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硅烷改性湿固化聚氨酯树脂的研究

作　者: 张建安
导　师: 杨建军
学　校: 安徽大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 共聚酯 聚醚多元醇 硅烷 动力学 力学性能
分类号: TQ323.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 395次
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内容摘要


本文分为两个部分，第一部分合成了具有不同结构和性能的癸二酸／对苯二甲酸系共聚酯，并重点研究了对苯二甲酸或新戊二醇对共聚酯的结晶性能和耐热性能的影响。提出了多元共聚酯的分子设计途径，合成了癸二酸系聚酯聚氨酯树脂，并用硅烷改性。研究了癸二酸系聚酯聚氨酯预聚体的合成与反应动力学、扩链剂与端NCO预聚体的反应动力学，分别求出了反应速率常数，由Arrhenius方程计算出反应体系的活化能；探讨了不同硅烷偶联剂对聚氨酯预聚体封端反应的动力学，硅烷改性聚氨酯的固化反应、固化机理和固化产物的结构与性能的关系。结果表明， 1．共聚酯的结晶度和熔点随着体系中对苯二甲酸或新戊二醇的含量增加而下降，而耐热性能则明显提高。 2．癸二酸／对苯二甲酸系共聚酯和TDI的反应，扩链剂与端NCO预聚体的反应在反应初期遵循二级反应规律，随着体系粘度的增加，在反应的后期速率降低，偏离二级反应。 3．硅烷封端反应的动力学的研究表明，硅烷分子上的取代基的种类影响封端反应速度、转化率和反应放热温升。 4．随着硅氧烷用量的增加，硅烷改性聚氨酯的拉伸强度先降低然后再增加。 第二部分合成了聚醚聚氨酯树脂，研究了聚醚二元醇、TDI的反应动力学以及聚醚三元醇和NCO封端预聚物反应动力学，实验表明二者同为二级反应，随着体系粘度的增加，在反应的后期速率降低，偏离二级反应；得到了反应速率常数，由Arrhenius方程计算出反应体系的活化能。考察了聚醚二元醇的分子量，三官能度／二官能度聚醚多元醇的摩尔比对聚醚聚氨酯树脂拉伸强度和断裂伸长率的影响，硅氧烷用量对硅烷改性聚氨酯的力学性能和耐水性能的影响。用红外光谱和DSC对聚氨酯树脂和硅烷改性聚氨酯进行了结构表征。实验表明，(1) 聚醚二元醇与TDI、聚醚三元醇与端NCO预聚体的反应同为二级反应。硅烷改性湿固化聚氨脂树脂的研究 (2)随着聚醚二元醇分子量的增大，硅烷改性聚氨酷的拉伸强度降低，而断裂伸长率升高;随着三官能度/二官能度聚醚多元醇摩尔比的增大，硅烷改性聚氨酷的拉伸强度提高，而断裂伸长率降低。(3)随着硅氧烷用量的增加，硅烷改性聚氨酷的拉伸强度先降后升，耐水性能提高。 (4)不含硅烷的PU树脂和硅烷封端率为10既的PU树脂的DSC曲线非常接近，且只有一个玻璃化转变温度，说明体系中软硬段相溶性比较好，未发生微相分离现象。关键词:共聚醋;聚醚多元醇;硅烷;动力学;力学性能

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章 绪论  9-29
  1．湿固化聚氨酯的研究及应用  9-10
  2．湿固化聚氨酯的不足及改进方法  10-13
  3．异氰酸酯化学  13-16
  4．聚氨酯的反应动力学及固化动力学研究概况  16-18
  5．硅烷改性聚氨酯密封胶的性能优势及研究进展  18-28
    5．1 硅烷改性聚氨酯密封胶的性能优势  18-20
      5．1．1 基础聚合物和密封胶产品可按期望的性能要求设计  18-19
      5．1．2 对环境友好并具有良好的耐候性  19
      5．1．3 与多种基材有稳定优异的粘接性和可涂漆性  19
      5．1．4 良好的力学性能  19-20
      5．1．5 良好的耐水解性和耐化学性  20
    5．2 硅烷改性聚氨酯密封胶的研究进展  20-28
  6 课题的提出  28
  7 本研究工作设想  28-29
第二章 硅烷改性湿固化聚酯型聚氨酯的研究  29-53
  1．癸二酸系聚酯多元醇的合成与表征  29-34
    1．1 试剂  29
    1．2 合成方法  29
    1．3 癸二酸系聚酯表征方法  29-30
    1．4 一些共聚酯的组成  30
    1．5 合成条件对缩聚反应的影响  30-31
      1．5．1 反应温度  30-31
      1．5．2 催化剂  31
      1．5．3 真空条件  31
    1．6 共聚酯结构对结晶性能的影响  31-32
    1．7 共聚酯结构对耐热性能的影响  32-34
  2．癸二酸系聚酯型聚氨酯的合成研究  34-42
    2．1 试剂  34
    2．2 NCO含量的测定  34
    2．3 癸二酸系聚酯与TDI反应动力学研究  34
    2．4 TDI封端聚氨酯预聚物与扩链剂的反应动力学研究  34-42
      2．4．1 速率常数的测定  36-37
      2．4．2 活化能的测定  37-42
  3．硅烷改性湿固化聚酯型聚氨酯的研究  42-52
    3．1 合成方法  42
    3．2 硅烷封端反应动力学  42-46
    3．3 聚酯型聚氨酯的红外(FTIR)表征  46-47
    3．4 固化反应研究  47-49
    3．5 力学性能  49-52
      3．5．1 NCO／OH比值对力学性能的影响  50-51
      3．5．2 硅烷封端率对力学性能的影响  51
      3．5．3 不同的硅烷对力学性能的影响  51-52
  本章小结  52-53
第三章 硅烷改性湿固化聚醚型聚氨酯的研究  53-64
  1 聚醚聚氨酯预聚体的合成与反应动力学研究  53-58
    1．1 主要原料  53
    1．2 合成方法  53
    1．3 测试与表征  53-54
      1．3．1 聚醚聚氨酯预聚体NCO含量的测定  53
      1．3．2 力学性能测试  53
      1．3．3 红外光谱(FI-IR)表征  53
      1．3．4 DSC表征  53-54
    1．4 聚醚氨酯预聚体的合成与反应动力学研究  54-56
      1．4．1 二异氰酸酯与聚醚反应动力学研究  54-55
      1．4．2 活化能的测定  55-56
    1．5 TDI封端聚酯预聚物与聚醚三元醇反应动力学研究  56-58
      1．5．1 速率常数的测定  56
      1．5．2 活化能的测定  56-58
  2 硅烷改性湿固化聚醚聚氨酯的研究  58-63
    2．1 硅烷改性聚氨酯树脂的制备  58-60
    2．2 红外表征  60
    2．3 DSC分析  60-63
      2．3．1 N330／N220聚醚配比对SPU力学性能的影响  60-61
      2．3．2 两官能度聚醚分子量对SPU力学性能的影响  61
      2．3．3 硅氧烷含量对SPU力学性能的影响  61-62
      2．3．4 不同的硅氧烷对SPU力学性能的影响  62-63
  本章小结  63-64
第四章 结论  64-65
  后续研究问题  64-65
参考文献  65-69
发表论文  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 聚酰亚胺类及塑料
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