单组分多用途新型厌氧胶的研制

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和N,N-二甲基乙二胺（DMEDA）为主要原料、二月桂酸二丁基锡为催化剂,合成了一种新型功能单体甲基丙烯酰胺乙基二甲基胺（MAEDA）。通过单因素试验和正交试验优选出MAEDA合成的最佳条件,并采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR、13C-NMR）光谱和元素分析等手段对产物结构进行了表征。研究结果表明：合成MAEDA的最佳条件为n（MMA）∶n（DMEDA）=2∶1,w（二月桂酸二丁基锡）=2%（相对于总料液而言）,95~100℃反应4h;在最佳合成条件下,MAEDA的收率可达到94%以上。在传统厌氧胶配方中,加入w（MAEDA）=5.0%（相对于厌氧胶而言）,制取的新型单组分厌氧胶对铜、铁、铝、锌、不锈钢和非金属等材质均具有较快的固化速率和良好的粘接性能,并且稳定性良好。     

新型快固厌氧胶研制成功

南阳理工学院生物与化学工程系以甲基丙烯酸甲醋（MMA）和N,N-二甲基乙二胺（DMEDA）为主要原料，二月桂酸二丁基锡为催化剂，合成一种功能性单体甲基丙烯酰胺乙基二甲基胺（MAEDA），将其质量分数5％（相对于厌氧胶而言）加入到传统的厌氧胶中，制得新型快固厌氧胶。     

UV固化丙烯酸酯胶粘剂的合成及性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为共聚单体,并以二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)为交联剂、十二烷基硫醇(NDM)为链转移剂和乙酸乙酯为极性溶剂,采用核/壳溶液聚合法合成了侧链含C=C的丙烯酸酯预聚体;然后以此为基体树脂、丙烯酸异冰片酯(IBOA)和三羟甲基丙烷二丙烯酸酯(TMPTA)为活性稀释剂、651为自由基光引发剂和碘鎓盐为阳离子光引发剂,制备了UV固化胶粘剂。研究结果表明:合成丙烯酸酯预聚体的最佳工艺条件是m(BA)∶m(MMA)∶m(GMA)∶m(TPGDA)∶m(HEA)=20∶60∶10∶4∶6、n(TPGDA)∶n(NDM)=2∶2、w(热引发剂)=3%和w(乙酸乙酯)≥70%(均相对于共聚单体总质量而言);自由基/阳离子混杂双重UV固化胶粘剂比单一自由基UV固化胶粘剂具有更大的附着力和耐酸碱性,此时前者的最佳配方中w(预聚体)=55%、w(651或碘鎓盐)=5%、w(IBOA)=15%、w(TMPTA)=12%和w(GMA)=8%(均相对于胶粘剂总物料质量而言)。     

2,2-二羟甲基庚醛的合成与表征

以甲醛和新蒸庚醛为原料,经羟醛缩合反应合成了2,2-二羟甲基庚醛(DMH)。羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:反应温度为35℃,n(甲醛)∶n(庚醛)∶n(NaOH)=4∶1∶1.3,缩合剂为w(NaOH)=10%溶液,反应时间为5 h。加甲酸中和碱,经精制DMH的收率达到67.8%。2,2-二羟甲基庚醛的结构用红外光谱(IR)、1H和13C核磁共振谱表征。     

高光泽度丙烯酸酯乳液的制备及性能

以自制固体碱溶性丙烯酸酯树脂(A-30)为大分子表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸丁酯(BA)为软单体、丙烯酸(AA)为功能单体和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为交联单体,采用半连续乳液聚合法合成了性能优良的纸张上光油用水性丙烯酸酯乳液。研究结果表明:当m(MMA)∶m(BA)=40∶56~45∶51、w(NMA)=3%(相对于总单体质量而言)以及w(A-30)=30%~50%(相对于乳液质量而言)时,乳液及其胶膜的综合性能良好,其硬度、附着力、储存稳定性、光泽度、耐磨性、耐水性及耐溶剂性俱佳,并且胶膜经有机溶剂擦拭22次后仍不掉色。     

