论文部分内容阅读
在聚氨酯材料制备过程中使用含异氰脲酸酯环改性的多异氰酸酯,可提高材料的耐热、阻燃等性能,而使用脂肪族的异氰酸酯三聚体同时又能提高聚氨酯材料的耐候性,因此开展异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的三聚研究对制备高性能的聚氨酯材料具有重要的现实意义。
IPDI三聚涉及三聚催化剂的筛选、三聚工艺的确定以及IPDI分子结构中两个-NCO基团反应活性分析等方面。通过比较三正丁基膦、三乙烯二胺、DMP-30、醋酸钾、季铵盐等物质对IPDI三聚的催化效果,结果表明季铵盐对IPDI三聚具有较好的催化效果。热处理可使聚合产物中季铵盐失活,避免了添加稳定剂来保持三聚产物稳定性的必要。以选定的季铵盐为催化剂,借助凝胶渗透色谱对三聚体含量的分析,研究了催化剂用量、反应温度、反应时间、溶剂等对IPDI三聚反应的影响,获得了较佳的工艺条件,即:反应温度60℃、催化剂用量0.2%~0.25%、反应时间2~2.5h,此时所得产物具有颜色浅、粘度低、三聚体含量高等优点。同时由红外光谱、核磁共振对产物进行了表征和分析,充分证明了三聚体的生成;并由一维核磁氢谱比较了IPDI单体中两个-NCO基团参与三聚反应的活性大小,结果表明,连接在脂肪链上-NCO基团活性较强,其活性约为连在脂肪环上-NCO基团活性的3倍。
利用所制备的IPDI三聚产物进行了活性分析和基础应用研究。采用正丁醇法比较了IPDI三聚体的反应活性,发现IPDI三聚体反应活性稍低于IPDI单体。对合成出的IPDI三聚产物,采用两步法制备了聚氨酯弹性体。且与用IPDI单体合成的弹性体作对比,在硬段含量基本相同时含IPDI三聚体的弹性体的力学性能诸如拉伸强度、硬度、模量等均有所提高。TGA分析表明,含IPDI三聚体的聚氨酯弹性体耐热性明显得到提高,在失重50%时,温度提高24℃。