用活性炭负载酸性催化剂合成四氢呋喃

以活性炭负载对甲苯磺酸作催化剂,对1,4-丁二醇脱水剂制备四氢呋喃的反应进行研究。考察了催化剂用量,反应时间,反应温度等因素对产率的影响。得出了最佳的反应条件:催化剂用量是1,4-丁二醇质量的3.3%,反应时间30 min,产率可达97.36%。     

无溶剂体系中合成1,4-丁二醇二丙烯酸酯

以1,4-丁二醇、丙烯酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,采用真空无溶剂直接酯化法合成1,4-丁二醇二丙烯酸酯。探讨了催化剂、反应时间和温度以及酸醇比(丙烯酸与1,4-丁二醇摩尔比)对酯化反应的影响。结果表明,最佳的酯化反应条件为:丙烯酸/1,4-丁二醇为3,催化剂用量(占原料总质量,%)为0.5%,阻聚剂质量分数(占原料总质量,%)为0.25%,反应时间为8 h,反应温度为75⁸0℃。在此条件下,产物为淡黄色透明油状液体,收率可达80%。     

无溶剂体系中合成1,4-丁二醇二丙烯酸酯

以1,4-丁二醇、丙烯酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,采用真空无溶剂直接酯化法合成1,4-丁二醇二丙烯酸酯。探讨了催化剂、反应时间和温度以及酸醇比(丙烯酸与1,4-丁二醇摩尔比)对酯化反应的影响。结果表明,最佳的酯化反应条件为:丙烯酸/1,4-丁二醇为3,催化剂用量(占原料总质量,%)为0.5%,阻聚剂质量分数(占原料总质量,%)为0.25%,反应时间为8 h,反应温度为75~80℃。在此条件下,产物为淡黄色透明油状液体,收率可达80%。     

1,4-丁二醇和癸二酸的聚合反应研究

以1,4-丁二醇和癸二酸为原料,经酯化反应生成聚酯,选择适宜催化剂,考察了物料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量和催化剂的重复使用对羧基转化率的影响.结果表明,无溶剂时Ti(OBu)4/TiO2-Al2O3的催化效果最佳.在癸二酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.2、催化剂用量(以质量计)为1.2%左右、反应温度为140～160℃、反应时间为6 h的优化反应条件下,羧基转化率最高为92.8%,聚酯分子量为3114,相对分子量分布为1.328.     

聚丁二酸丁二醇酯的合成及工艺研究

以丁二酸(SA),1,4-丁二醇(BDO)为原料,通过熔融聚合法合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。通过对催化剂筛选及用量、缩聚反应温度、总反应时间和酸醇比等因素对产品粘均分子量影响的探讨,优化出了熔融法合成PBS的最佳工艺条件:选择SnCl2做催化剂,用量在2%(以催化剂加入SA的质量比表示),缩聚反应温度在230℃,总反应时间5h,在酸醇配比为1∶1.1时,反应得到的PBS产品的粘均分子量最大,粘均分子量为5.14×104g/mol,产品颜色为白色。用IR、TG、1H-NMR等表征证明产品合成成功。     

Hβ分子筛催化合成新型七元环缩酮的研究

研究了Hβ分子筛催化1,4-丁二醇与环己酮的缩合生成新型七元环缩酮的反应,考察了反应时间、酮与醇的配比、催化剂用量、催化剂重复使用等因素对醛(酮)与醇缩合反应的影响。结果表明,当环己酮与1,4-丁二醇物质的量比为1∶1.5,催化剂用量为2.5 g/1 mol醛(酮),反应2 h,转化率达85.3%,选择性达99.8%,表明Hβ分子筛对醛(酮)与醇的缩合反应有较好的催化性能。     

2,3-丁二醇液相脱水制备甲乙酮反应研究

研究了2,3-丁二醇液相脱水生成甲乙酮(MEK)的反应,对浓硫酸、对甲苯磺酸、ZSM-5分子筛以及自制固体酸的催化活性进行比较,发现对甲苯磺酸对2,3-丁二醇脱水制备甲乙酮的催化性能较好。以对甲苯磺酸做催化剂,优化实验装置,通过对实验结果进行分析得到最佳的反应条件为:采用反应精馏装置,催化剂用量为2,3-丁二醇质量的3%,塔顶温度控制在70～80℃,反应时间为5.5h,产品收率可达到78.9%。此外,还考察了脱水副反应生成的高沸点缩合物的水解反应,硫酸用量为缩合物质量的1%,反应时间为100min,MEK收率为93.3%。     

异佛尔酮二异氰酸酯扩链合成聚丁二酸丁二醇酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI为)扩链剂对低分子量的聚丁二酸丁二醇(酯PBS进)行扩链,研究了扩链剂用量、反应时间、反应温度对PBS分子量的影响,并探讨了扩链反应的机理。结果表明:合成PBS的最佳条件是IPDI用量1.0%,反应温度140℃,常压反应60min;扩链反应时,IPDI的异氰酸酯基团与PBS分子链端的羟基反应生成氨基甲酸酯,将PBS预聚体进行偶联处理,从而使PBS的分子量显著提高。     