2-甲基-4-甲氧基二苯胺的合成工艺研究

DPA(2-甲基-4-甲氧基二苯胺)是合成压敏染料、医药、橡胶、农药和胶粘剂辅料的重要中间体。以MMA(2-甲基-4-甲氧基苯胺)和邻氯苯甲酸为原料,采用先Ullmann缩合后脱羧法制得DPA。研究结果表明:当缩合反应的催化剂为无水醋酸铜[Cu(CH_3CO_2)_2]、配体为脯氨酸、w[Cu(CH_3CO_2)_2]=6%(相对于MMA质量而言)、n(MMA)∶n(邻氯苯甲酸)∶n(K_3PO_4)=1.0∶1.3∶1.5、反应温度为130℃和反应时间为4 h时,产物的收率(为93%)相对最高;当脱羧反应的催化剂为Cu(CH_3CO_2)_2、配体为四甲基乙二胺、w[Cu(CH_3CO_2)_2]=5%(相对于2-MMA-苯甲酸质量而言)、反应温度为180℃和反应时间为6 h时,产物的收率(为92%)相对最高;上述催化剂、配体均价廉易得、分离提纯简便且环保佳,符合绿色化学生产要求。     

聚氨酯丙烯酸酯UV固化涂料的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯三醇和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要单体,1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为活性稀释剂,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,合成了UV固化涂料制备用聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物。研究结果表明:当n(TDI)∶n(聚氧化丙烯三醇)∶n(HEMA)=3.08∶1∶3时,PUA低聚物的Mr(相对分子质量)比较理想;当固化时间为4 min、w(PUA低聚物)=87%、w(光引发剂Irgacure184)=5%、w(HDDA)=4%和w(其他助剂)=3%(均相对于总物料质量而言)时,UV固化涂料的综合性能相对最好,其胶膜硬度为2H、附着力为1级、耐酸碱性大于72 h和Tg(玻璃化转变温度)为38.9℃。     

端氨基聚硅氧烷的合成与表征

以D4(八甲基环四硅氧烷)为活性单体、AT[1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷]为封端剂、TMAH(四甲基氢氧化铵)为催化剂和DMSO(二甲亚砜)为促进剂,采用本体聚合法制备了端氨基聚硅氧烷(ATPS)。研究结果表明:采用单因素试验法优选出合成ATPS的最佳工艺条件是聚合温度为90℃、聚合时间为3 h、n(D4)∶n(AT)=1.2∶1.0、n(TMAH)∶n(AT)=1.5∶1.0和w(DMSO)=0.5%(相对于D4和AT总质量而言),此时ATPS的产率(95.13%)相对最大、氨值(2.1100 mmol/g)相对最低且黏度(628 mPa·s)适宜。     

液化木薯淀粉制备聚氨酯木材胶粘剂

利用酸催化液化木薯淀粉制成木薯淀粉液化产物(LCS);然后以多亚甲基二异氰酸酯(p MDI)/环氧树脂(EP)为固化剂X、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,LCS与p MDI反应而成的端羟基聚氨酯(HTPU)为主剂,制备快干型木材胶粘剂。研究结果表明:当LCS中w(木薯淀粉)=35.4%(相对于甘油质量而言)、HTPU中w(p MDI)=14.29%(相对于LCS质量而言)、固化剂X中m(pMDI)∶m(EP)=2∶1且w(固化剂X)=52.6%(相对于HTPU质量而言)、w(轻质碳酸钙)=9.5%和w(DBTDL)=0.3%(均相对于胶粘剂质量而言)时,制成的胶粘剂能有效增强胶合板的粘接强度。     

高固含量聚醚型水性聚氨酯的合成与影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六次甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚醚(N-220)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质、乙二胺为后扩链剂和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂等,合成了高固含量的聚醚型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用衰减全反射红外光谱(ATR)对其结构进行了表征,并探讨了溶剂(丙酮)和DMPA含量、反应过程中预聚体的黏稠度、扩链剂的加料顺序和扩链时间等因素对WPU乳液固含量的影响。实验结果表明,在保持其他条件不变的情况下,即n(-NCO)∶n(-OH)=1.2∶1、m(HDI)∶m(IPDI)=2∶1和n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)=1∶4、w(DMPA)=1.5%(相对于树脂而言)且w(丙酮)=50.4%～75.5%(相对于树脂而言)时,在预聚反应过程中,若体系较稀(即黏度较低),在乳化时先加入乙二胺,待反应4～7min后再加入水,如此易制得稳定的高固含量(40%～46%)聚醚型WPU乳液。     

