1. 研究目的与意义
目的:本课题通过研究环氧化大豆油直接和多异氰酸酯反应制备聚氨酯硬泡的反应过程,探明环氧化大豆油在反应中的结构变化,为提高聚氨酯材料的热稳定性研究提供新的途径。
意义:随着石油消耗量的增加,人类面临着石油资源的日益短缺和原油价格的不断上涨,用可再生资源生产生物材料,化工原料和燃料越来越吸引人们的关注。植物油是可再生原料,将含有羟基的植物油或羟基化的植物油作为多元醇制备的聚氨酯符合环境保护的要求,且用植物油多元醇制备的聚氨酯具有良好的物理化学性能及可生物降解性能,特别是长链脂肪酸的疏水性使得聚氨酯具有更好的耐水解性和热稳定性。大豆油是天然的可再生资源中最廉价和最易获得的植物油,研究其代替石油产品来生产多元醇及其应用开发,有着非常重要的经济价值和科学意义。
2. 国内外研究现状分析
聚氨酯发泡体系的主要成分为异氰酸酯、多元醇和各种助剂。我国异氰酸酯工业从20世纪50年代初起,至今已形成了以引进技术生产甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为主,辅以自主开发的技术生产六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三氨基壬烷三异氰酸酯(TTI)等小吨位品种异氰酸酯的生产格局。聚氨酯用多元醇主要有聚醚多元醇和聚酯多元醇,其中前者产量较大。近年来国产聚醚的产量和品种都发展迅速,已能生产不少于8官能团、相对分子质量6000以上的聚醚,并开发了耐高温聚醚、阻燃聚醚、芳香族聚醚、高固含量苯乙烯、丙烯腈接枝聚合物多元醇等许多聚醚新品种。
目前大豆油的研究集中在对大豆油羧基酯基团和不饱和脂肪酸的双键进行改性。如利用甘油、季戊四醇、山梨醇等多元醇与大豆油进行酯交换,制得一定官能度的醇解产物;对不饱和双键进行环氧化处理,然后与醇或酸等带有活性氢的化合物进行羟基化反应引入羟基结构,制备出具有一定官能度和相对分子质量的多元醇;不饱和双键在铑或钴催化剂作用下,发生羰基化作用,生成一个支链醛基,在Raney-Ni的催化下还原为大豆油多元醇;直接用臭氧来分裂和氧化大豆油的双键,然后在硼氢化钠的催化作用下,把臭氧化产物还原得到多元醇。但此方法不可避免的引入了有机溶剂和催化剂,使得反应体系后处理成本上升,对环境造成污染。3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.pu硬质泡沫发泡配方及制备
2.pu硬质泡沫红外光谱分析
4. 研究创新点
研究发现环氧化大豆油可以替代一部分石油聚醚直接和异氰酸酯反应制备聚氨酯泡沫,探明了环氧化大豆油在结构中的变化,发现含噁唑烷酮环结构的聚氨酯硬质泡沫具有较高的热稳定性,这为提高聚氨酯材料的热稳定性研究提供了一条新的研究途径