1，4-丁二醇二缩水甘油醚的合成

以1，4-丁二醇和环氧氯丙烷为原料，三氟化硼乙醚络合物为催化剂，合成1，4-丁二醇二缩水甘油醚。系统考察了原料摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间和碱用量对合成1，4-丁二醇二缩水甘油醚产率的影响。1，4-丁二醇二缩水甘油醚的产率达到84．9％。通过傅立叶变换红外光谱对其结构进行了表征。     

扩链反应制备聚乳酸-co-聚己二酸丁二醇酯多嵌段共聚物

为了改善一步法生产的聚乳酸(PLA)均聚物分子量低、材料脆性大的问题.文章使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为扩链剂,在催化剂存在的条件下,通过熔融扩链反应制备聚乳酸-聚己二酸丁二醇酯多嵌段共聚物(PLA-b-PBA).并进一步研究了反应温度、预聚体分子量、扩链剂用量对扩链产物的结构、分子量的影响.用凝胶渗透色谱GPC、红外光谱IR、核磁共振分析1H NMR、13C NMR对预聚体及扩链产物进行了分析表征,结果表明通过扩链反应,聚乳酸的分子链中引入了新的嵌段,分子量有大幅度提高.     

酶催化合成高分子量聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其材料特性

建立了以固定化南极假丝酵母脂肪酶B(Novozym-435)作为催化剂,以丁二酸二乙酯和1,4-丁二醇作为原料,酶催化合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的工艺。在95℃,真空条件下经过25 h反应,得到重均分子量44000的PBS,分子量分布为1.64。通过红外光谱、核磁共振、元素分析等分析了合成PBS的组成及分子结构。对酶催化聚合反应过程的动力学,以及反应过程中固定化酶的热稳定性进行了研究。通过对PBS材料性能的表征,证明其具有良好的耐热性能、力学性能和生物降解性能。     

不同相对分子质量聚丁二酸丁二酯的合成及表征

以丁二酸、1,4–丁二醇为原料,采用溶液–熔融法合成了不同相对分子质量的聚丁二酸丁二酯(PBS),并研究了4种不同催化剂合成PBS反应的催化性能。采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H–NMR)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)分析和力学拉伸仪对产物的结构、热稳定性、相对分子质量、力学性能等进行表征。结果表明,不同催化剂催化合成的PBS相对分子质量大小顺序为:对甲苯磺酸钛酸异丙酯氯化亚锡醋酸锌无催化剂。相对数均分子质量最大值为5.57×10~4,最小值为2.54×10~4。所有合成的PBS的热分解温度均大于250℃,都具有较好的热稳定性。其中以钛酸异丙酯和氯化亚锡为催化剂时,得到的PBS具有良好的力学性能。综上结果,钛酸异丙酯为催化剂时合成的PBS最优,相对分子质量为5.50×10~4,拉伸强度为34.5 MPa,断裂伸长率高达201%。     

Correlations Between Precursor Molecular Weight and Dynamic Mechanical Properties of Polyborosiloxane (PBS)

It is possible to tailor the dynamic response of polyborosiloxanes (PBS) based on picking the right molecular weight of a precursor. The molecular weight of hydroxy-terminated polydimethylsiloxane (PDMS) defines the shear-stiffening performance of PBS due to straightforward condensation reaction between hydroxy end groups of PDMS and boric acid. Introduced borono groups behave as stickers, hence, are prone to supramolecular interactions. New correlations are discovered for five PBS synthesized from hydroxy-terminated PDMS with different molecular weights. Si─O─B infrared band intensities for all PBS follow the same trend with molecular weight as the number of PDMS hydroxy groups which confirms the full completion of the reaction. After synthesis, the molecular weight of PBSs remained almost the same, which indicates the absence of significant chain scissoring, polymerization, or crosslinking. During the rheological analysis, it is found that crossover point modulus follows the same trend as the number of PDMS hydroxy groups and Si─O─B band intensities. PBS demonstrates a linear increase in peak forces with molecular weight during the drop weight impact test. The low molecular weight of a precursor, hence, a high number of stickers is a primary requirement for effective protection against low-velocity impact.     

