蓖麻油基含硅阻燃增塑剂的合成及其在聚氯乙烯中的应用

为提高增塑剂的阻燃性能,以可再生资源蓖麻油合成了一种蓖麻油基含硅阻燃增塑剂(Si-ECO),并将其应用到聚氯乙烯(PVC)中。首先将蓖麻油与三甲基氯硅烷反应得到中间体(Si-CO),再与双氧水、甲酸等进行环氧化得到最终产品。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H NMR)对分子结构进行表征。将该蓖麻油基含硅增塑剂与PVC以及其他助剂进行共混注塑,得到不同含量Si-ECO的PVC树脂。以动态机械分析(DMA)、热重(TG)以及极限氧指数(LOI)等方法测试共混树脂的热力学性能和阻燃性能;以万能力学试验机表征力学性能。试验结果表明:随着Si-ECO阻燃增塑剂含量的增加,其热稳定性有所提高,同时残炭量也增加到4.72%;通过DMA分析可知,该蓖麻油基增塑剂Si-ECO与PVC具有良好的相容性,且能有效提高树脂的阻燃性能,体系的LOI从25.0增加到30.7,热释放速率(HRR)和总释放热(THR)分别为263.14 k W/m^2和29.5 MJ。以蓖麻油为基础合成具有阻燃功能的增塑剂具有广阔的发展前景。     

用蓖麻油合成聚氨酯乳液的研究

以蓖麻油与聚醚（N210，Mn=1000)、甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料，以二乙烯三胺、环氧氯丙烷、马来酸酐等为亲水单体，通过丙酮法制得了稳定的水性聚氨酯乳液。探讨了聚合反应的机理，研究了亲水单体含量对聚氨酯乳液的粘度、稳定性、乳液成膜的干燥时间以及胶膜的耐水性的影响。结果表明，当亲水单体环氧氯丙烷和马来酸酐含量为18.0%时，可以制得稳定的含蓖麻油的水性聚氨酯乳液，并且胶膜具有良好的耐水性。     

蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究

采用蓖麻油(C．O．)、聚醚(N210)、二异氰酸甲苯酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应合成了聚氨酯脲水分散液，研究了C．O．／N210的质量比、亲水单体含量、NCO／OH摩尔比和NH／NCO摩尔比对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响，并应用傅立叶红外光谱仪(FT—IR)测定反应产物的结构。研究发现C．O．可提高水性聚氨酯涂膜的物理机械性能和耐水性，当C．O．／N210的质量比为1：1、NCO／OH摩尔比为1．6：1、DMPA添加量为5．5％、NH2／NCO摩尔比为0．50：1时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、较高的硬度、优异的附着力和较好的耐水、耐油性。     

油酸多元醇的合成研究

以可再生资源油酸和甘油为原料,双氧水为环氧化试剂,通过环氧、开环、酯化三步法合成油酸多元醇.考察了不同环氧化和酯化条件对油酸多元醇性能的影响.采用红外光谱(IR)和气质联用(GC-MS)对中间体和产物进行了结构及成分分析.结果表明,环氧化最佳条件为油酸0.1 mol,催化剂H2SO4 0.2 g,环氧化温度60℃,环氧...     

蓖麻油聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的研制

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与蓖麻油水性聚氨酯共聚反应制备蓖麻油聚氨酯丙烯酸酯(CPUA)复合乳液,研究了蓖麻油添加量、MMA添加量和引发剂种类对合成CPUA复合乳液及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱(FT-IR)测定反应产物的结构.研究发现随着蓖麻油和MMA添加量增大,CPUA复合乳液胶粒平均粒径增大,粘度减小,涂膜光泽度下降,机械性能和耐水性增强,确定了合适的蓖麻油和MMA含量,分别为体系总固体质量的20%～25%和20%～30%.采用偶氮二异丁腈(AIBN)和过硫酸钾(KPS)复合引发剂可提高单体的转化率;性能测试表明,本研究合成的CPUA复合乳液具有优异的物理机械性能和耐水性.     

