Synthesis, characterization of adipic acid-l, 4-butanediol-urea copolymer

以己二酸、1,4-丁二醇和尿素为原料,在氩气环境下,通过高温熔融缩聚反应合成了一种新型可降解的己二酸-丁二醇-尿素共聚物,并对反应时间、催化剂种类及其用量、原料配比、反应温度等因素对聚合产物的影响进行了研究。采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、热重分析（TG）、差示量热扫描（DSC）对产物的结构与性能进行了表征。结果表明,当丁二醇和尿素的总量与己二酸（n（丁二醇＋尿素）∶n（己二酸））的摩尔比为1.16∶1,丁二醇和尿素（n（1,4-丁二醇）∶n（尿素））的摩尔比为5∶1,最高反应温度为220℃,二月桂酸二丁基锡为催化剂且用量为原料总量的0.03%,总反应时间10h,所得到产物的重均分子量（Mw）可达12700,其颜色、热稳定性和降解性能等较好。     

尿素共聚改性聚己二酸丁二醇酯及其性能

以己二酸和1,4-丁二醇为原料,通过酯化反应合成了聚己二酸丁二醇酯(PBA),再用尿素与其通过高温熔融缩聚反应合成了己二酸-丁二醇-尿素共聚物。考察了尿素含量对共聚物热稳定性、结晶性能、吸水率和降解性能的影响。利用红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)对聚合物进行了表征。结果表明,当丁二醇和尿素总量与己二酸的物质的量比n(丁二醇+尿素)∶n(己二酸)为1.16∶1,丁二醇和尿素的物质的量比n(1,4-丁二醇)∶n(尿素)为5∶1时,共聚物的重均分子量(-Mw)约为1×104,对比PBA,共聚物的热稳定性、吸水率和降解性能等有明显的提高。     

一种新型可降解共聚物薄膜的制备与性能研究

在氩气环境下,以丁二酸、己二酸、1,4-丁二醇和尿素为原料,通过高温熔融缩聚和扩链反应合成了一种新型可降解丁二酸/己二酸-1,4-丁二醇-尿素聚酯酰脲共聚物,并用压延成膜法制备了共聚物薄膜.采用红外光谱、热重分析、差示量热扫描及万能拉力机对共聚物薄膜的结构与性能进行了表征.结果表明,随着己二酸含量的增加,聚合物薄膜的熔点、结晶度和结晶温度均明显下降.当n（SA）∶n（AA）=1∶1时,共聚物大部分为无定形区域,结晶性能大大降低,水解速率最快,薄膜的降解性能最好.通过调节丁二酸与己二酸添加的物质的量之比,可使聚酯酰脲薄膜在热学性能、力学性能和降解性能之间达到一定程度的可控性.     

涂料用有机硅、环氧复合改性水性聚氨酯的制备

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,用双酚A型环氧树脂和氨基硅烷复合改性制备水性聚氨酯。研究了体系中n(—NCO)∶n(—OH)、DMPA用量、环氧树脂与氨基硅烷的配比对乳液及涂膜的影响,并通过傅里叶红外光谱仪、粒径分析仪、接触角仪和热重分析仪(TGA)对乳液及涂膜进行了表征。结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)为1.5∶1,DMPA用量为5%~7%,环氧树脂添加量为8%,氨基硅烷的用量为4%时,乳液外观及稳定性好,平均粒径为24.56nm;涂膜硬度达2H,吸水率仅为2.3%,耐热性显著提高;综合性能优异,可作为防腐蚀涂料用树脂,应用于多领域。     

聚氨酯柔性电子封装胶的研制

以聚醚多元醇、聚丙二醇(PPG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过添加催化剂二月桂酸二丁基锡和扩链剂1,4-丁二醇制备了固化快、强度适中、延展性良好的聚氨酯电子封装胶。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了聚氨酯电子封装胶的结构和热稳定性能,考察了TDI与PPG摩尔比、聚醚多元醇与聚氨酯预聚体质量比、催化剂、扩链剂及其用量对聚氨酯电子封装胶力学性能及固化速率的影响。结果表明:在PPG相对分子质量为1000、n(TDI)∶n(PPG)=2∶1、m(聚醚多元醇)∶m(聚氨酯预聚体)=0.6、扩链剂1,4-丁二醇用量为3%时,聚氨酯电子封装胶的拉伸强度达到5.8MPa,断裂伸长率大于900%;催化剂二月桂酸二丁基锡用量为0.3%,固化时间小于40min时,聚氨酯电子封装胶耐热性能良好。     