高相对分子质量聚丁二酸丁二醇酯的合成与表征

以丁二酸和丁二醇为原料,十氢萘为溶剂,在140~200℃反应12~14 h,进行直接聚合,合成了高相对分子质量聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。用FTIR和1HNMR确定了产物为预期化学结构。考察了6种催化剂的催化效果,结果表明,催化剂的催化效果按SnC l2>Ti(OBu)4>Ti(iOPr)4>Sn(Oct)2>Zn(Ac)2≈p-TS顺序递减,SnC l2具有最高的催化效率,以它为催化剂得到的PBS数均相对分子质量达到79 000,产率达到96.0%。当PBS的数均相对分子质量达到40 000以上时,具有很好的力学性能,拉伸强度达到35 MPa,可代替通用塑料。PBS具有良好的生物降解性能,在45 d时生物降解量达到49%,可用作生物降解材料。     

聚丁二酸丁二醇酯环状二聚物的纯化、表征及其开环聚合的研究

从聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的环状低聚物中分离提纯出了PBS的环状二聚物〔cyclic dimer of poly(butylenesuccinate),CDBS〕,采用核磁、质谱对该环状二聚物进行了表征,研究表明,通过分离纯化得到了纯度高的PBS的环状二聚物。以纯化的CDBS为原料、十二醇为初始剂、辛酸锡作催化剂,采用开环聚合的方法合成了PBS,采用核磁、红外光谱对合成的PBS的结构进行了表征,并研究了开环聚合温度、聚合时间以及催化剂用量对PBS的分子量、单体转化率的影响,结果表明,开环反应温度220℃左右,反应3 h,PBS的相对分子质量(简称分子量,下同)可达到63 300,与直接酯化-缩聚法相比,采用开环聚合法能提高PBS的制备效率。     

高摩尔质量PBS的合成工艺研究

用丁二酸、丁二醇为原料,以钛酸四丁酯为催化剂,采用直接酯化缩聚的方法合成了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。考察了醇酸比、催化剂用量、聚合温度对PBS的黏度及酸值的影响。实验获得最佳合成条件为:醇酸物质量之比1.3,催化剂质量分数为0.03%,并在酯化后加入,缩聚温度为230℃。用凝胶渗透色谱仪对聚合物的摩尔质量进行了表征,通过工艺优化可得到重均摩尔质量约为12万g/mol的PBS。     

线形和枝化聚丁二酸丁二醇酯水解性能的研究

从重均相对分子质量(Mw)、熔点以及表面形态的变化,研究了线形和通过1,2,4-丁三醇枝化改性的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的水解性能。结果表明:PBS的Mw随着水解时间的延长而下降,线形PBS的Mw降低缓慢,枝化PBSMw降幅较大。水解过程中Mw的对数值与水解时间呈线性关系,水解经历了一个自催化的降解过程;水解后,PBS的熔点都有了不同程度的升高;SEM观察发现水解后膜片表面被侵蚀而变得粗糙,甚至有层状翘起现象。     

聚丁二酸丁二醇酯基共聚物及其多嵌段共聚物的合成与性能

采用“一步法”,以丁二酸酐（SAA）和1,4–丁二醇（BDO）为单体、端羟基二元醇为共聚单体合成了聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及一系列端羟基二元醇共聚物,同时使酚酞与SAA的缩聚产物参与SAA和BDO的共聚反应,并通过链段调节合成法制备兼具刚性链段和柔性链段的可生物降解三嵌段共聚聚酯热塑性弹性体聚(丁二酸丁二醇酯-共-酚酞丁二酸丁二醇酯)（SAA-PHE-PBS）,研究了PBS及其共聚物的分子量、化学结构组成、热性能和结晶性能,此外,使用南极假丝酵母脂肪酶B测试了PBS及其共聚物的生物降解性能。结果表明,端羟基二元醇共聚物的玻璃化转变温度变化幅度不大,熔融温度无明显改变,结晶度降低,亲水性有所改善,生物降解性能得到大幅度提升;三嵌段热塑性弹性体SAA-PHE-PBS的玻璃化转变温度升高,结晶度与PBS相差不大,疏水性更强,共聚合物的残重率有所增加,生物降解性能有不同程度的降低。     

聚丁二酸丁二酯的结晶动力学研究

采用氯仿溶解聚丁二酸丁二酯（PBS）,然后利用甲醇逐级沉淀分离获得不同相对分子质量及其分布的PBS级分,分别采用差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪、偏光显微镜等对不同级分PBS的等温和非等温结晶动力学、晶体形态及结构进行了系统研究。结果表明,随着相对分子质量的增加和相对分子质量分布的变宽,各级分的半结晶时间逐渐降低,结晶半峰宽逐渐变窄,结晶度逐渐增加;但各级分PBS的晶型和晶貌并未发生明显的转变。     

PBS结晶影响因素的研究

采用偏光显微镜对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的结晶影响因素进行了研究。结果表明:在等温结晶时,PBS的最佳结晶温度随着分子量的增大而提高,当分子量增到一定值后,最佳结晶温度受分子量的影响很小。结晶温度一定时,PBS的晶体尺寸随着结晶时间的延长而增大。结晶时间一定时,PBS的晶体尺寸随着结晶温度的提高而先增大后减小。数均分子量为1×103、8×103、6×104、1×105的PBS最佳结晶温度分别为40℃~50℃、80℃、80℃、90℃。低分子量的PBS在较短的结晶时间内晶体尺寸就已较大,而高分子量的PBS在较长的时间内才能形成较大尺寸的晶体,数均分子量为8×103、6×104、1×105的PBS在最佳结晶温度形成较好结晶的时间分别为10min、20min、25min。