POSS改性萜烯基非异氰酸酯聚氨酯的制备及性能研究

以来源于林业可再生资源的萜烯基环碳酸酯为原料,与己二胺、乙二胺、异氟尔酮二胺及三乙烯四胺等胺基化合物反应制备新型生物质基非异氰酸酯聚氨酯(NIPU),并采用环氧基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)共聚改性,制备萜烯基NIPU/POSS复合材料。采用FT-IR表征了NIPU及NIPU/POSS化学结构,考察了反应温度及POSS添加量对NIPU材料合成及性能的影响。研究结果表明:萜烯基环碳酸酯与胺基化合物反应温度≥100℃,可有效避免副反应;POSS改性的萜烯基NIPU涂膜具有优异的柔韧性(0.5 mm)、附着力(1级)及抗冲击性能(≥50 cm),且铅笔硬度(3H)、耐水性(24 h吸水率11.73%)与改性前相比均得到显著提高。     

腰果酚基环碳酸酯及其季铵盐衍生物的合成与表面活性研究

以腰果酚环氧化物与CO2反应合成了新型腰果酚环碳酸酯及3种含氨基甲酸酯链段的季铵盐衍生物,并采用IR、1H NMR及13C NMR等方法表征了腰果酚环碳酸酯及其季铵盐衍生物的化学结构.研究了此类季铵盐衍生物的表面张力、乳化力、泡沫性能等,测定了产物的临界胶束浓度(CMC)及其饱和吸附量(Tmax)、最小分子截面积(Amin).实验结果表明,3种季铵盐衍生物水溶液的临界胶束浓度分别为8.55、6.97、11.93 mg/L,相应临界胶束浓度下的表面张力分别为26.67、25.32、38.92 mN/m,Гmax分别为0.384、0.345、0.217 mol/m2,Amin分别为4.3×10-6、4.81×10-6、7.65 × 10-6 nm2.产物乳化性能、起泡能力较强,泡沫稳定性好.     

草酸二异龙脑酯的合成及其结构表征

通过莰烯和草酸在硼酐催化作用下的重排加成(酯化)反应合成了草酸二异龙脑酯,探讨了原料配比、催化剂用量、反应温度以及反应时间对酯化反应的影响。研究结果表明,莰烯(13.6 g)、草酸和催化剂的质量比为1.7∶2∶1,反应温度为55℃、反应时间为96 h的条件下,莰烯的转化率为89.5%,草酸二异龙脑酯的选择性为95.6%。产物通过IR、LCMS-IT-TOF、1H NMR、13C NMR等手段进行了结构鉴定与表征。     

膦腈环核腰果酚环氧树脂的制备及表征

以腰果酚、六氯环三磷腈(HCCP)为原料,利用NaH作为缚酸剂制备了膦腈环核六取代腰果酚(HCPP),并采用H_2O_2/HCOOH体系对HCPP进行环氧化反应得到膦腈环核腰果酚环氧树脂(EHCPP),实验优化了EHCPP的合成条件,并采用FT-IR和~1H NMR对中间产物HCPP和最终产物EHCPP进行了分析和表征。实验结果表明:EHCPP较佳合成条件为以腰果酚的双键为基准,n(双键)∶n(甲酸)=1.0∶1.0,n(双键)∶n(H_2O_2)=1.0∶1.8,催化剂TsOH添加量为1%(以HCPP质量为基准),反应温度65℃,反应时间6 h;此条件下得到的产物EHCPP环氧值为4.1 mmol/g。FT-IR和~1H NMR分析结果表明:实验得到的HCPP和EHCPP的结构与预期结构基本相符。     

阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体的制备、表征及微观结构

以萜烯基环氧树脂(TME)与新戊二醇(NPG)反应,合成了萜烯基环氧树脂基多元醇(T-N),再以端羟丙基聚硅氧烷(HTP)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)及2,2-二(羟甲基)丙酸(DMPA)改性T-N,制备了阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇(T-N-S)水分散体,并以红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)表征了多元醇的化学结构。研究了反应条件、改性剂HTP用量等对多元醇水分散体稳定性及微观结构的影响。结果表明:DMPA与TDI物质的量比为1∶2,丙酮为溶剂(用量为反应物总质量的1.5~2倍),丙酮回流温度(56℃)下反应3 h,再加入T-N及HTP,继续反应4 h,所合成的T-N-S能够较好地在水中分散。透射电子显微镜分析表明,当HTP用量为T-N质量的3%~12%时,制备的T-N-S水分散体粒子均为球形粒子,粒径范围100~300 nm。     

