顺酐改性聚酯多元醇的合成及性能研究.doc

常熟理工学院毕业设计（论文）1引言1．1聚酯多元醇的概念聚酯多元醇是多元醇和多元酸共缩聚而成的含活性端羟基的无规低聚物（以下简称聚酯多元醇）。分子量在500—5000范围内，通过固化反应可以进行链的延伸、支化和交联:HO—R—OH+HOOC—R，—COOH+HO—R—HO→HOROOC—R，—COOROH合成聚酯多元醇的反应机理为多元酸与多元醇的逐步缩聚反应。合成聚酯多元醇主要材料有一系列多元酸和一系列多元醇。多元酸有己二酸、葵二酸、苯酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、戊二酸、松香酸、偏苯三甲酸酐和均苯四甲酸酐等。多元醇有乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、环己二醇、甲基丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油和季戊四醇等［1］反应初期（180。C以前）主要进行的是单体与单体的、单体与低聚物、低聚物与低聚物之间的缩聚反应，反应后期主要进行的是酯交换反应，使分子量分布趋于均匀［2］在合成聚酯多元醇时发生的副反应主要是脱缩反应，从而产生无反应活性的端基，因此要尽量避免。一般酸类在温度超过290。C就会发生脱羧反应，但若在酯化反应中使用催化剂，则脱羧反应温度较290。C低的多［1］，这样就可以避免脱羧反应的发生。1．2聚酯多元醇的发展状况及研究意义聚酯多元醇是一类非常重要的固化树脂，在涂料、层压材料、模塑材料、灌封材料、感光树脂、腻子和增塑剂等方面得到了广泛的应用。近年来由于节能、环保和性能改进等方面的要求又有了新发展，主要是无油醇酸树脂的性能改进及新单体的应用［3。4］，通过改变共缩聚单体的品种及配比可以获得不同结构、不同性能的聚酯多元醇，拓宽聚酯多元醇的应用领域。聚酯多元醇又是合成聚氨酯树脂的重要原料之一，其所占重量为60%—80%。由于用其合成的聚氨酯树脂具有机械强度高、耐油、耐热和耐磨等优点，在弹性体、合成革、黏合剂、涂料和软硬泡等方面得到了广泛的应用［1。6。7］但普通聚酯的力学性能在使用温度达到80。C~90。C时就基本丧失，250。C时便开始大量分解［5］。为改进聚酯热性能，拓宽其应用领域，加入一定改性剂是目前聚酯多元醇改性研究的重点之一。本文采用特定的加料方法将顺酐作为改性剂，加入到由乙二醇、甘油、间苯二甲酸和己二酸组成的共缩聚体系中，合成一系列顺酐改性聚酯多元醇。通过观察反应时间和出水率以及温度的变化来改善合成途径，并改善产品的理化性能。2实验部分2.1实验原料、仪器及装置主要原料和试剂原料规格分子量产地己二酸CP146.14中国医药集团上海化学试剂公司间苯二甲酸CP166.13国药集团化学试剂公司甘油AR92.09上海化学试剂采购供应站分装厂乙二醇AR62.07工业提供XYAR106.16江苏金城试剂有限公司DMFAR73.09国药集团化学试剂有限公司仪器：四口烧瓶（125ml）、温度计、球形冷凝管、电动搅拌器（JJ-1精密定时电动搅拌器）、搅拌棒（聚四氟乙烯）、普通电热套、电子天平、分水器、傅利叶红外光谱仪FTIR-8700型（日本岛律公司）、热失重分析仪（TGA/SDTA851e型）实验装置图：2.2合成工艺2.2.1Sample1的合成先称取24.39gGLY、10.27gEG、0.44gPE-cat，再称取33.20gm-PTA、19.47gAA,先后加入装有回流冷凝管、温度计、搅拌器及分水器的125ml四口反应器中，升温至130℃左右，反应物基本熔化，同时开动搅拌，在4小时内从130℃缓慢升温至200℃，待出水量不明显时，向分水器中加入二甲苯带水，调节分水器中二甲苯的位置来控制温度在200℃左右，继续维持反应1.5小时，体系粘度较大，待出水量达到理论值以上且出水不明显时停止反应，收集所得样品。2.2.2Sample2的合成先称取24.38gGLY、10.27gEG、0.42gPE-cat，再称取33.20gm-PTA、9.73gAA、6.53gMAH，先后加入装有回流冷凝管、温度计、搅拌器及分水器的125ml四口反应器中，升温至130℃左右，反应物基本熔化，同时开动搅拌，在4-5小时内从130℃缓慢升温至200℃，待出水量不明显时，向分水器中加入二甲苯带水，调节分水器中二甲苯的位置来控制温度在200℃左右，继续维持反应3小时，体系粘度较大，待出水量达到理论值以上且出水不明显时停止反应，收