亲水整理剂DPSP的合成及应用

以多功能聚醚(DPG)为原料合成端环氧基聚醚(DPSP)并活化聚醚分子。端环氧基聚醚环氧基团具有极大张力,在无溶剂、无催化体系下与自制的氨基硅油(DP)进行SN_2亲核反应。优化了合成工艺,对反应物配比、催化剂用量、碱比例、反应温度等因素进行探索。合成的DPSP对纯棉织物进行柔软整理,整理后的织物具有良好的白度、亲水性能及手感等。     

环氧基改性硅油的合成与表征

以端环氧基烯丙基聚醚、含氢硅油为原料,采用第二代铂金催化剂,通过硅氢加成反应制备环氧基改性硅油。研究了反应时间、反应温度、物料配比对反应转化率的影响。通过单因素试验得到最佳反应条件为:反应时间7 h、反应温度100℃、含氢硅油与端环氧基聚醚的摩尔比为1∶1.1。在此条件下含氢硅油的转化率为91%。红外表征证实,产物接上了端环氧基烯丙基聚醚。     

端环碳酸酯基聚醚的合成

采用端环氧基聚醚与二氧化碳为原料,在高温、高压、催化剂的条件下,将环氧基转化为五元环碳酸酯基。讨论了催化剂类型、温度、压力对反应转化率的影响,并通过红外光谱、核磁共振氢谱等方法对端环碳酸酯基聚醚进行结构表征。结果表明,当采用十六烷基三甲基溴化铵为催化剂,温度为120℃,体系压力为2.5 MPa时,环氧基的转化率能够达到90%以上。     

环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究—Ⅰ.固化反应行为、机理及其固化物结构特征

应用DSC、FT-IR对乙酰丙酮过渡金属络合物催化促进的环氧树脂与氰酸酯共固化反应行为、历程以及固化物的结构特征进行了研究探讨。结果表明,促进剂能够明显降低固化反应温度,缩短固化反应时间。反应历程首先是氰酸酯发生自聚反应形成二聚体或三聚体（三嗪环）,然后二聚体可进一步其聚形成三嗪环,此过程伴随着环氧基的聚醚反应,最后是三嗪环与剩余的环氧基反应形成恶唑烷酮,在氰酸酯适量的条件下,固化树脂中主要是恶唑烷酮和聚醚结构,三嗪环结构很少;在氰酸酯适量或过量条件下,固化树脂主要是三嗪环和恶唑烷酮结构,聚醚结构很少。     

有机硅聚醚胺增韧改性环氧树脂的研究

采用端环氧基硅油及其聚醚胺预反应物、聚醚胺(D-230)来改性双酚A型环氧树脂(EP)。有机硅与聚醚柔性链段通过环氧树脂主链或固化剂键合到致密的环氧树脂交联网络中。系统研究了端环氧基硅油及其聚醚胺预反应物等对固化物的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。采用扫描电子显微镜对改性固化物的断裂面形态进行了分析。采用5份端环氧基硅油聚醚胺预反应改性EP后,其拉伸强度略有提高,断裂伸长率由38.62%提高到42.9%,冲击强度由20.23 kJ.m-2提高到25.89 kJ.m-2。依据其断裂伸长率与材料拉伸断面的SEM照片,环氧树脂固化物显示出明显的增韧效果,符合涂料用树脂基料的要求。     