6-(4-甲基-3-戊烯基)-1,4-萘二醌的合成研究

以对苯醌与月桂烯为起始原料,合成了萘二酚衍生物,经芳构化制备了产物萘二醌衍生物。采用GC-MS、红外光谱和1H NMR等手段对产物进行了表征,确证产物为6-(4-甲基-3-戊烯基)-1,4-萘二醌。利用单因素试验系统考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、反应时间和溶剂种类对产物得率的影响,得到适宜的工艺条件是:萘二酚用量0.02 mol,催化剂为活性二氧化锰,用量0.05 mol,溶剂为乙酸乙酯,反应温度80℃,反应时间22 h,此条件下目标产物得率达到88.6%。活性二氧化锰催化剂可重复使用4次,得率下降不明显。     

6-(4-甲基-3-戊烯基)-5,8-二氢-1,4-萘二酚的合成研究

以月桂烯与对苯醌为原料,合成了萘二酚衍生物,采用GC-MS、熔点测定、红外光谱和1H NMR等手段对实验产物进行了鉴定,确证产物为6-(4-甲基-3-戊烯基)-5,8-二氢-1,4-萘二酚。利用单因素试验研究了催化剂种类、催化剂用量、溶剂种类、反应温度、反应物物质的量之比和反应时间对产物得率的影响,得到适宜的工艺条件为:n(月桂烯)∶n(对苯醌)1∶1,催化剂为氯化锌,其用量为对苯醌质量的15%,溶剂为乙酸乙酯,反应温度80℃,反应时间10 h。在上述条件下,反应选择性较高,产物得率为81.0%。     

3'-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)-5'-苯基-异噁唑啉的合成与表征

以2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛肟(莰烯醛肟)和苯乙烯为原料,通过环加成反应合成了未见报道的3'-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)-5'-苯基-异噁唑啉,并采用FT-IR、GC-MS、~1H NMR以及~(13)C NMR等手段对产物进行表征,确定了产物结构。探讨了溶剂种类、催化剂种类及用量、氧化剂过硫酸氢钾复合盐(Oxone)用量、苯乙烯用量以及反应时间对反应转化率和得率的影响,得到适宜的工艺条件为:50%甲醇为溶剂,氯化钾为催化剂,n(莰烯醛肟)∶n(氯化钾)∶n(Oxone)∶n(苯乙烯)=1.0∶0.5∶1.5∶2.0,反应时间10 h,在此条件下,产物得率为88.07%。     

氢化萜烯马来酸酐合成环氧树脂的研究

以氢化萜烯马来酸酐(HTMA)为原料与环氧氯丙烷反应合成一种含桥环结构的饱和脂环基环氧树脂--氢化萜烯酯型环氧树脂(HTME).通过研究反应物料配比、反应温度与时间、催化剂用量、碱的用量与浓度以及溶剂类型等因素对合成反应的影响,确定了最佳合成反应条件,并经FT-IR及NMR光谱表征了环氧树脂的化学结构.该树脂为浅黄色透明液体,采用化学分析方法测定其环氧值3.5～3.9 mmol/g,黏度 1.7 Pa·s(50 ℃),酸值＜0.5 mg/g.     

含醚、酯键烯丙基腰果酚单体的合成与表征

由腰果酚与烯丙基缩水甘油醚反应合成烯丙基醚腰果酚(AGE-C),再与甲基丙烯酸酐酯化反应制备含醚、酯键烯丙基腰果酚单体(MAA-AGE-C),并采用FT-IR、~1H NMR及~(13)C NMR表征了产物化学结构。实验结果表明:在烯丙基缩水甘油醚与腰果酚物质的量比1.2∶1,催化剂氢氧化钾用量为腰果酚质量的1%,100℃反应2 h的最佳合成反应条件下,腰果酚转化率95%。MAA-AGE-C的最佳合成反应条件为:甲基丙烯酸酐(MAA)与AGE-C羟基物质的量比1.2∶1,催化剂4-二甲氨基吡啶用量为AGE-C质量的2%,90℃反应3 h,AGE-C转化率93.5%。AGE-C的羟值154 mg/g,碘值2.4 g/g;MAA-AGE-C的羟值10 mg/g,碘值2.1 g/g。