甘蔗渣多元醇制备聚氨酯硬泡的研究

通过对甘蔗渣进行热化学液化,制得了以甘蔗渣多元醇为原料的硬质聚氨酯泡沫,主要讨论了催化剂、表面活性剂、发泡剂和异氰酸酯对其性能的影响。结果表明:催化剂B的用量为2.53%时,泡沫体的密度最小,但对泡沫的压缩模量的影响并不大;随着催化剂D用量的增加,泡沫密度和力学性能同时降低;表面活性剂AK-8805用量为2.06%时,泡沫的密度最小,其力学性能也比较好;以水为发泡剂,当水用量增加时,泡沫密度减小但力学性能没有随密度的减小而相应降低,而先有所增加,最后维持在一个平台上;异氰酸酯用量少了,反应程度不够,性能必然会降低,但用量加多了,同样会影响性能。研究表明,PM-200用量在220%~240%泡沫压缩性能最好。     

杂化硅/膨胀石墨制备阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

制备无卤阻燃剂——杂化硅,并与膨胀石墨复配,用羟甲基化木质素替代部分聚醚多元醇,通过一步法制备阻燃硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。结果表明:阻燃剂在聚氨酯体系中混合均匀,泡孔大小均匀。通过极限氧指数测试试样的阻燃等级,试样达到难燃材料。通过热重-差热综合分析研究试样的热分解过程,测试表观密度、压缩强度和导热系数研究试样的物理力学性能。当羟甲基化木质素用量为8%,杂化硅用量为14%,膨胀石墨用量为6%时,改性材料的极限氧指数最高可达到29.6%;试样的表观密度为41.0~45.0 kg/m^(3),导热系数为0.019~0.026 W/(m·K);压缩强度分布为0.190~0.240 MPa。     

松节油改性聚氨酯涂料的合成研究

以松节油为基本原料，通过D-A加成反应和聚酯化反应合成了松节油伯羟基聚酯多元醇，并用多异氰酸酯组分将其交联固化，制备了松节油改性聚氨酯涂料。重点讨论了不同原料配比、反应时间等因素对聚酯化反应的影响，并对松节油改性聚氨酯涂料的性能进行了测试。     

木质素在合成聚氨酯中的应用

木质素作为一种天然可再生资源,其研究和应用日益活跃。在材料中引入木质素,不仅可提高材料的性能,还能降低成本,产生可观的经济效益。文章综述了国内外以木质素、改性木质素代替多元醇为原料合成聚氨酯材料的一些探索性研究和应用,对木质素在聚氨酯泡沫、聚氨酯薄膜、聚氨酯黏胶剂以及聚氨酯涂料等方面进行了阐述;并针对木质素的结构和性能,提出了改性木质素将成为木质素基聚氨酯的研究重点。     

含氮杂环桐油基硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能表征

环氧桐油酸甘油单酯(EGTO)与三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)发生开环反应合成含氮杂环桐油基多元醇(PTOT),并以PTOT部分取代苯酐聚酯多元醇(PAPP)制备含氮杂环桐油基硬质聚氨酯沫塑料。采用FT-IR、~1H NMR、TG和万能试验机等测试手段对产物的结构和性能进行表征。研究结果表明:通过开环反应可以制备得到羟值为378.42 mg/g,黏度(25℃)为1.84 Pa·s,酸值低于0.8 mg/g,水分低于0.1%的PTOT。随着PTOT替代量的增加,泡沫的极限氧指数(LOI)增大,由19.7%上升至23.0%;而压缩强度和热稳定性呈现下降趋势,由0.85 MPa降至0.59 MPa,初始热分解温度由276.0℃降至273.5℃。添加适量的纤维素能够增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能而保持其阻燃性能和热稳定性不降低。     

蓖麻油基氨基甲酸酯-噁唑烷酮双重交联体系的制备及性能

以蓖麻油(CTO)为原料,经环氧化反应制得环氧蓖麻油(ECO),再与甲苯二异氰酸酯(TDI)在80℃和150℃温度条件下进行固化得到2种不同的交联固化材料,并对其分子结构和各项性能进行详细分析。结果表明:制备的2种固化材料,其拉伸强度、硬度和玻璃化转变温度均有明显提高;热重分析显示2种固化材料均具有良好的热稳定性,热初始分解温度均在280℃左右。高温150℃固化得到的材料中含有典型的氨基甲酸酯-噁唑烷酮双重固化交联结构。     

蓖麻油粘滞特性及抗氧化性的研究

测定了蓖麻油的粘滞系数,得到其随温度变化的规律;添加抗氧化剂（BHA,TBHQ,BHT）于蓖麻油中,对其进行了抗氧化性研究,结果表明：BHA对蓖麻油的抗氧化性显示出最佳的效果。     