不同封端聚醚共改性硅油的合成及其破乳性能

以异丙醇为溶剂、氯铂酸为催化剂,将单烯丙基封端聚氧乙烯聚氧丙烯醚(AEP)、单烯丙基封端聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚(AEPH)和单烯丙基封端聚氧乙烯氧聚丙烯乙酰基醚(AEPC)同时与含氢硅油进行硅氢加成反应,合成了羟基封端聚醚、环氧基封端聚醚和乙酰基封端聚醚共改性硅油破乳剂。通过IR和1H NMR对产物结构进行表征,证实得到了预期产物。通过单因素实验法考察了碳碳双键与硅氢键的量之比[n(CC)∶n(Si—H)]、反应时间、反应温度和催化剂用量对活性氢转化率的影响,确定的最佳反应条件为:n(CC)∶n(Si—H)=1.20∶1,反应时间6 h,反应温度100℃,催化剂用量40μg/g(相对于反应物总质量),在此条件下活性氢转化率达到93.72%。将该聚醚改性硅油进行原油破乳性能测试,结果显示,在聚醚改性硅油用量为100 mg/L、破乳温度70℃条件下,加入聚醚改性硅油2 h后,原油脱水率达到90.54%,具有较好的破乳性能。     

低泡型聚醚酯改性三硅氧烷的制备与性能研究

在氮气保护下,以烯丙基聚氧乙烯醚醋酸酯与七甲基三硅氧烷为原料,在Karstedt催化剂催化下反应,制得了聚醚酯改性三硅氧烷,讨论了反应物摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对制备聚醚酯改性三硅氧烷性能的影响。结果表明,当反应物摩尔比为1.4∶1.0,催化剂用量为0.10%(质量分数),反应温度为110～120℃,反应时间为2 h,制得的聚醚酯改性三硅氧烷表面张力很小,铺展性能和低泡效果均较好,0.1%聚醚酯改性三硅氧烷的表面张力为20.81 mN/m,铺展直径为43.0 mm,发泡力为1.13,5 min稳泡性为0.20。产品结构经红外光谱表征。     

聚醚／氨基硅油的制备及其应用

以含氢硅油,烯基环氧化合物和烯基聚醚为原料,在铂催化剂存在下,通过硅氢加成反应,制成了聚醚／环氧硅油,所得产物再与有机胺反应,制得了聚醚／氨基硅油。研究了含氢硅油粘度,聚醚／氨基硅油的氨基结构,硅质量分数,pH值以及残留Si－H基对聚醚／氨基硅油性能的 影响,结果表明,与聚醚／环氧硅油柔软剂CGF相比,硅质量分数为25．95％,粘度大于10000mPa.s的哌嗪基聚醚硅油能赋予织物更好的柔软,平滑手感及白度,织物静态吸湿性为1″81。     

氨基聚醚改性硅油在香波中的应用

在铂催化剂的作用下,利用含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚、烯丙基聚氧乙烯醚的硅氢加成反应合成出环氧基/聚醚改性硅油;然后与乙二胺进行胺化反应,制得了氨基聚醚改性硅油(AMPES).采用红外光谱和核磁共振对其结构进行表征;并将其应用于香波配方中,探讨了AMPES在香波中的调理功能.结果表明,当AMPES在香波中的质量分数为3.5%左右时,发束的梳理性能最佳,且香波的发泡及稳泡性能也较为理想.     

1,3-二(3-缩水甘油醚氧基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的合成

以四甲基二硅氧烷(HMM)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)为原料,在铂催化剂条件下合成1,3-二(3-缩水甘油醚氧基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(端环氧基封头剂)。研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、HMM和AGE量之比及加料方式对转化率的影响,结果表明,最佳合成条件为n(HMM)∶n(AGE)=1∶2.2,反应温度80℃,反应时间3 h,催化剂用量为20 mg/kg(相对反应物总质量,以铂计),制备的端环氧封头剂转化率可达92.2%。     

ω-氯己基环氧丙基醚及其均聚物的合成

ω-卤烷基环氧丙基醚是合成其它ω-取代烷基环氧丙基醚的原料,又是合成含有ω-卤素侧基的聚醚的单体。从ω-取代烷基环氧丙基醚或含有ω-卤素的聚醚出发,可以合成各种以聚醚为主链的功能高聚物,如粘合剂、聚电解质、高分子负载络合催化剂等。但是,已有的报导均限于各种含β-功能基的环氧丙基醚及其聚合物。考虑到功能基与主链的距离将影响功能高聚物的性能,我们合成了ω-氯己基环氧丙基醚及其均聚物和ω-氯己基环氧丙基醚与其它环氧单体共聚的聚醚,进而还合成了各种以聚醚为载体的高分子络合催化剂。本文报导的是ω-氯己基环氧丙基醚及其均聚物的合成。合成途径如下:     

