一种新型有机硅改性聚氨酯液晶的制备及其性能-论文.pdf

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1、第30卷第4期齐齐哈尔大学学报Vo1．30，No．42014年7月JournalofQiqiharUniversityJuly，2014一种新型有机硅改性聚氨酯液晶的制备及其性能陈光，申书昌，王利鸿(齐齐哈尔大学分析测试中心，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：以对苯二甲酸、氯化亚砜、对羟基苯甲酸、1,4一丁二醇为原料合成了一种具有反应活性的液晶基元一对苯二甲酰二氧苯甲酸丁二醇酯，再与2,4一甲苯二异氰酸酯与1,3一双(氨丙烷基)四甲基二硅醚合成的有机硅改性聚氨酯反应制成一种新型液晶聚合物。通过红外光谱法表征了产物的结构，通过热分析，考察了其分解温度和液晶态温度

2、范围，并确定了此液晶聚合物作为气相色谱固定液的最高使用温度。以液晶聚合物作为气相色谱固定液制备了气相色谱柱填充柱，测定了该固定液的相对极性。关键词：有机硅改性聚氨酯液晶；气相色谱固定相；使用温度；相对极性中图分类号：TQ323．8文献标志码：A文章编号：1007—984X(2014)04—0049—04液晶态是物质的一种存在形态，它既具有晶体的光学各向异性，又具有液体的流动性质⋯。液晶态与晶态的区别在于它部分缺乏或完全没有平移序，而与液态的区别在于它仍然存在一定的取向有序性怛。液晶高分子是南较小相对分子质量液晶基元键合而成的。液晶聚合物作为气相色谱固定相把聚合

3、物的热稳定性和液晶的高选择性巧妙地结合起来，在液晶态的温度范围内使用，具有良好的选择分离能力和柱效H】。有机硅化合物具有耐高温、低温属性，可在一个很宽的温度范围内使用，表面张力低，粘温系数小，热稳定}生好，化学稳定性好，但附着力较差。聚氨酯是一种分子结构中含有重复氨基甲酸酯基(一NHCOO一)的软段和硬段相间的嵌段高分子。聚氨酯具有优良的粘结性，耐磨性，耐溶剂性，耐氧化，撕裂强度高，弹性大等性能，但耐温性较差。有机硅改性聚氨酯正好综合了两者的优点，并且使缺点得以改善。有机硅改性聚氨酯作为气相色谱固定相选择性高，不但能够分离非极性物质，也可以分离极性混合物，而且

4、热稳定性和化学稳定性好，适用温度范同宽。有机硅改性聚氨酯液晶具有良好的耐热性能和化学稳定性，规则的骨架结构，在液晶态区间温度范围内粘度较低、流变性好，溶质易于扩散。它在多环芳烃、位置异构体以及其它难分离的物质分离方面有明显的优势。本文合成了对苯二甲酰二氧苯甲酸丁二醇酯液晶基元，并与甲苯二异氰酸酯、氨基硅油合成有机硅改性聚氨酯液晶，研究其作为气相色谱固定液的有关性质。1实验部分1．1仪器与试剂GC122气相色谱仪(上海精密科学仪器有限公司)；DF一Ⅱ集热式磁力加热搅拌器(江苏省金坛市医疗仪器厂)；SpectrumOne傅里叶变换红外光谱仪(美国PE公司)；X射线

5、衍射仪(德国布鲁克公司)；SHZ一ⅡB循环水真空泵(浙江临海市精工真空设备厂)；STA449F3同步热分析仪(德国耐驰公司)。对苯二甲酸(分析纯，中国上海试剂一厂)；对羟基苯甲酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；二氯亚砜(分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心)；1,4一丁二醇(分析纯，天津市光复精细化工研究所)；2,4一甲苯二异氰酸酯(分析纯，麦卡希试剂)；1，3一双(氨丙烷基)四甲基二硅醚(分析纯，阿法埃莎(天津)化学有限公司)。1．2液晶聚合物的制备1-2_1对苯二甲酰氯的合成收稿日期：2014_04．I1作者简介：陈光(1985一)，在泼硕士研究生，

6、主要从事色谱分离介质方面的研究。·50·齐齐哈尔大学学报2014称取3．4632g对苯二甲酸放于_-_'_1：3烧瓶中，加人30mL苯作溶剂，再量取7mL氯化亚砜加入到上述三口瓶中，加3滴吡啶，加热至70~C，回流2h，停止反应，蒸出苯和氯化亚砜，用石油醚重结晶。1．2．24，4一对苯二甲酰二氧二苯甲酸的合成移取35mL0．4mol／L氢氧化钠溶液和5g对羟基苯甲酸于三口烧瓶中，将3．0280g对苯二甲酰氯溶于l5mL四氯化碳中，用滴液漏斗滴加至三口瓶中，1h滴加完毕，反应5h，用盐酸中和溶液中的氢氧化钠，然后抽滤，水洗至无Cl一，再用丙酮洗去有机物，水洗，真

7、空干燥。1．2．3对苯二甲酰二氧苯甲酸丁二醇酯的合成，将2．4904g4，4一对苯二甲酰二氧二苯甲酸溶于30mLDMF中，缓慢滴加至盛有30mL氯化亚砜的100mL三口烧瓶中，搅拌升温至85℃，反应3h，减压蒸馏除去残余的二氯亚砜后降至室温，加人0．8g1,4一丁二醇和3滴吡啶，升温至85~C，反应3h，停止反应，冷却静置过滤，产物用无水乙醇洗涤两次，烘干即得黄色产物4，4一对苯二甲酰二羟苯甲酸乙二醇酯。’1-2．4有机硅改性聚氨酯液晶的合成在三口烧瓶上装置搅拌、温度计、冷凝管，通人氮气。快速量取10mL甲苯二异氰酸酯于三口烧瓶中，加入10mLDMF溶液，再量

8、取5mL1，3一双(氨丙烷基)四甲基二