蓖麻油基活性聚合用引发剂的合成及其聚合特性研究

将2-溴代异丁酰溴和蓖麻油的羟基按物质的量比1∶1进行酯化反应,一步法合成蓖麻油基的活性聚合用原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂,采用FT-IR、1H NMR和13C NMR对其结构进行表征。红外谱图中3500 cm-1处的羟基的伸缩振动峰减弱,1740 cm-1处的酯基峰增强,表明蓖麻油中的羟基官能团基转变为酯基,溴代异丁酰基官能团成功接枝到蓖麻油分子上,1H NMR和13C NMR谱图的分析结果进一步证明蓖麻油基ATRP引发剂的合成和结构的正确性。采用单体/引发剂/溴化亚铜/配体物质的量之比100∶1∶0.5∶1,反应温度60℃(苯乙烯80℃)的聚合反应体系,GPC、1H NMR和13C NMR谱图结果显示,蓖麻油基ATRP引发剂可以高效的引发甲基丙烯酸甲酯,以及苯乙烯的ATRP聚合反应,整个过程高效和可控制。     

氢氧化铝改性丙烯酸酯乳液胶黏剂及阻燃性能研究

采用机械共混方式获得Al(OH)3改性丙烯酸酯乳液胶黏剂,研究了分散剂种类及用量、增稠剂用量和Al(OH)3用量对胶黏剂基本性能和流体力学性能的影响。结果表明,在分散剂六偏磷酸钠(SHMP)用量为0.35%、增稠剂羟乙基纤维素(HEC)用量为0.20%和阻燃剂Al(OH)3用量为30%时,改性后丙烯酸酯乳液胶黏剂的性能较好,黏度为1 360 m Pa·s,p H值为5.45,贮存30天后稳定性较好,氧指数达到32;流体力学性能研究表明乳液体系为非牛顿假塑性流体弹性体系。阻燃性能研究表明Al(OH)3改性后丙烯酸酯乳液胶黏剂的热释放速率和烟释放量大大降低,CO生成量降低50%以上,引燃时间由60 s延长至77 s,热释放速率峰值由528 k W/m2降为165 k W/m2,燃烧速率为明显减缓(80 s至110 s),质量损失速率明显降低,有较好的阻燃性。     

蓖麻油基水性环氧固化剂的合成及性能

以液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油酸(RA)为原料,先经MDI-RA加成后,再与乙二醇二缩水甘油醚经酯化反应得到蓖麻油基环氧活性中间体(RAE),RAE经二乙烯三胺(DETA)扩链得到RAE-DETA加成物,最后经缩水甘油封端制备得到蓖麻油基水性环氧固化剂(RAWCA)。当n(MDI)∶n(RA)为1∶3和1∶4时分别制得RAWCA-1和RAWCA-2,利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)和凝胶色谱(GPC)表征了目标产物的结构,结果表明:制备的目标产物结构参数与设计的分子结构基本吻合,目标化合物的Mn和M w分别为1 832和1 983。对RAWCA产物性能考察可知,目标产物均具有乳化液体环氧树脂E-51的功能,选择n(MDI)∶n(RA)为1∶3制备的RAWCA-1与E-51固化,漆膜的耐水性较佳,且漆膜柔韧性达1 mm、铅笔硬度达3H、抗冲击性达50 kg/cm,性能可与市售水性环氧固化剂产品相媲美。     

丙烯酸异冰片酯改性水性聚氨酯的合成及其表征

通过乳液聚合法制备了丙烯酸异冰片酯(IBOA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,考察了引发剂用量、反应温度、IBOA/WPU质量比及保温时间对单体转化率、胶膜吸水率及拉伸强度的影响,同时采用正交试验对工艺条件进行了优化。研究结果表明,较适宜的反应条件为IBOA与WPU固体组分质量比为1∶3,引发剂过硫酸铵(APS)用量为IBOA单体添加量的0.5%,反应温度80℃,保温熟化3 h。利用傅立叶变换红外光谱、透射电子显微镜、热重分析等测试方法对复合材料的性能进行了表征,并探讨了性能与结构的关系,结果显示单体的平均转化率达97.35%,改性水性聚氨酯的吸水率达到5.94%,拉伸强度达到27.17 MPa。制备的乳液为核壳结构,乳液稳定性良好;胶膜发生的热降解分别由硬段降解和软段降解造成。     

基于阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇的双组分水性聚氨酯的交联反应与性能

利用阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇与聚异氰酸酯(EC385)配合制备双组分水性聚氨酯.通过纳米粒径分析表明,水性阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇对EC385具有良好的分散性能,两者混合后,当固含量为30%～32%时,体系具有较理想的施工黏度.FT-IR分析表明,两者交联反应速率较快,室温(25 ℃)下5 h可完全反应.交联产物具有优异的柔韧性、附着力、抗冲击性能以及耐水、耐碱、耐污染、抗粘连性能;以一缩二乙二醇、1,4-丁二醇为扩链剂、提高-NCO与-OH物质的量之比可增强交联产物的硬度及耐醇性.