧樹(shù)脂的方法主要是通過(guò)形成環(huán)氧樹(shù)脂／聚氨酯互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物實(shí)現(xiàn)的。該方法涉及環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑、多元醇及二異氰酸酯四種反應(yīng)物共同反應(yīng)，過(guò)程復(fù)雜，反應(yīng)難以控制。本文從分子設(shè)計(jì)入手，利用HTME與帶活潑氫的(羥基)化合物合成環(huán)氧樹(shù)脂基多元醇，再與聚異氰酸酯交聯(lián)，形成環(huán)氧樹(shù)脂／聚氨酯復(fù)合材料，使飽和萜烯脂環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂的剛性、耐候性與聚氨酯樹(shù)脂的彈性、韌性有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的增韌改性?！　? 上述思路和基礎(chǔ)研究成果為特種環(huán)氧樹(shù)脂的制備與應(yīng)用、環(huán)氧樹(shù)脂的增韌改性以及林產(chǎn)品可再生資源制備高分子材料的應(yīng)用創(chuàng)造良好的理論基礎(chǔ)?！　?

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