【碩士】水溶性聚氨酯表面活性劑的合成與性能研究

內(nèi)容簡介

　　【碩士】水溶性聚氨酯表面活性劑的合成與性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：中國海洋大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　本文采用2，4．甲苯二異氰酸酯(TDI)、不同分子量的聚乙二醇(PEG)為主要原料共合成了10種不同的水溶性聚氨酯表面活性劑，其中包括3種非離子型、3種馬來酸酐衍生陰離子型和4種聚酯型陰離子水溶性聚氨酯表面活性劑，通過FT-IR以及1HNMR對產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進行了表征，并測定了所合成表面活性劑的性能。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：　　1．以甲苯2，4_二異氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG800、PEGl000和PEG2000)、馬來酸酐(MA)和三羥甲基丙烷(TMP)為主要原料，合成了三種水溶性聚氨酯表面活性劑(B1 PEG800)、(B2PEGl000)和(B3PEG2000)，用Ft-取以及1HNMR對產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進行了表征，并探討了其最佳合成條件，同時對其CMC(臨界膠束濃度)值、濁點和表面張力等性能進行了測定。結(jié)果表明，反應(yīng)物在65℃反應(yīng)4h，并且在反應(yīng)過程中添加35mL丙酮／TDI／mol作為溶劑時產(chǎn)物的狀態(tài)最好。用最大氣泡法測得25℃B1PEG800的臨界膠束濃度為0．5mol／L，此時的表面張力為33mN／m；B2 PEGl000的臨界膠束濃度為0．375mol／L，此時的表面張38．85raN／m；B3PEG2000的臨界膠束濃度為0．25mol／L，此時的表面張力為47．5mN／m。溶液表現(xiàn)為牛頓型流體，并且隨著分子量的增加，表面活性劑的濁點也隨之增加。B1PEG800的濁點為39．6"C，B2 PEGl000的濁點為51．9℃，B3PEG2000的濁點為58．9。C?！　?．以三種分子量的聚乙二醇(PEG400、PEG800和PEGl000)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、馬來酸酐(MA)以及三乙胺(TEA)為主要原料合成出了三種新型的馬來酸酐衍生陰離子型水性聚氨酯表面活性劑，并且采用FT．IR以及1HNMR對產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進行了表征。加料順序應(yīng)該采用向PEG中加入TDI的方法；反應(yīng)的最佳溫度為65℃；當(dāng)向溶液中加入的NaCl的濃度達(dá)到0．065mol／L時，溶液會產(chǎn)生渾濁。pH值對異氰酸酯反應(yīng)影響較大，一般異氰酸酯與羥基化合物反應(yīng)添加酸性催化劑，可以起到減慢鏈增長，抑制交聯(lián)反應(yīng)進行的效果。本文采用重量為0．05％的二月桂酸二丁基錫為催化劑。　　 3．用聚乙二醇做嵌段和TDI預(yù)聚反應(yīng)，然后用DMPA作陰離子中心進行親水?dāng)U鏈，再用三乙胺中和，得到了性能優(yōu)異的聚酯型陰離子水性聚氨酯表面活性劑。用FT-IR以及1HNMR對產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進行了表征，證明-NCO和馬來酸酐已全部反應(yīng)。羧基含量在2．0％所得產(chǎn)品性能和外觀都較好，并且隨著．COOH含量的增加，分散體的粘度也隨之上升。用叔胺做中和劑得到的水性聚氨酯外觀　　較好，均勻穩(wěn)定，并且中和度在90％～100％比較適宜。NaCl的添加促進了膠束的形成，使臨界膠束濃度減小，且隨著NaCI濃度的提高，體系降低表面張力的效率也有不同程度的增強。水溶性聚氨酯表面活性劑的泡沫穩(wěn)定性能與乳化性能優(yōu)異，隨著疏水基鏈長的增加，泡沫性能降低。長疏水鏈表面活性劑的乳化性能明顯優(yōu)于短疏水鏈者?！　? 三種表面活性劑都可以有效的降低水的表面張力，非離子型水性聚氨酯表面活性劑的表面活性明顯強于其它兩種。而對于其它兩種陰離子型水性聚氨酯表面活性劑來說，當(dāng)濃度c0．500mol／L時，聚酯型陰離子型水性聚氨酯表面活性劑強于馬來酸酐衍生型。水性聚氨酯表面活性劑的乳化和泡沫穩(wěn)定性優(yōu)異。聚酯型陰離子型水性聚氨酯表面活性劑的乳化性能明顯強于非離子型和馬來酸酐衍生型，而馬來酸酐衍生型又強于非離子型；而泡沫穩(wěn)定性正好相反，非離子型>馬來酸酐衍生型>聚酯型陰離子型?！　　　　　?

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