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本文以环氧大豆油为原料,通过与小分子醇类(低分子量醇类)物质反应,合成了一系列大豆油多元醇。并对它们进行了红外及核磁共振氢谱表征,推测了大体结构。同时,将所合成的大豆油多元醇与异氰酸酯(多亚甲基多苯基多异氰酸酯,PAPI)反应,制备了大豆油基聚氨酯硬泡。主要结论如下:
1.将乙醇与环氧大豆油(环氧值6%)反应,合成了仲羟基大豆油多元醇。探讨了醇/水摩尔比、催化剂占整个反应体系的百分含量等合成条件对仲羟基大豆油多元醇羟值与黏度的影响。较好的合成条件为:环氧大豆油50g、乙醇102g、水13.3g(醇/水摩尔比为3:1)、催化剂1.25g(催化剂占整个反应体系的百分含量为0.75%,纯的催化剂占整个反应体系的百分含量为0.3%)、反应时间30min、反应温度80℃、抽真空时间60min。得到的大豆油多元醇的羟值相对较高,为156.3mgKOH/g、黏度为2200mPa·s。
2.将异丙醇与环氧大豆油(环氧值6.6%)反应,合成了仲羟基大豆油多元醇。探讨了醇/水摩尔比、催化剂占整个反应体系的百分含量等合成条件对仲羟基大豆油多元醇羟值与黏度的影响。较好的合成条件为:环氧大豆油50g、异丙醇150g、水50g(醇/水摩尔比为9:10)、催化剂1.89g(催化剂占整个反应体系的百分含量为0.75%,纯的催化剂占整个反应体系的百分含量为0.3%)、反应时间30min、反应温度82℃、抽真空时间60min。得到的大豆油多元醇的羟值相对较高,为266.3mgKOH/g、黏度为33500mPa·s。
3.将乙二醇与环氧大豆油(环氧值6.6%)反应,合成了伯羟基大豆油多元醇。探讨了反应时间、催化剂占整个反应体系的百分含量等合成条件对大豆油多元醇羟值与黏度的影响。较好的合成条件为:环氧大豆油50g(环氧值6.6%)、乙二醇17g、丙酮70g(包含反应2min后补加的10g丙酮)、催化剂0.83g(催化剂占整个反应体系的百分含量为0.6%,纯的催化剂占整个反应体系的百分含量为0.24%)、反应时间35min、反应温度82℃。得到的大豆油多元醇的羟值相对较高,为200mgKOH/g,黏度为9300mPa·s。
上述1~3所制备的大豆油多元醇,经红外及核磁共振氢谱表征,推测了目标产物,并给出了相应的结构。
4.以3中合成的伯羟基大豆油多元醇为起始剂,在自制的双金属氰化物络合物催化剂(DMC)催化条件下,与单体环氧丙烷(PO)进行了开环聚合。讨论了单体用量、催化剂浓度、油浴温度等因素对聚合行为(诱导期、最高压力、最高温度等)的影响。较适宜的聚合条件为:PO用量13ml、DMC浓度在219~292ppm范围、油浴温度96℃、起始剂4.4g。上述条件下,反应较为平稳,表现为:最高压力及最高温度都不太高、诱导期适中。
5.将所合成的大豆油多元醇与异氰酸酯(多亚甲基多苯基多异氰酸酯,PAPI)反应,制备了大豆油基聚氨酯硬泡。较好的大豆油基聚氨酯硬泡的配方及条件为:大豆油多元醇100g、水1g、胺类催化剂1g、有机锡催化剂0.25g、交联剂0.35g、表面活性剂1g、异氰酸酯指数1.1。