甲基二乙醇胺双脂肪酸酯的合成与表征

研究了不同碳链长度的脂肪酸与N-甲基二乙醇胺的酯化反应。以月桂酸为原料,通过正交实验考察了反应温度、物料摩尔比、回流液温度、催化剂用量等因素对该酯化反应的影响,确定了较优的工艺条件为:反应温度200℃,n(月桂酸)∶n(N-甲基二乙醇胺)=1.8∶1.0,回流液温度70℃,催化剂用量(相对于反应原料的质量)0.3%。在该工艺条件下,酯化产物中甲基二乙醇胺双月桂酸酯(双酯胺)的质量分数可达98%以上。并对正辛酸、正癸酸、棕榈酸和硬脂酸与N-甲基二乙醇胺的酯化反应条件进行了优化,得到的产物中双酯胺的质量分数达98%以上。采用IR和1HNMR对双酯胺的结构进行了表征。     

改性CRL接触胶的制备及其对多孔材料的粘接机制

以CRL-g-MMA[甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝改性氯丁胶乳(CRL)]、苯丙乳液(SAE)为基料,配合适当助剂,制得多孔材料粘接用二元改性CRL接触胶。考察了SAE含量对该接触胶粘接性能的影响,并分析了该接触胶对多孔材料的界面粘接机制。结果表明:当w(SAE)=50%(相对于接触胶总质量而言)时,该接触胶的剥离强度相对最大(5.5 N/mm);将该接触胶应用于多孔材料(棉帆布/棉帆布)的粘接复合时,表现出明显的"锁-匙"效应,有利于形成牢固的机械胶合,这也是其粘接性能良好的原因之一。     

羟醛缩合法制甲基丙烯酸甲酯催化剂研究及技术经济性分析

制备了Cs/SiO₂催化剂,在固定床反应器中研究了其催化甲醛与丙酸甲酯羟醛缩合反应性能,并采用X射线衍射、场发射扫描电镜、X射线荧光光谱分析和热分析等手段,对催化剂组成和结构变化跟踪分析。采用80%的浓缩甲醛为甲醛源,单程1000h反应过程中,丙酸甲酯转化率13%~15%,甲醛转化率60%~65%,丙酸甲酯为基准的甲基丙烯酸甲酯（MMA）选择性93%~95%。长周期反应后,催化剂晶型结构和形貌未发生显著变化,活性组分Cs未出现明显聚集和流失,积炭量有所增加。原位烧碳再生后,催化剂活性得到恢复,初始活性高于新鲜催化剂,随着反应的进行,甲醛、丙酸甲酯转化率等指标逐渐趋稳,接近再生前的平均水平。在近1700h的反应时长内,丙酸甲酯为基准的MMA选择性93%~95%,催化剂总体稳定性较好。技术经济分析表明,以羟醛缩合为核心技术的煤基MMA合成新路线,较传统的丙酮氰醇法和异丁烯氧化法MMA技术安全环保、经济高效,契合我国富煤、贫油、少气的资源结构和国家煤化工产业升级鼓励政策,可突破C2和C4路线商业技术的专利封锁,改变MMA行业现有技术格局,为煤化工企业进军MMA合成技术领域提供重要途径,同时可消化国内乙酸、甲醛的过剩产能以及大量低值化利用的副产乙酸甲酯,丰富我国煤化工产品链。     

Cs-Sb_2O_5/SiO_2催化剂用于合成丙烯酸甲酯

以SiO2为载体,在其上负载碱金属Cs和Sb2O5作为活性组分制备出Cs-Sb2O5/SiO2型固体碱催化剂,经扫描电镜分析能谱分析(SEM/EDS)负载量Sb质量分数为10.06%,Cs质量分数为8.84%。使用该催化剂在固定床微反色谱装置上进行了催化醋酸甲酯一步法合成丙烯酸甲酯的工艺研究,通过色质联用仪确定其产物为丙烯酸甲酯。研究结果表明:当醋酸甲酯与甲醛的摩尔比为3∶1,空速在4—5h-1,反应温度在390℃时合成效果较好,丙烯酸甲酯的收率可达47.6%。     

