聚醚碳酸酯型表面活性物質(zhì)的制備及性能研究.pdf

1、聚醚碳酸酯多元醇分子鏈中含有碳酸酯基團(tuán)，其合成的表面活性物質(zhì)和聚氨酯材料與傳統(tǒng)的聚醚多元醇合成的材料相比，具有較好的生物降解性，成為目前研究熱點(diǎn)，其大規(guī)模推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵是降低合成成本。此外，無(wú)異氰酸酯或較少異氰酸酯聚氨酯材料合成技術(shù)具有綠色環(huán)保、降低成本的優(yōu)點(diǎn)，成為聚氨酯行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)和方向。因此，本文首次采用1,2-丙二醇、甘油和多乙烯多胺為起始劑，分別與較為廉價(jià)的碳酸乙烯酯在綠色環(huán)保離子液體催化作用下，通過(guò)開環(huán)聚合制備聚醚碳酸酯多

2、元醇，并將其合成表面活性物質(zhì)和聚氨酯發(fā)泡材料，為聚醚碳酸酯類產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行先導(dǎo)性基礎(chǔ)研究，具體從以下幾個(gè)方面研究： 首先，本文合成了中性離子液體[Bmim]BF4和酸性可控的AlCl3、FeCl3、ZnCl2和SnCl2離子液體?？疾炝穗x子液體催化碳酸乙烯酯在無(wú)起始劑下開環(huán)聚合制備聚醚碳酸酯。初步優(yōu)化反應(yīng)條件：反應(yīng)時(shí)間15 h，反應(yīng)溫度150℃，催化劑用量為原料總質(zhì)量3％。結(jié)果表明，離子液體是催化碳酸乙烯酯較好的催化劑，且

3、催化性能與酸性有關(guān)。Lewis酸和質(zhì)子酸，均能催化反應(yīng)。綜合考慮反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、聚醚碳酸酯的碳酸酯基含量和數(shù)均分子量，選出ZnCl2、SrlCl2離子液體為催化性能較好的催化劑。碳酸丙烯酯在無(wú)起始劑下開環(huán)聚合相比碳酸乙烯酯較為困難。離子液體可以離心分離回收。 其次，采用ZnCl2、SnCl2離子液體催化碳酸乙烯酯在起始劑下開環(huán)聚合，制備聚醚碳酸酯多元醇，并將性能較好聚醚碳酸酯多元醇氧丙烯化合成聚醚碳酸酯聚氧丙烯醚表面活性物質(zhì)。Lew

4、is酸和質(zhì)子酸共存的離子液體催化性能較好。篩選出胺類物質(zhì)(環(huán)己胺)為較好的氧丙基化陰離子催化劑，所得1,2-丙二醇和甘油類表面活性物質(zhì)具有比普通非離子表面活性劑較高的表面活性。 通過(guò)氧丙烯化反應(yīng)不僅能調(diào)節(jié)分子鏈的長(zhǎng)短和表面活性物質(zhì)的親水親油性，還可以減少合成聚氨酯泡沫材料所需異氰酸酯的用量，且氧丙烯化后，反應(yīng)體系粘度較低，使得離子液體能自然沉淀分離。 再次，將聚醚碳酸酯多元醇、聚醚碳酸酯聚氧丙烯醚與目前工業(yè)生產(chǎn)中使用的普

5、通硬泡聚醚分別制備聚氨酯泡沫材料，考察其發(fā)泡性能及生物降解性。結(jié)果表明，聚醚碳酸酯聚氧丙烯醚羥值低于相應(yīng)的聚醚碳酸酯多元醇，兩者合成聚氨酯泡沫材料所需異氰酸酯遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于普通硬泡聚醚，大大降低成本。含有碳酸酯基的聚氨酯泡沫材料的降解性能比普通聚醚多元醇合成的聚氨酯材料好。 此外，本文采用了吡啶為探針的紅外光譜法測(cè)定離子液體的酸類型和酸強(qiáng)度，分析不同陽(yáng)離子、陰離子及不同陰離子摩爾分?jǐn)?shù)的離子液體酸性與催化反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。并分析陽(yáng)離子開環(huán)