2,4-二-N-甲基丙烯酰胺-α-萘酚及其自聚物的合成与荧光性能研究

以α-萘酚与N-羟甲基丙烯酰胺为原料,经Friedel-Crafts反应合成了荧光单体2,4-二-N-甲基丙烯酰胺-α-萘酚并进一步合成其自聚物。考察了催化剂用量、反应温度、原料物质的量比、反应时间对产率的影响。分别用超导核磁共振谱仪和元素分析仪对产物结构进行分析,并对单体与自聚物的荧光性能进行了对比。结果表明,最佳反应条件为:n(α-萘酚)∶n(N-羟甲基丙烯酰胺)=1∶2,V(溶剂)∶V(催化剂)=10∶1,反应温度40℃,反应时间5h。聚合物的荧光强度高于单体的荧光强度。     

2-氯甲基苯并咪唑的合成及表征

以邻苯二胺和氯乙酸为主要合成原料,在磷酸催化下合成2-氯甲基苯并咪唑.探讨了原料摩尔比、反应时间及催化剂等因素对反应的影响,采用熔点测定、红外光谱、1 H-NMR等方法对产物进行了表征.得到了制备2-氯甲基苯并咪唑的最佳反应条件:邻苯二胺和氯乙酸的最佳摩尔比为1∶1.14,保持回流1.5h,催化剂磷酸的用量为15mL,...     

含氨基的甲基苯基硅树脂的合成与表征

以苯基三甲氧基硅烷(PTMS)和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷(Si-602)为原料,在盐酸作催化剂的条件下,通过水解缩聚制备了含有氨基的甲基苯基有机硅树脂。实验结果表明,当PTMS与Si-602的配比为9∶1、反应温度为50℃、催化剂含量为15%(质量分数,下同)、反应时间为4h时,产物产率为91.0%。并用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)对产物结构进行了表征。热重(TG)分析结果表明,当PTMS与Si-602原料配比的摩尔比为9∶1,甲基苯基硅树脂热稳定较好,900℃时残炭量高达56.59%。     

1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷的合成

以硝基甲烷为原料合成了1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷,总收率为37.8%。采用1HNMR﹑IR和MS对目标产物及中间体的结构进行了表征。在三羟甲基硝基甲烷的合成中,结合反应机理确定了氢氧化钙的用量为:n(CH3NO2)n(Ca(OH)2)=1001;通过对催化剂浓硫酸﹑三氟化硼—乙醚络合物和对甲苯磺酸的比较,得出对甲苯磺酸为中间体2,2-二甲基-5-羟甲基-5-硝基-1,3-二氧杂环己烷合成的较优催化剂;分别采用2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯和2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四对甲苯磺酸酯与NaN3反应,发现磺酸酯基易离去,叠氮化反应更易进行,收率较高;叠氮化反应的较优溶剂为DMSO。DSC分析表明,1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷的分解峰温为223.46℃。     

3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚的合成与表征

以3,3’,5,5’-四甲基联苯二酚(TMBP)和2-氯乙醇为原料两步法合成了3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚。探讨了反应物物质的量比、碱用量、催化剂及反应温度对转化率的影响。结果表明,在n(TMBP)∶n(NaOH)∶n(2-氯乙醇)=1∶3.0∶2.5,反应时间为10h,反应温度为110℃条件下,总转化率达95.9%,纯度达99.1%。并用红外、质谱以及核磁等方法对产物结构进行了表征。     

BAMO/GAP无规共聚物的合成与表征

采用1,4-丁二醇-三氟化硼乙醚(BDO/BTFE)体系通过阳离子开环聚合合成了3,3-二溴甲基氧丁环/环氧氯丙烷(BBMO/ECH)无规共聚物,再通过叠氮化反应,得到3,3-二叠氮甲基氧丁环/叠氮缩水甘油醚(BAMO/GAP)无规共聚物。通过反应条件优化,确定了阳离子开环反应的最佳条件是n(BTFE)∶n(BDO)=1∶2,反应温度15℃。通过红外光谱(FT-IR),核磁共振(13C-NMR),凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热(DSC)对其进行了表征。BAMO/GAP无规共聚物的-Mn=1750,分子量分布1.12,齐聚物含量约为22%;DSC结果证明,其玻璃化转变为-57.68℃,无结晶性。     

碳酸乙二酯与二醇反应制备聚碳酸酯二元醇

以碳酸乙二酯、1,4-丁二醇和1,6-己二醇为原料,醋酸锌、硝酸锌为催化剂,考察了反应温度、反应时间等条件对碳酸乙二酯与二元醇反应的影响,制备出结构规整的以β-羟乙基、ω-羟烷氧基为端基的聚碳酸酯二元醇。产物经核磁共振波谱表征,1,4-丁二醇反应的聚碳酸酯二元醇的数均分子量为300-560,产物中由脱羰基反应形成的醚键链段含量可小于3%,1,6-己二醇反应的聚碳酸酯二元醇的数均分子量为700-980,产物中醚键链段含量可降低至0.24%。最后探讨了碳酸乙二酯与二元醇的反应机理。     

