低分子量聚碳酸酯—聚醚多元醇的制备及在聚氨酯合成中的应用

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文低分子量聚碳酸酯-聚醚多元醇的制备及在聚氨酯合成中的应用论文作者：马凯学生类别：全日制专业学位类别：理学领域名称：高分子化学与物理指导教师：刘宾元职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersPREPARATIONOFOLIGO(CARBONATE-ETHER)POLYOLSANDTHEIRAPPL

2、ICATIONSINSYNTHESISOFPOLYURETHANEbyMaKaiSupervisor:Prof.LiuBinyuanMay2016摘要双金属氰配合物（DMC）是一种催化CO2与环氧化物共聚的高效催化剂，其催化CO2与环氧化物共聚制备聚碳酸酯-聚醚多元醇的过程不仅可充分利用温室气体CO2，而且能耗较较低；同时，以聚碳酸酯-聚醚多元醇为原料制备的聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯兼具有聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯的优良特性，如耐磨性、耐水性和耐溶剂性等。本论文围绕以下三个部分开展工作，一是添加不同亲水亲油平衡值

3、（HLB）乳化剂制备的DMC的结构及催化性能的研究；二是双酚类化合物为链转移剂条件下，DMC催化环氧丙烷（PO）与CO2共聚制备聚碳酸酯-聚醚多元醇的研究；三是以聚碳酸酯-聚醚多元醇和蓖麻油为混合软段制备聚氨酯的研究。主要研究结果如下：1、制备了四种DMC，并利用元素分析、红外光谱、X射线衍射及扫描电镜等手段对其结构进行了分析。通过催化CO2与PO共聚，对上述DMC的催化活性及催化产物性能进行了研究，在此基础之上筛选出了用于制备低分子量聚碳酸酯-聚醚多元醇的催化剂DMC-1。2、聚碳酸酯-聚醚多元醇的制备研究

4、。首先考察了链转移剂种类对低聚反应的影响，然后以优选的双酚A（BPA）为链转移剂，系统研究了链转移剂用量、反应温度、反应压力、反应时间及催化剂用量等对聚合反应、产物结构以及产物的分子量和分布的影响。研究表明：多元醇的分子量同加入的PO/BPA摩尔比成正比，低温和高压条件利于产物中碳酸酯单元（fPPC）的提高，但会降低反应活性。所得多元醇的数均分子量（Mn）可控制在2400g/mol以下，fPPC最高可达53%，催化剂活性在反应条件为20mgDMC、150mLPO、95oC、4.0MPa和6h时可达7.6Kg/

5、gDMC。以该多元醇为软段与甲苯二异氰酸酯反应制备的聚氨酯有阻燃性能。3、以市售的聚碳酸酯-聚醚多元醇和蓖麻油为混合软段制备了聚氨酯。蓖麻油组分的引入可提高聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯的拉伸强度和热稳定性，但断裂伸长率有所降低。未添加蓖麻油制备聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯时，Cat2制备的弹性体力学性能优于其它催化剂，而添加蓖麻油制备混合软段聚氨酯弹性体时，Cat1制备的弹性体力学性能优于其它催化剂。以莫卡为扩链剂时，在一定添加范围内，增加莫卡的用量可同时提高混合软段聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率。关键词：双金属氰配合物、

6、链转移剂、聚碳酸酯-聚醚多元醇、聚氨酯IABSTRACTDoublemetalcyanidecomplexes(DMC)-catalyzedoligomerizationofCO2andepoxidetoprepareoligo(carbonate-ether)polyolsprovidesanefficientapproachtomakefulluseofthegreenhousegasCO2withlowenergyconsumption.Thepolyurethanesmadefromoligo(car

7、bonate-ether)polyolscombineexcellentpropertiesofbothpolyesterpolyurethanesandpolyetherpolyurethanes,suchaswearresistance,waterresistance,andsolventresistance.Inthisthesis,wefriststudiedthestructureandcatalyticperformancesofDMCwhichwerepreparedbyaddingemulsi

8、fierswithdifferenthydrophiliclipophilicbalancevalues(HLB).ThenweinvestigatedthatDMCcatalyzedoligomerizationofpropyleneoxide(PO)andCO2usingbisphenolsaschaintransferagent(CTA).Thelastpartisthestudyonthep