热塑性非异氰酸酯聚氨酯的合成及其性能的研究

摘要

本文主要目的是研究如何使用氨酯转移非异氰酸酯法合成聚氨酯，并对其性能进行改进。因此，在本文中首先合成了几种单体，然后利用这些单体进行熔融缩聚，合成出一系列性能优越的热塑性聚氨酯(NI-TPUs)。主要研究内容如下:
　　1、用己二胺酯二醇(BHBC)、N，N’-二（β—羟乙基）己二酰胺(HEHA)与二缩三乙二醇(3EG)或三缩四乙二醇(4EG)在170℃、减压条件下熔融缩聚，制备出一系列脂肪族的热塑性聚（酰胺-醚-氨酯），经红外、核磁、GPC、广角X-射线衍射、DSC、TGA和力学性能测试表明，该系列聚合物Tm最高为144.9℃，拉伸强度最大有18MPa，断裂伸长率最大为79％，该聚合物具有较高的熔点和良好的强度与韧性。
　　2、首先利用间苯二甲酸二甲酯与乙醇胺制备间苯二酰胺二醇(HYIP)，然后用BHBC、HYIP与不同聚合度的PEG进行熔融缩聚，制备出一系列含苯环结构的热塑性聚（酰胺-醚-氨酯）。经测试表明，该系列聚合物拉伸强度最大为32MPa，断裂伸长率在26-210％之间，具有较高的熔点(最大为143.2℃)和较好的力学性能。
　　3、首先利用对苯二甲酸二甲酯与1，4-丁二醇反应制备出对苯二甲酸丁二醇酯(BHBT)，然后利用BHBC和BHBT熔融缩聚，制备出一系列含苯环结构的聚（酯-氨酯）。经测定该系列聚合物拉伸强度最大为38MPa，断裂伸长率最高为475％，熔点在124-141℃之间，该系列聚合物具有较为优异的力学性能和热稳定性。
　　4、利用BHBC、BHBT和不同聚合度的PTMG进行熔融缩聚，制备出一系列性能优异的热塑性聚氨酯弹性体。经测定该系列聚合物拉伸强度可高达38MPa，断裂伸长率在720-1201％，而且拉伸200％时的回复率可高达89％，熔点在99.94-109.51℃之间，是一组具有良好力学性能芳香族聚氨酯弹性体。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 聚氨酯简介

1．2 聚氨酯的应用

1．3 聚氨酯的工业生产历史

1．4 聚氨酯行业的现状

1．5 聚氨酯行业发展趋势

1．6 非异氰酸酯聚氨酯简介

1．7 非异氰酸酯聚氨酯的合成原料

1．7．1 环碳酸酯及其预聚物

1．7．2 环碳酸酯的合成

1．7．3 环碳酸酯合成反应的催化剂

1．8．NIPU的生成反应原理

1．9 NIPU的制备

1．9．1．线性NIPU

1．9．2 杂化NIPU网状物

1．9．3 可再生资源合成NIPU

1．9．4 化学改性纳米NIPU

1．10．NIPU的应用

1．10．1 涂料

1．10．2 粘合剂和密封剂

1．11 NIPU的未来发展趋势

1．12 本课题的提出

第二章 非异氰酸酯法合成脂肪族热塑型聚(酰胺-醚-氨酯)及其性能研究

2．1．实验方案

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器设备

2．3 实验方法

2．3．1 已二氨酯二醇(BHBC)的合成

2．3．2 N，N’-二(β-羟乙基)己二酰胺(HEHA)的合成

2．3．3．TPAEUs的合成

2．4．仪器及测试方法

2．4．1 熔点测试

2．4．2 凝胶渗透色谱分析法(GPC)

2．4．3 红外光谱分析(IR)

2．4．4 核磁共振波谱分析(1H-NMR)

2．4．5 X射线衍射测试(WAXS)

2．4．6 差式量热扫描发(DSC)

