高速纺丝油剂用抗静电剂的合成及其构性关系研究

摘要

纺丝油剂用抗静电剂是当今纤维纺丝工业中必不可少的一种油剂组分.纺丝工艺的高速化进程以及全世界范围内对环保问题的重视,对纺丝油剂用抗静电剂的性能提出了越来越高的要求.开发既耐高温、耐腐蚀又低毒无毒且抗静电性能优异的新型抗静电剂将是今后一段时间内纺丝油剂领域的发展趋势. 本文采用五氧化二磷为磷酸化试剂与环氧乙烷(EO)环氧丙烷(PO)嵌段聚醚进行磷酸化反应,利用嵌段聚醚结构良好的渗透性及与嵌段聚醚的复配相容性,合成出了一种集优异的抗静电性、渗透性以及与聚醚的相容性于一体的新型高速纺丝油剂用抗静电剂. 论文对该磷酸酯钾盐的合成反应进行了研究,讨论了不同合成条件(反应投料比、反应温度以及反应时间等)对产物组成和性能的影响,确定了较佳的合成条件:聚醚对P205的摩尔投料比为3、反应温度为67℃、反应时间为3小时. 论文对副产物焦磷酸酯的水解反应进行了研究,得到了焦磷酸酯完全水解的条件:水解温度为80℃、水的用量为4﹪、水解时间为12小时,解决了因焦磷酸酯存在而造成的对磷酸化反应产物分析困难的问题.同时,通过磷酸二正丁酯水解动力学的研究考察了聚醚磷酸双酯的水解情况,研究发现在焦磷酸酯水解条件下,聚醚磷酸双酯不发生水解. 此外,对聚醚磷酸酯钾盐结构对应用性能的影响进行了探讨,研究表明,异构型的聚醚起始剂对应的聚醚磷酸酯钾盐渗透性比直链型的好;短直链型的聚醚起始剂对应的聚醚磷酸酯钾盐的渗透性比长直链型的优异.嵌段聚醚链中PO、EO链节数对渗透性的影响较起始剂结构变化产生的影响小.分子中PO链节数越多,聚醚磷酸酯钾盐的渗透性越好;EO链节数越多,渗透性变差.聚醚磷酸酯钾盐的分子量越大,其电导率越小,抗静电效果越差.聚醚磷酸酯钾盐的单双酯组成结构对其性能也有较大的影响.混合物中单双酯比例越低,渗透性能越好,抗静电性能越差;反之,单双酯比例越高,抗静电性能越好,渗透性能越差.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1研究背景和意义

1.2抗静电剂概述

1.2.1抗静电技术及抗静电机理

1.2.2抗静电剂的分类

1.3纺丝油剂用抗静电剂国内外研究现状

1.3.1阴离子型抗静电剂

1.3.2阳离子型抗静电剂

1.3.3两性型抗静电剂

1.3.4非离子型抗静电剂

1.3.5有机硅型抗静电剂

1.3.6有机氟型抗静电剂

1.3.7高分子型抗静电剂

1.4纺丝油剂用抗静电剂的发展趋势

1.5课题的提出

1.6本论文研究内容

第二章实验部分

2.1环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚磷酸酯的合成

2.2磷酯化反应后处理——水解反应

2.2.1焦磷酸酯水解反应

2.2.2磷酸双酯水解条件分析——磷酸二正丁酯水解动力学研究

2.3环氧乙烷环氧丙烷聚醚磷酸酯构性关系研究

2.3.1磷酸酯合成实验试剂及仪器设备

2.3.2操作步骤

2.3.3分析方法

2.3.4产品性能测定

第三章聚醚磷酸酯合成实验结果与讨论

3.1磷酸化反应机理

3.2磷酸酯合成实验结果与讨论

3.2.1反应投料比

3.2.2反应温度的确定

3.2.3反应时间的确定

3.3本章小结

第四章水解反应实验结果与讨论

4.1水解反应的必要性

4.2水解机理

4.3焦磷酸酯水解条件探讨

4.4磷酸双酯水解条件探讨

4.4.1磷酸二正丁酯水解动力学研究

4.4.2聚醚磷酸双酯水解条件

4.5本章小结

第五章聚醚磷酸酯钾盐构性关系讨论

5.1聚醚磷酸酯钾盐结构对其渗透性能的影响

5.1.1渗透过程原理

5.1.2聚醚链段结构对聚醚磷酸酯钾盐渗透性能的影响

5.2聚醚磷酸酯钾盐结构对抗静电性能的影响

5.2.1磷酸酯的抗静电机理

5.2.2聚醚磷酸酯钾盐结构对其抗静电性能的影响

5.3聚醚磷酸酯钾盐与聚醚相容性研究

5.4本章小结

第六章聚醚磷酸酯钾盐单双酯组成对其性能的影响

6.1摩尔投料比对产物组成的影响

6.2产物组成对聚醚磷酸酯钾盐性能的影响

6.3焦磷酸酯对聚醚磷酸酯钾盐应用性能的影响

6.4本章小结

第七章研究结论与展望

7.1研究结论

7.2问题与展望

参考文献

致谢

附录