聚氨酯無毒固化劑研究.pdf

1、本論文是總結(jié)圍繞如何生產(chǎn)出產(chǎn)品性能合格的甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥甲基丙烷(TMP)加成的聚氨酯固化劑，使固化劑中的游離TDI含量小于0.5％，使聚氨酯固化劑達(dá)到低毒為目標(biāo)進(jìn)行的研究。具體內(nèi)容主要包括合成TDI-TMP聚氨酯固化劑研究、分離固化劑中未反應(yīng)的TDI研究、分離過程的傳質(zhì)模型的建立和求解、中試放大設(shè)計與安裝。研究的最終目的是出合格的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化?！　”疚氖紫忍岢隽艘朐诙坛陶麴s設(shè)備中分離出TDI，得到合格的聚氨酯固化劑產(chǎn)

2、品，需要從合成固化劑入手，分子量小、反應(yīng)完全的聚氨酯固化劑更適合在短程蒸餾設(shè)備中進(jìn)行分離，所以研究探討了聚氨酯合成工藝。本論文研究顯示分段升溫反應(yīng)有利于降低固化劑粘度；TDI和TMP的配比越大，固化劑粘度越小，但為了給后處理減小蒸餾負(fù)荷，確定TDI/TMP的質(zhì)量比為4.6:1；研究了酸堿度對反應(yīng)的影響，反應(yīng)體系偏堿性加速副反應(yīng)，酸性較強也會加速副反應(yīng)，研究顯示加入少量磷酸有利于粘度的降低，提出了副反應(yīng)抑制機理；研究顯示采用一次加料的方式

3、有利于粘度的降低；此外還探討了水對反應(yīng)的危害和TMP脫水的必要性。本文還對合成的固化劑進(jìn)行了表征，從紅外圖譜可以看到，即使反應(yīng)中TDI過量很多，但還是有羥基的存在，說明TMP上的三個羥甲基在表觀上雖然是伯醇，但由于距離很近導(dǎo)致空間位阻效應(yīng)，所以三個羥甲基屬于空間不舒展結(jié)構(gòu)，但蒸餾之后羥基沒有了，說明蒸餾所處的高溫下固化劑中的羥基可以反應(yīng)完全，論證了三羥甲基丙烷有幾個官能團(tuán)數(shù)和反應(yīng)條件有關(guān)。通過這些研究最終合成出粘度低、分子量小的固化劑，

4、這樣的固化劑更適合在短程蒸餾設(shè)備中進(jìn)行分離而不堵塞設(shè)備?！　『铣沙龅木郯滨ス袒瘎┰谛吞枮镸D-S80短程蒸餾設(shè)備中進(jìn)行了分離研究，提出了工藝、裝配一體化進(jìn)行分離的研究思路，探討了蒸餾溫度、蒸餾壓力、物料進(jìn)料速率、刮板轉(zhuǎn)速等因素對分離的影響。實驗顯示溫度越高、蒸餾壓力越小、物料進(jìn)料速率越低、刮板轉(zhuǎn)速越大越有利于TDI的分離。但溫度越高，副反應(yīng)越多，蒸餾壓力越低，設(shè)備投入越大。研究表明調(diào)整分離參數(shù)，采用二級和三級蒸餾都可以將固化劑中的游離

5、TDI降低到0.5％以下。對于合成的固化劑做了配漆實驗，調(diào)整溶劑配比順利的解決了涂膜針孔和氣泡問題。　　本文對鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的混合體系進(jìn)行了分離實驗，并對短程蒸餾的傳質(zhì)和傳熱過程進(jìn)行了分析，通過對短程蒸餾設(shè)備的刮板進(jìn)行改造，避免或減少頭波(bowwave)的形成，作了諸多合理簡化和假設(shè)，從連續(xù)性方程和Navier-Stokes運動方程入手，推導(dǎo)出了流速公式，建立了傳質(zhì)和傳熱模型，并針對聚氨酯這一