聚醚改性有机硅流平剂的合成及表面性能研究

以含氢硅油和烯丙基聚醚为原料,在氯铂酸螯合物的催化作用下,通过无溶剂硅氢加成反应合成了聚醚改性硅油。通过正交实验测定反应的转化率,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量以及反应物比例对反应的影响,并得出较适宜的反应条件为:反应时间为8h,反应温度为130℃,催化剂用量为20μg/g,反应物配比[n(Si-H)∶n(C=C)]为1∶1.2。在该条件下,含氢硅油中Si-H的转化率达94.45%。由此制备的流平剂能有效降低表面张力,且具有优良的流平性能。讨论了含氢硅油与烯丙基聚醚的结构差异对产品的表面性能的影响。     

水性环氧乳化剂的研制

采用E-51环氧树脂和不同分子质量聚醚多元醇反应合成了反应性水性环氧树脂乳化剂,并用相反转技术制备了一系列水性环氧树脂乳液,考查了催化剂、聚醚多元醇的分子质量以及环氧基／羟基比等对环氧树脂乳液的离心、冻融、稀释稳定性的影响。结果表明,采用三氟化硼胺络合物为催化剂,聚醚多元醇相对分子质量为3000～6000,n环氧基／羟基为2：1,于120℃反应合成的乳化剂具有较好的乳化效果。乳化剂用量为20％时,在60℃所配制的乳液稳定性最好,乳液粒径约0．38μm,室温放置6个月乳液不分层。     

环氧基封端烯丙醇聚醚的合成

以烯丙醇聚醚(A-102)和环氧氯丙烷(ECH)为主要原料,采用两步法反应合成了环氧基封端烯丙醇聚醚。通过单因素试验,考察了开环、闭环工艺条件对产物封端率的影响,确定了最优工艺条件：环氧氯丙烷与烯丙醇聚醚物质的量比为1.2∶1,负载型固体酸催化剂用量为0.5%,开环温度为55℃,开环时间为4 h,液碱与烯丙醇聚醚物质的量比为1.1∶1,闭环温度为45℃,闭环时间为4 h。在该条件下进行3次稳定性试验,封端率平均值为95.10%。负载型固体酸催化剂使用15次后,合成的环氧基封端烯丙醇聚醚的封端率大于等于94.40%。     

聚醚润滑基础油(PAG)的实验室研究

以环氧化合物为原料，单元醇为起始剂，碱金属作为催化剂聚合制得油溶性聚醚润滑基础油。考察了不同碱金属催化剂、催化剂浓度、聚合温度等条件对聚醚合成润滑基础油收率的影响。通过实验得出最佳催化剂为氢氧化钾，反应温度为130℃,催化剂用量为0.6%。并通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(IR)和质谱(MS)对其进行表征。结果表明KOH催化剂在催化目标相对分子质量较大的聚醚时产物收率较低，并确定了聚醚结构的存在，验证了环氧化合物制备油溶性聚醚的可行性。     

端基聚醚-b-聚硅氧烷在现代涂料中的作用机理探讨

以双端含氢聚硅氧烷和烯丙基聚醚为原料、以氯铂酸为催化剂,在无溶剂条件下合成端基聚醚-b-聚硅氧烷.探讨了端基聚醚-b-聚硅氧烷系列在现代涂料体系中的流平性能、体系相容性、存储稳定性、pH值适用范围、热稳定性以及迁移性能.研究表明：端基聚醚-b-聚硅氧烷相对较小的分子质量以及在湿膜中较强的迁移能力,有着比普通聚醚改性聚硅氧烷更为优越的体系相容性和流平性能.并简单探讨了端基聚醚-b-聚硅氧烷在现代涂料体系中用做有机硅流平剂的作用机理.     

