学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

萜烯基环碳酸酯及其非异氰酸酯聚氨酯的制备与性能研究

作　者: 陈彩凤
导　师: 孔振武
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 应用化学
关键词: 萜烯 环氧树脂 环碳酸酯 非异氰酸酯聚氨酯 杂化
分类号: TQ323.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文以萜烯基环氧树脂(TME)为原料,与CO2反应合成萜烯基环碳酸酯(TCC), TCC分别与乙二胺、1,6-己二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺及异佛尔酮二胺反应制备线性非异氰酸酯聚氨酯(NIPU),并以环氧树脂E-51改性制备杂化非异氰酸酯聚氨酯(HNIPU)。研究了萜烯基环碳酸酯与胺基化合物的交联反应活性、反应动力学特征以及环氧树脂改性对NIPU交联反应的影响,探讨了NIPU及HNIPU聚合物材料的形成过程与机理。相关为萜烯基NIPU替代传统PU应用于环境友好涂料领域提供良好的理论基础。主要研究内容及结论如下：1.在苄基三乙基氯化铵/乙二醇共催化作用下,以来源于天然可再生资源的萜烯基环氧树脂与CO：在无溶剂环境中反应合成了萜烯基环碳酸酯。研究了催化剂用量、CO：压力、反应温度以及反应时间对反应过程的影响,并采用电位滴定法测定了产物中环碳酸酯的含量。研究表明,在催化剂用量1.0%、C02压力1.5MPa条件下,130℃反应7h,生成产物的环碳酸酯值为0.267mol/100g,环氧基转化率达99.7%,环碳酸酯选择性达到94.0%。同时,采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(1H NMR)及碳谱(13C NMR)表征了合成产物的化学结构。2.以FT-IR法研究了萜烯基环碳酸酯与1,6-己二胺交联反应动力学,交联反应动力学方程为：3.将萜烯基环碳酸酯与二元伯胺反应合成了线性非异氰酸酯聚氨酯,红外光谱证明聚合物分子链中含有氨基甲酸酯结构。实验表明,TCC与伯胺交联过程中内酯键的断裂受反应温度的影响,当聚合温度超过120℃时,没有酰胺键生成。当TCC与伯胺以物质的量的比1：1反应时产物的玻璃化转变温度最高。萜烯基非异氰酸酯聚氨酯具有良好的的力学性能和耐热性其玻璃化转变温度13℃～64℃,失重50%的温度(Td)都在300℃以上。4.将TCC与E-51混合作为主要成膜物，以二元胺基化合物为固化剂调配成清漆，于90℃烘箱内预固化3h，140℃烘箱内后固化4h制备杂化非异氰酸酯聚氨酯涂膜。通过FT-IR和SEM对涂膜结构的分析，证明未反应的TCC与聚合物之间产生了微相分离，且只有当E-51添加量增加到TCC质量的60%以上时，微相分离才会明显。HNIPU相比NIPU具有较好的抗冲击性能、柔韧性、附着力、耐水及耐醇性。复合产物性能与环氧树脂添加量密切相关。随着E-51添加量的增加，复合产物的硬度、柔韧性和附着力都逐渐增强，耐水及耐醇性得到极大改善。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-15
第一章 绪论  15-27
  1.1 引言  15-17
    1.1.1 研究背景  15-16
    1.1.2 研究的目的和意义  16-17
    1.1.3 项目来源和经费支持  17
  1.2 非异氰酸酯聚氨酯的研究现状与进展  17-24
    1.2.1 环碳酸酯的合成技术进展  17-19
    1.2.2 生物质基环碳酸酯的研究进展  19-20
    1.2.3 NIPU 的合成技术进展  20-22
    1.2.4 非异氰酸酯聚氨酯的应用  22-24
  1.3 设计思路和主要研究内容  24-27
    1.3.1 设计思路  24
    1.3.2 研究内容  24-25
    1.3.3 技术路线  25
    1.3.4 主要创新点  25-27
第二章 萜烯基环碳酸酯的合成及其表征  27-39
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验部分  28-31
    2.2.1 原料、试剂及仪器  28
    2.2.2 萜烯基环碳酸酯的合成  28
    2.2.3 分析与测试  28-31
  2.3 结果与讨论  31-37
    2.3.1 催化剂的选择  31-32
    2.3.2 合成反应条件的优化  32-34
    2.3.3 产物化学结构表征  34-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章 萜烯基环碳酸酯与 1,6-己二胺交联反应及其反应动力学研究  39-53
  3.1 引言  39
  3.2 实验原理  39-42
    3.2.1 交联反应动力学表征原理  39-42
    3.2.2 交联反应过程 DEA 分析原理  42
  3.3 实验部分  42-43
    3.3.1 原料和仪器  42-43
    3.3.2 动力学分析方法  43
    3.3.3 交联反应过程 DEA 分析  43
  3.4 结果与讨论  43-51
    3.4.1 交联反应过程表征  43-45
    3.4.2 交联反应动力学方程  45-50
    3.4.3 n 级反应动力学方程对 TCC/HMDA 交联反应过程的模拟  50-51
    3.4.4 n 级反应动力学模型对等温介电固化过程的拟合  51
  3.5 本章小结  51-53
第四章 萜烯基非异氰酸酯聚氨酯的合成与性能  53-62
  4.1 引言  53
  4.2 实验部分  53-55
    4.2.1 原料、试剂及仪器  53-54
    4.2.2 NIPU 的合成  54
    4.2.3 分析与测试  54-55
  4.3 结果与讨论  55-61
    4.3.1 NIPU 的结构表征  55-56
    4.3.2 反应物料配比对 NIPU 的影响  56-58
    4.3.3 反应温度对 NIPU 的影响  58-59
    4.3.4 NIPU 的 DSC 及 TG 分析  59-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章 杂化非异氰酸酯聚氨酯的制备与性能  62-77
  5.1 引言  62
  5.2 理论分析  62-63
    5.2.1 HNIPU 的制备原理  62-63
    5.2.2 介电分析法表征 HNIPU 固化反应的原理  63
  5.3 实验部分  63-65
    5.3.1 原料、试剂及仪器  63-64
    5.3.2 HNIPU 的制备方法  64
    5.3.3 分析与测试  64-65
  5.4 结果与讨论  65-75
    5.4.1 用介电分析法确定 HNIPU 的固化温度  65-66
    5.4.2 HNIPU 的结构表征  66-67
    5.4.3 合成反应影响因素分析  67-70
    5.4.4 HNIPU 的性能  70-75
  5.5 小结  75-77
第六章 结论与展望  77-80
  6.1 结论  77-79
  6.2 展望  79-80
参考文献  80-89
在读期间的学术研究  89-90
致谢  90