2．4．7 热失重分析测试(TGA)

2．4．8 力学性能测试

2．5 结果与讨论

2．5．1 GPC分析

2．5．2 红外谱图分析

2．5．3 核磁测试分析

2．5．4 广角X-射线衍射测试分析

2．5．5 DSC测试分析

2．5．6 TGA测试分析

2．5．7 力学性能测试分析

2．6 本章小结

第三章 非异氰酸酯法合成含苯环结构热塑型聚(酰胺-醚-氨酯)及其性研究

3．1 实验方案

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．3 实验方法

3．3．1 己二胺酯二醇(BHBC)的合成

3．3．2 间苯二酰胺二醇(HYIP)

3．3．3 NI-TPAEUs的合成

3．4．仪器及测试方法

3．4．1 熔点测试

3．4．2 凝胶渗透色谱分析法(GPC)

3．4．3 红外光谱分析(IR)

3．4．4 核磁共摄波谱分析(1H-NMR)

3．4．5 X射线衍射测试(WAXS)

3．4．6 差式量热扫描发(DSC)

3．4．7 热失重分析测试(TGA)

3．4．8 力学性能测试

3．5 结果与讨论

3．5．1 HYIP单体表征

3．5．2 NI-TPAEUs的GPC测试

3．5．3 红外谱图分析

3．5．4 核磁谱图分析

3．5．5 广角X-射线衍射测试分析

3．5．6 DSC测试分析

3．5．7 TGA测试分析

3．5．8 力学性能测试分析

3．6 本章小结

第四章 非异氰酸酯法合成含有对苯二甲酸丁二醇酯的热塑性聚氨酯

4．1 实验方案

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验仪器

4．3 实验方法

4．3．1 己二胺酯二醇(BHBC)的合成

4．3．2 对苯二甲酸而丁二醇(BHBT)的合成

4．3．3 NI-TPUs的合成

4．4．仪器及测试方法

4．4．1 熔点测试

4．4．2 凝胶渗透色谱分析法(GPC)

4．4．3 红外光谱分析(IR)

4．4．4 核磁共振波谱分析(1H-NMR)

4．4．5 X射线衍射测试(WAXS)

4．4．6 差式量热扫描发(DSC)

4．4．7 热失重分析测试(TGA)

4．4．8 力学性能测试

4．5 结果与讨论

4．5．1 BHBT单体表征

4．5．2 NI-TPUs的GPC测试

4．5．3 红外谱图分析

4．5．4 核磁谱图分析

4．5．6 DSC测试分析

4．5．7 TGA测试分析

4．5．8 力学性能测试分析

4．6 本章小结

第五章 非异氰酸酯法合成芳香族聚氨酯弹性体

5．1 实验方案

5．2 实验部分

5．2．1 实验原料

5．2．2 实验仪器

5．3 实验方法

5．3．1 己二胺酯二醇(BHBC)的合成

5．3．2 对苯二甲酸而丁二醇(BHBT)的合成

5．3．3 NI-TPUs的合成

5．4．仪器及测试方法

5．4．1 熔点测试

5．4．2 凝胶渗透色谱分析法(GPC)

5．4．3 红外光谱分析(IR)

5．4．4 核磁共振波谱分析(1H-NMR)

5．4．5 X射线衍射测试(WAXS)

5．4．6 差式量热扫描发(DSC)

5．4．7 热失重分析测试(TGA)

5．4．8 力学性能测试

5．4．9 动态力学热分析测试(DMA)

5．5 结果与讨论

5．5．1 NI-TPUs的合成与GPC测试分析

5．5．2 红外谱图分析

5．5．3 核磁谱图分析

5．5．4 广角X-射线衍射测试分析

5．5．5 DSC二次升温测试分析

5．5．6 DMTA测试分析

5．5．7 TGA测试分析

5．5．8 力学性能测试分析

5．6 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介