聚醚胺和聚醚多元醇对环氧/酸酐体系的原位增韧作用

研究了聚醚胺PEA2000和聚醚多元醇PPG2000对环氧/酸酐体系的原位增韧作用,并探讨了它们的增韧机理。通过对比研究PEA2000和PPG2000在不同含量时对环氧/酸酐体系固化物的力学性能及热变形温度的影响,发现PEA2000对环氧/酸酐体系的增韧效果要优于PPG2000,最佳用量为10 phr,此时固化体系的拉伸强度提高了2.18 MPa,断裂伸长率提升了31.3%,冲击强度提高了39.2%。通过SEM对PEA2000和PPG2000的含量为10 phr时的固化样条的冲击断面进行研究,发现在固化体系中PEA2000形成了均相体系,而PPG2000形成了分相体系。通过对PEA2000和PPG2000增韧机理的探究发现二者增韧效果不同的主要原因是因为端基反应活性不同而导致他们与环氧网络相容性存在差异。     

氨基聚醚共改性硅油的合成与性能

以八甲基环四硅氧烷(D4)、y-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为原料,以氢氧化钾为催化剂,采用乳液聚合法合成环氧基改性硅油,再通过环氧基与氨基的反应将聚醚胺D-400引入,制成氨基聚醚共改性硅油,并通过红外光谱对产物结构进行了表征。通过正交实验,探讨了不同反应条件对改性硅油氨值、黏度和固含量等因素的影响。结果表明:八甲基环四硅氧烷与硅烷偶联剂KH-560的物质的量比为4∶1,催化剂用量为反应物质量的0.2%,乳化剂用量为30%,AEO-3与AEO-9的复配比为1∶1,反应温度为90℃,反应时间为4 h是较理想的工艺参数,通过表征测定其产物稳定性较好,氨值为0.89 mmol/g,黏度为73 mPa·s,固含量为30%。     

酸性催化剂对苯并恶嗪三元共混体系固化的影响

采用DSC和FT-IR对双酚A-苯胺型苯并恶嗪/双环戊二烯型环氧树脂/聚苯乙烯马来酸酐三元共混体系在己二酸、间苯二酚、对甲苯磺酸和三氯化铁酸性催化剂作用下的固化行为,固化机理及固化物结构作了研究。结果表明,在几种酸性催化剂体系中环氧/酸酐共聚反应与苯并恶嗪自聚反应几乎同时发生,温度升高后,发生聚苯并恶嗪与环氧或酸酐的共聚反应,及其与环氧/酸酐共聚反应的竞争反应。在催化剂作用下竞争反应产生不同的结果,最终得到不同结构的固化产物。使用对甲苯磺酸作为催化剂,酸性较强,有利于聚苯并恶嗪与酸酐的共聚反应,产物中含有较多羧基。     

长链烷基聚醚/氨基硅的合成、表征与应用

以含氢硅油(PHMS)、烯丙基环氧基聚醚(AEH)和1-十六碳烯(C16)为原料,在氯铂酸催化作用下通过硅氢化加成反应得到长链烷基环氧聚醚硅油(PCA),再与聚醚胺反应,制备一种长链烷基聚醚/氨基硅(PCAD)。利用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、阿贝折射仪、扫描电镜(SEM)和纳米粒度仪对PCAD及其乳液进行了表征和纤维表面的成膜性分析,并探讨了1-十六碳烯和环氧基聚醚的摩尔比,乳液用量以及焙烘温度对所整理织物应用性能的影响。结果表明,PCAD乳液的平均粒径为83.7 nm,并且在织物纤维表面上具有良好的成膜性。当十六碳烯和烯丙基环氧基聚醚的摩尔比为8∶2,乳液用量为15 g/L,焙烘温度为150℃时,经PCAD整理的织物柔软性提高,具有一定防水性,而白度基本不变。