相似论文

  1. 聚砜的合成及改性环氧树脂胶黏剂的研究,TQ433.437
  2. 有机硅改性环氧树脂的性能研究及胶黏剂的制备,TQ323.5
  3. 聚砜类超滤膜的制备及其在油脂脱色中的应用,TQ320.721
  4. 碳纤维表面处理及其增强环氧树脂复合材料界面性能研究,TB332
  5. 二氧化硅表面接枝复杂结构聚合物的研究,O634.41
  6. 壁上有孔的二氧化硅空心球的制备,TB383.1
  7. 聚酰亚胺/纳米二氧化硅杂化薄膜的制备和性能研究,TB383.2
  8. 有机/无机杂化钙钛矿材料（RNH3）2（CH3NH3）n-1MnX3n+1的合成及光电性能研究,O627
  9. 纳米氧化锆/钛杂化有机硅环氧高折射率材料的研究,TB383.1
  10. Al2O3/C杂化气凝胶和Al2O3气凝胶的制备及表征研究,O648.17
  11. PANI-SiO2透明导电薄膜的制备及性能研究,TB383.2
  12. 热熔膜法长效低温碳纤维/环氧树脂预浸料的制备及性能研究,TB332
  13. 不饱和环氧树脂/氮化铝复合材料的导热绝缘性能,TQ323.5
  14. 脂环族环氧树脂改性聚氨酯丙烯酸酯涂料的研究,TQ630.4
  15. 泡沫碳及其导热复合材料的制备和性能研究,TB332
  16. 过渡金属配合物修饰的多金属氧酸盐的合成与表征,O627
  17. 热致变色杂化硅溶胶的制备及其应用研究,TQ436.4
  18. 多形聚膦腈微纳米材料的制备及功能化应用探索,TB383.1
  19. 季铵盐壳聚糖及其复合膜的研制与性能评价,TB383.2
  20. 一种新型有机无机杂化介孔材料的合成及对PC/ABS的阻燃研究,TB33
  21. 高导热环氧树脂复合材料的制备与研究,TB332

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
© 2012 www.xueweilunwen.com