室温交联水性聚氨酯施胶增强剂的合成及增强机理

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)和自制扩链剂N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺(DDP)等,通过外加己二酸二酰肼(ADH)合成了室温交联型水性聚氨酯。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和激光散射粒径仪对产物进行了表征,ATR-FT-IR分析证实了DDP的引入和乳液成膜时酮肼交联反应的发生,XPS分析证实了硅氧烷的引入,粒径分析显示随着DDP用量的增加,乳液的粒径逐渐变大且分布范围变宽。研究了n(ADH)∶n(DDP)和DDP含量对聚氨酯涂膜性能以及纸张施胶性能的影响,结果表明,在w(DDP)=3.46%,n(ADH)∶n(DDP)=1∶2时,聚氨酯涂膜的拉伸强度最大为24.658 MPa,环压指数最大为5.26 N.m2/g。扫描电镜显示聚氨酯乳液在纸张表面成膜性能优异。     

有机胺催化制备聚碳酸酯二元醇

以碳酸二甲酯(DMC)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,在三乙胺等有机胺类催化剂催化下,酯交换制备出聚碳酸酯二元醇(PCDL)。采用核磁共振和红外光谱等分析手段鉴定产物的结构;凝胶渗透色谱分析减压时间对PCDL分子量分布的影响。详细研究了原料摩尔比(DMC/BDO)、催化剂用量、减压时间等因素对反应过程的影响,优化了PCDL的合成工艺参数。实验结果表明,当DMC/BDO的摩尔比为1.2～1.25,催化剂用量占BDO的质量分数为0.5%,采用阶段控温方式制备出数均分子量在1600g/mol左右的PCDL。     

高结晶性聚酯型水性聚氨酯的制备及表征

由己二酸、己二醇和苯二甲酸磺酸钠缩聚，制得分子量为1425的聚酯多元醇。将自制的聚酯多元醇与六次甲基二异氰酸酯及二羟甲基丙酸等单体在无有机溶荆参与的情况下进行预缩聚，然后将预聚体直接分散于水中，再经乙二胺扩链，制得高分子量、高结晶性聚酯型的水性聚氨酯。用红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热以及宽角X射线衍射等手段对聚酯多元醇和聚氨酯的结构进行了表征。     

含苯磺酸基水基聚氨酯的制备及表征

由苯二甲酸磺酸钠、己二酸和己二醇缩聚,制得分子量为1825的聚酯多元醇。将自制的聚酯多元醇与六次甲基二异氰酸酯、异佛二嗣二异氰酸酯以及二羟甲基丙酸等单体在无有机溶剂参与的情况下进行预缩聚,最后将预聚体直接分散于水中,经乙二胺扩链即制得高分子量、高结晶性的水性聚氨酯．用红外光谱、核磁共振氢谱、示差扫描量热以及宽角X射线衍射等手段对聚酯多元醇和聚氨酯进行了表征．     

端羟基聚(乳酸-己内酯)共聚物的合成及表征

以乳酸(D,L-LA)和ε-己内酯(-εCL)为原料,采用梯度升温法,通过直接熔融缩聚合成了系列端羟基聚(乳酸-己内酯)共聚物(PLCA)。最佳工艺条件为:压力0.098MPa,催化剂Sn(Oct)2用量0.8%(质量分数),n(D,L-LA)∶n(-εCL)=8∶2,聚合温度170℃,反应7h。用特性粘度、FT-IR1、H-NMR、XRD、DSC等对其进行表征,结果表明,系列PLCA中的粘均分子量最大可达20785,Tg均比PLA的小,且随-εCL含量的增加,Tg越小,有效改善了PLA的脆性。结晶度比PLA有所降低,说明-εCL的加入使柔韧性增强。     

水性UV固化涂料用多羟甲基苯酚丙烯酸酯的合成

以多羟甲基苯酚钠和丙烯酰氯为原料,合成了适用于水性UV固化涂料的多羟甲基苯酚丙烯酸酯,通过红外光谱表征了产物的化学结构。探讨了物料比、反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对产物产率的影响,结果表明:当n(多羟甲基苯酚钠)∶n(丙烯酰氯)=1∶2、反应温度为0～-5℃、反应时间为2.5h、催化剂四丁基溴化铵用量为0.04%(占物料质量比)时,最有利于产物的合成;多羟甲基苯酚丙烯酸酯的水溶性及涂膜性能,也能较好地满足水性UV固化涂料的应用。     

含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟丙基硅氧烷(PDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)及1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,采用溶液聚合法合成有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)。以SiPU为种子乳液,并作为复合乳液的壳层,加入核层单体丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过乳液聚合得到氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液。考察了PDMS及DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜表面疏水性能的影响。采用FT-IR、CA、TEM、DSC及TG等表征复合乳液涂膜结构与性能。结果表明,FSiPUA复合乳液呈现核壳结构,在PDMS和DFMA的协同作用下,当PDMS和DFMA用量分别为m(PDMS)/m(PU)=5.5/100和m(DFMA)/m(AA)=15/100时,涂膜的表面自由能低至21.67 mN/m,对去离子水接触角达102.3°,涂膜耐热性有一定提高。