植物油多元醇的制備及其改性異氰酸酯膠粘劑的研究

1、學(xué)位論文學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S13519植物油多元醇的制備及其改性異氰酸酯膠粘劑的研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：張亞?wèn)|顧繼友教授碩士2013年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)：木材科學(xué)與技術(shù)論文答辯日期：2013年6月授予學(xué)位日期：2013年6月答辯委員會(huì)主席：曾春雷論文評(píng)閱人：素歲厶彤素大學(xué)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，化：【產(chǎn)品的用量越來(lái)越大，其原料主要來(lái)自于化石資源。由于化石資源的儲(chǔ)量有限

2、，且利用過(guò)程中可能會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染，所以人類(lèi)擺脫完全依靠化石資源，充分利用綠色、可再生資源是未來(lái)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。植物油是一種綠色、可再生資源。將植物油環(huán)氧一羥基化，可制得植物油基多元醇，可以替代聚酯或聚醚多元醇等石油化工產(chǎn)品。聚氨酯是一類(lèi)應(yīng)用十分廣泛的化工產(chǎn)品，它的主要原料之一就是多元醇，植物油在聚氨酯行業(yè)中應(yīng)用及研究早已開(kāi)展，但僅限于蓖麻油和聚氨酯泡沫方面。本文的主要內(nèi)容是以大豆油(SOB)為例，通過(guò)環(huán)氧一羥基化制得大豆油基多元醇(

3、SOP)，并將其應(yīng)用于木材用單組份濕固化型異氰酸酯膠粘劑。論文首先對(duì)環(huán)氧大豆油(ESO)的制備進(jìn)行了研究。通過(guò)一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探討雙氧水、甲酸用量以及攪拌速度對(duì)雙鍵反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。論文可以制得產(chǎn)物的環(huán)氧值e達(dá)到64，雙鍵轉(zhuǎn)化率高達(dá)8889％。通過(guò)紅外譜圖分析，新產(chǎn)生的環(huán)氧基團(tuán)的確是由C=C基團(tuán)參與反應(yīng)轉(zhuǎn)化而來(lái)的，其他峰位沒(méi)有變化，說(shuō)明反應(yīng)生成物在保留大豆油基本結(jié)構(gòu)下，引入了新的環(huán)氧基團(tuán)。探討了SOP的制備中，甲醇和異丙醇用量對(duì)環(huán)氧基團(tuán)

4、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響，論文可以制得產(chǎn)物的羥值達(dá)到1988mgKOH／g，環(huán)氧鍵轉(zhuǎn)化率高達(dá)948％。通過(guò)紅外圖譜分析，新產(chǎn)生的羥基是由環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)化而來(lái)的，其他峰位沒(méi)有變化，說(shuō)明反應(yīng)生成物在保留環(huán)氧大豆油基本結(jié)構(gòu)下，引入了新的羥基基團(tuán)。將合成的SOP與多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)按SOP／PAPI體系反應(yīng)制備異氰酸酯膠粘劑。與常規(guī)的異氰酸酯膠粘劑一樣，在該體系中大豆油基多元醇的羥值和R值(投料時(shí)一NCO與一OH的摩爾比，異氰酸酯指數(shù))對(duì)

5、膠粘劑的貯存期、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性都有一定的影響，但相比于PEG一400／PAPI體系，貯存期和強(qiáng)度均不理想。對(duì)sOP／PEG400／PAPI體系的異氰酸酯膠粘劑進(jìn)行研究，考察不同的SOP用量對(duì)膠粘劑貯存期和強(qiáng)度的影響。SOP用量增加，對(duì)膠粘劑強(qiáng)度有負(fù)面的影響；而當(dāng)用量在20％(羥基摩爾比)以?xún)?nèi)時(shí)，對(duì)貯存期影響作用不大；在熱穩(wěn)定性方面，5％失重率的溫度有很大提高，熱分解階段減少一個(gè)，熱穩(wěn)定性明顯提高。接著考察不同SOP羥值對(duì)SOP／PEG4

6、00／PAPI體系的異氰酸酯膠粘劑性能的影響。在大豆油多元醇與PEG一400羥基比固定為20％時(shí)，隨著羥值的增加，引入SOP的質(zhì)量相對(duì)減少，干、濕態(tài)強(qiáng)度都有所下降，但對(duì)貯存期沒(méi)有明顯影響，5％失重率的溫度有所下降，熱分解階段卻沒(méi)有變化。以SOP羥值為69mgKOH／g、SOP—OH／PEG—OH摩爾比為20％、R=7、固含量80％時(shí)，制備的異氰酸酯膠粘劑最終CPS達(dá)到2106MPa，貯存期大于3個(gè)月，其中，濕循環(huán)CPS達(dá)到1204MPa