聚醚多元醇的合成及表征

摘要

聚醚多元醇是生产软质、硬质、半硬质泡沫体和聚氨酯粘合剂的主要原料。测定聚醚多元醇的相对分子质量及其分布对指导聚醚多元醇的合成和聚氨酯材料的改性均有重要的实际价值。 以乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇为起始剂的四种类型聚醚多元醇样品作为研究对象，建立了凝胶渗透色谱测定聚醚多元醇相对分子质量的实验条件。结果表明，样品浓度在1.0～3.0 mg·mL-1，色谱柱温度在30～50℃，流动相流速在0.7～1.5 mL·min-1，所得实验结果相对标准偏差小于5％，与通过羟值计算得到的结果相对误差小于5％。 以甘油、季戊四醇以及甘油与蔗糖（物质的量之比4：1）的混合物作为起始剂，分别合成了五个系列的聚醚多元醇样品，单体为环氧丙烷，催化剂为三甲胺。以红外光谱、核磁共振波谱和电喷雾质谱表征其结构。按国标GB12008.3-89法测羟值，通过羟值计算相对分子质量。在30℃、35℃和40℃下，用凝胶渗透色谱测定样品的相对分子质量。 建立了聚醚多元醇电喷雾电离质谱图的解析方法：利用线性拟合直线的斜率辨别聚合单体，通过截距计算出起始剂的相对分子质量，相对误差值均小于0.5％。并计算得到了三类聚醚多元醇（甘油、季戊四醇和蔗糖作为起始剂）电喷雾质谱图的理论质荷比数据表。根据质谱图中分子离子峰的质荷比以及各峰的相对强度值，计算聚醚多元醇的聚合参数值。 利用乌氏粘度计测定以甘油和季戊四醇聚醚多元醇的特性粘度。并结合羟值计算和凝胶渗透色谱测定所得的相对分子质量数据，订定了两种聚醚多元醇三个温度下的Mark-Houwink方程参数K和α值。验证表明，利用K、α值计算得到的结果与实际测得的结果平均相对误差值小于5％。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1聚醚多元醇结构分析

1.2聚醚多元醇聚合参数的经典测定

1.2.1经典测定技术

1.2.2羟值测定法

1.3凝胶渗透色谱法研究聚醚多元醇聚合参数

1.3.1窄分布标样校正法

1.3.2普适校正法

1.3.3实验条件

1.3.4 GPC的优点及缺点

1.4质谱法研究聚醚多元醇的聚合参数

1.4.1电喷雾电离(ESI)和基质辅助激光电离(MALDI)离子化法

1.4.2质谱在聚醚多元醇结构表征中的应用

1.5凝胶渗透色谱与质谱联用技术

1.6 Mark-Houwink方程参数K、α的测定

1.7本课题目的、意义及研究内容

1.7.1研究的目的和意义

1.7.2主要研究内容

2 聚醚多元醇的合成及结构表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要仪器与试剂

2.2.2以甘油作为起始剂合成聚醚多元醇

2.2.3以季戊四醇作为起始剂合成聚醚多元醇

2.2.4以蔗糖和甘油作为起始剂合成聚醚多元醇

2.2.5以其他起始剂合成聚醚多元醇

2.2.6结构表征

2.3结果与讨论

2.3.1红外光谱解析

2.3.2核磁共振氢谱解析

2.3.3质谱解析

2.4本章小结

3凝胶渗透色谱表征聚醚多元醇的聚合参数

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要仪器与试剂

3.2.2聚醚多元醇羟值的测定

3.2.3凝胶渗透色谱实验条件的建立

3.2.4聚醚多元醇样品相对分子质量的测定

3.3结果与讨论

3.3.1样品浓度对GPC谱图的影响

3.3.2样品浓度对实验结果的影响

3.3.3柱温对实验结果的影响

3.3.4流动相流速的影响

3.3.5实验结果的重复性

3.3.6聚醚多元醇样品相对分子质量的测定

3.4本章小结

4 电喷雾质谱法表征聚醚多元醇的聚合参数

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1甘油聚醚多元醇ESI质谱图解析

4.3.2甘油聚醚多元醇ESI质谱图的特点

4.3.3季戊四醇聚醚多元醇ESI质谱图解析

4.3.4季戊四醇聚醚多元醇ESI质谱图的特点

4.3.5蔗糖聚醚多元醇ESI质谱图解析

4.3.6蔗糖聚醚多元醇ESI质谱图的特点

4.3.7聚醚多元醇相对分子质量及分布的确定

4.3.8未知样ESI质谱图分析

4.4本章小结

5 聚醚多元醇特性粘度的测定，Mark-Houwink方程参数的确定

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验仪器及试剂

5.2.2聚醚多元醇样品特性粘度的测定

5.3结果与讨论

5.3.1甘油聚醚多元醇Mark.Houwink方程参数的确定

5.3.2季戊四醇聚醚多元醇Mark-Houwink方程参数的确定

5.4本章小结

6结论

6.1实验结论

6.2有待深入研究的其它内容

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况: