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非异氰酸酯聚氨酯的合成及应用

作　者: 黄禹
导　师: 刘晓国
学　校: 广州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 2,3-环碳酸甘油酯甲基丙烯酸酯 非异氰酸酯聚氨酯 合成 应用
分类号: TQ323.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)是不以异氰酸酯及其多聚体为原料合成的聚氨酯,由于其制备过程中不以对人体及环境具有较大危害的异氰酸酯为原料,且安全、环保,因此具有较大的研究及应用空间。本文首先以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与温室气体CO2为原料在高温、高压及催化剂存在的条件下,合成2 ,3-环碳酸甘油酯甲基丙烯酸酯(PCMA)。并通过FT-IR、1HNMR、元素分析等方法对其进行了表征,详细讨论了催化剂的种类、反应温度、反应压力、反应时间对产物收率的影响。结果表明,以均为GMA重量0.5%四丁基氯化胺(TBAC)和四丁基溴化胺(TBAB)为共催化剂,以GMA重量0.5%特丁基对苯二酚(TBHQ)为阻聚剂,当温度为85℃,二氧化碳压力为1.2MPa,反应15h时,产物收率可以达到63.3%。将合成的PCMA与丙烯酸/酯类单体共聚生成的聚合物作为主要成膜物,以二乙烯三胺为固化剂调配成清漆,于100℃烘烤40分钟制得非异氰酸酯聚氨酯涂膜(NIPU),然后置于干燥器内在室温条件下放置12小时后,测试漆膜性能。同时通过FT-IR对涂膜结构进行了分析,证明了固化后所形成的涂膜含有聚氨酯具有的氨基甲酸酯结构特征吸收峰。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 聚氨酸概述  8-9
  1.2 非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）  9-16
    1.2.1 非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）的合成原理  10-11
    1.2.2 环碳酸酯预聚物的合成  11-15
    1.2.3 胺类物质  15-16
  1.3 非异氰酸酯聚氨酯的应用  16-18
    1.3.1 非异氰酸酯聚氨酯在涂料中的应用研究  16-17
    1.3.2 非异氰酸酯聚氨酯在胶黏剂中的应用研究  17
    1.3.3 非异氰酸酯聚氨酯在泡沫材料中的应用研究  17-18
  1.4 选题目的和意义  18
  1.5 课题研究的主要内容  18-19
第二章 2,3-环碳酸甘油酯甲基丙烯酸酯的合成及表征  19-33
  2.1 理论分析  19-22
    2.1.1 反应原理  19-20
    2.1.2 产物收率的测定  20-21
    2.1.3 反应工艺条件配方设计  21-22
  2.2 实验部分  22-24
    2.2.1 实验原料与仪器  22-23
    2.2.2 实验反应装置  23
    2.2.3 配方组成  23
    2.2.4 合成工艺  23-24
  2.3 试验结果  24-25
    2.3.1 催化剂与产物收率的关系  24
    2.3.2 温度与产物收率的关系  24-25
    2.3.3 气压与产物收率的关系  25
    2.3.4 反应时间与产物收率的关系  25
  2.4 结果讨论  25-31
    2.4.1 催化剂对产物收率影响  25-26
    2.4.2 反应温度对产物收率的影响  26-27
    2.4.3 反应压力对产物收率的影响  27-28
    2.4.4 反应时间对产物收率的影响  28-29
    2.4.5 阻聚剂选择和用量  29
    2.4.6 PCMA 的结构表征分析  29-31
  2.5 本章小结  31-33
第三章 环碳酸酯PCMA 改性丙烯酸(酯)共聚物的合成  33-41
  3.1 理论分析  33-38
    3.1.1 反应原理  33-34
    3.1.2 环碳酸酯改性丙烯酸(酯) 共聚物合成配方组成的选择  34-35
    3.1.3 环碳酸酯-丙烯酸(酯) 共聚物合成配方  35
    3.1.4 工艺方法和条件的选择  35-36
    3.1.5 树脂相关物性测试及计算方法  36-38
  3.2 试验部分  38-39
    3.2.1 实验原料与仪器  38
    3.2.2 实验反应装置  38-39
    3.2.3 实验步骤  39
  3.3 实验结果  39
    3.3.1 环碳酸酯-丙烯酸(酯) 共聚物相关物性  39
  3.4 结果讨论  39-40
    3.4.1 环碳酸酯-丙烯酸(酯) 共聚物物性分析  39-40
    3.4.2 树脂结构红外光谱分析  40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 非异氰酸酯聚氨酯涂料的制备及其性能研究  41-54
  4.1 理论分析  41-47
    4.1.1 NIPU 合成原理  41-42
    4.1.2 涂料组成中各组分的选择  42-43
    4.1.3 非异氰酸酯聚氨酯涂料合成配方  43-44
    4.1.4 NIPU 成膜材料物性指标测试  44
    4.1.5 涂料的成膜性能的测试方法  44-47
  4.2 实验部分  47
    4.2.1 实验原料与设备  47
    4.2.2 NIPU 配制和漆膜制备  47
  4.3 实验结果  47-48
    4.3.1 非异氰酸酯聚氨酯涂料物性指标  47-48
    4.3.2 漆膜性能结果  48
  4.4 结果讨论  48-53
    4.4.1 漆膜性能分析  48-53
    4.4.2 漆膜红外光谱分析  53
  4.5 本章小结  53-54
结论  54-56
参考文献  56-61
读硕士期间发表的论文  61-62
致谢  62

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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 > 聚氨酯类（聚氨基甲酸酯类）及塑料
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