环氧丙烯酸树脂的合成及其改性

采用丙烯酸(AA)对环氧树脂(EP)进行光活性改性制备环氧丙烯酸树脂(EA),通过单因素试验法优选出制备EA的最佳反应条件。结果表明:制备EA的最佳反应条件是以N′N-二甲基苯胺为催化剂,w(催化剂)=2.5%(相对于反应物总质量而言);以对苯二酚为阻聚剂,w(阻聚剂)=0.1%(相对于反应物总质量而言);反应温度为90℃,反应时间为2.0～3.5h。当w(引发剂)=1.0%时,EA的固化性能较好。采用多元醇先对EP进行改性,然后再进行光活性改性,可明显降低产物的黏度。     

甲基丙烯醛氧化酯化制甲基丙烯酸甲酯

制备了用于甲基丙烯醛(MAL)一步氧化酯化为甲基丙烯酸甲酯(MMA)的新型催化剂;考察了反应温度、催化剂在反应体系中的质量分数对MAL转化率和产物选择性的影响;将离子液体[bmim]PF6用于该反应中,不仅提高了产物的选择性,还能有效防止产物的聚合。反应温度θ=50℃,催化剂在反应体系中质量分数为2 4%,pH=10 5,O2流量6mL/min,反应时间6h时,在反应体系中添加1mL离子液体[bmim]PF6,MAL的转化率为96 2%,MMA单体的选择性可达98 7%。     

影响螺纹锁固厌氧胶性能的因素研究

以BPA2EODMA(乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯)和EA(双酚A环氧丙烯酸酯)为主要原料、异丙苯过氧化氢(CHP)为引发剂、1,4-萘醌为阻聚剂、N,N-二甲基苯胺为促进剂和糖精为助促进剂,采用单因素试验法优选出厌氧胶的最佳配方。结果表明:当m(BPA2EODMA):m(EA)=3:7、w(CHP)=3.0%、w(N,N-二甲基苯胺)=0.8%、w(糖精)=0.5%和w(1,4-萘醌)=0.03%时,厌氧胶的综合性能较好,其剪切强度达到26 MPa,施工性能及储存稳定性能俱佳。     

环保增塑剂环氧脂肪酸甲酯催化合成工艺优化

以甲酸、过氧化氢和脂肪酸甲酯为原料,通过改变工艺条件合成环氧脂肪酸甲酯。考察过氧化氢浓度、甲酸用量、反应温度、反应时间、过氧化氢滴加时间以及过氧化氢用量对环氧化产品环氧值和碘值的影响。经单因素实验得到最佳工艺条件：甲酸用量为脂肪酸甲酯质量的6%,反应温度80 ℃,反应时间4 h,过氧化氢滴加时间30 min,50%过氧化氢用量为脂肪酸甲酯质量的32%。与传统工艺相比,新工艺条件降低了甲酸用量,提高了过氧化氢浓度与反应温度,缩短了反应时间。     

湿固化聚氨酯热熔胶的制备

以聚酯/聚醚多元醇、混合异氰酸酯等为主要原料制备反应型PU-HMA(聚氨酯热熔胶)。考察了R值[R=n(-NCO)/n(-OH)]、多元醇种类及含量、制备工艺、催化剂种类及含量等对湿固化PU-HMA性能的影响。结果表明:当R=1.8~2.4、m(聚酯)∶m(聚醚)=65∶35、w(催化剂T12+催化剂DMDEE)=0.05%~0.2%、70℃加入MDI/TDI(二苯甲基二异氰酸酯/甲苯二异氰酸酯)、反应温度为95~100℃、搅拌速率为400 r/min和反应时间为2 h时,相应的环保型湿固化PU-HMA具有良好的综合性能,可用于织物、PET(涤纶)薄膜等材料的粘接。     

Hβ分子筛催化合成丙烯酸正丁酯

以Hβ分子筛为催化剂,在间歇式钢制密闭反应器中,进行丙烯酸和正丁醇合成丙烯酸正丁脂的试验研究。试验考察了催化剂焙烧温度、反应时间、反应温度、原料配比和催化剂用量对丙烯酸转化率的影响。结果表明,当催化剂焙烧温度为450℃,反应时间为2 h,反应温度为160℃,n(正丁醇)/n(丙烯酸)为2,m(催化剂)/m(原料)为0.08时,丙烯酸的转化率达到最大值57.99%。Hβ分子筛重复试验表明其具有较好的稳定性,是合成丙烯酸正丁脂的一种理想固体酸催化剂。