聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究

异氰酸酯与聚醚多元醇反应动力学研究
钟毅;周月昌;廖青
【期刊名称】《北京服装学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2001(021)002
【摘要】用基团分析方法对二异氰酸酯聚乙二醇体系的聚合反应动力学进行了研究,探讨了反应物结构、催化剂用量及温度对反应速度的影响.结果表明:异氰酸酯和聚乙二醇的聚合反应为二级基元反应;不同结构的反应底物,其反应速率常数不同,其中TDI反应速率常数大于HDI;催化剂用量和温度与反应速率常数成正比.
【总页数】5页(P8-12)
【作者】钟毅;周月昌;廖青
【作者单位】北京服装学院材料工程系,北京,100029;北京服装学院材料工程系,北京,100029;北京服装学院材料工程系,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】O643.1;O643.12
【相关文献】
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封端异氰酸酯原理封端异氰酸酯（Isocyanate-terminated Prepolymer, ITPI）是一种常用的聚合物材料，具有广泛的应用领域。

本文将介绍封端异氰酸酯的原理及其在工业中的应用。

封端异氰酸酯是一种含有异氰酸酯官能团的预聚合物。

其制备过程通常是将多元醇与异氰酸酯单体反应，形成带有异氰酸酯官能团的长链分子。

这种预聚合物的特点是其末端的官能团是异氰酸酯基团（NCO），因此得名封端异氰酸酯。

封端异氰酸酯的制备过程中，多元醇是一种常用的原料。

多元醇可以是一种或多种含有多个羟基官能团的化合物，例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯醇等。

异氰酸酯单体则是一种含有异氰酸酯官能团的化合物，常见的异氰酸酯单体有二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚氨酯异氰酸酯（PAPI）等。

多元醇与异氰酸酯单体反应时，异氰酸酯官能团与羟基官能团发生反应，形成封端异氰酸酯预聚合物。

封端异氰酸酯预聚合物的形成是通过异氰酸酯与羟基官能团的缩聚反应实现的。

在反应过程中，异氰酸酯官能团与羟基官能团发生加成反应，形成封端异氰酸酯的酯键。

反应的条件包括温度、反应时间、催化剂等，这些条件的选择会影响预聚合物的分子量、官能团的密度以及物理性质等。

封端异氰酸酯预聚合物具有多种优异的性能，因此在工业中有广泛的应用。

首先，封端异氰酸酯具有优异的耐热性和耐候性，可以在宽温度范围内保持稳定的性能。

其次，封端异氰酸酯具有良好的粘接性和附着性，可以用于粘接、涂覆和涂层等应用。

此外，封端异氰酸酯还具有良好的机械性能和化学稳定性，可以用于制备弹性体、密封材料、涂料和胶粘剂等。

在工业中，封端异氰酸酯广泛应用于汽车制造、建筑、电子、航空航天等领域。

例如，在汽车制造中，封端异氰酸酯可以用于制备汽车涂层和密封材料，提供良好的耐候性和抗腐蚀性。

在建筑领域，封端异氰酸酯可以用于制备建筑密封材料和弹性体，具有优异的耐久性和抗水性。

在电子行业，封端异氰酸酯可以用于制备电子封装材料和粘接剂，具有良好的导热性和电绝缘性。

异氰酸酯封闭及其解封闭反应的研究熊万斌刘仁刘晓亚( 江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214036)摘要：考察了反应温度、溶剂、反应时间及不同封闭剂对异氰酸酯封闭反应的影响。

同时对封闭型异氰酸酯的解封闭行为进行了研究，并得到了具有较低解封温度的异氰酸酯封闭产物。

关键词：封闭型异氰酸酯；封闭；解封闭；苯酚0 引言封闭型异氰酸酯是指— NCO 基团被一种不能在较低温度下进行脱封反应的封闭剂封闭的化合物。

这种封闭反应在一定条件下是一可逆反应，在实际应用时主要分为 3 个方面：第一，封闭型异氰酸酯的预聚体，可作为主要成膜物之一，并可与其他成膜物交联；第二，把封闭型异氰酸酯基团引入到其他树脂中，直接作为成膜物，并可交联；第三，封闭型异氰酸酯作为成膜树脂的交联固化剂或其他助剂。

在最近的 20 年里，对封闭型异氰酸酯的使用急剧增加。

封闭型异氰酸酯在单组分涂料中得到广泛的应用，如用封闭异氰酸酯制成的电绝缘漆具有良好的电绝缘性、耐水性、耐溶剂性以及良好的机械性能；封闭型异氰酸酯还在粉末涂料中有重要的应用价值，一些新的封闭剂已经商品化并且开发了一些新的用途；封闭型异氰酸酯应用于粘合剂中可增加其稳定性与储存期，它主要应用于合成纤维织物与橡胶的粘接。

另外，封闭异氰酸酯还广泛应用于水性涂料中，包括水溶性涂料、水分散性涂料和水性固化剂等。

总之，封闭异氰酸酯的应用愈来愈广泛。

因此，研究反应温度、溶剂、反应时间等对封闭反应的影响以及不同封闭剂结构及催化剂含量对解封温度的影响都很有实际意义。

1 实验部分1 ． 1 原材料环己酮，丁酮，二甲苯，乙二醇丁醚，异辛醇及苯酚，均为分析纯，中国医药集团上海化学试剂公司；甲苯二异氰酸酯 (TDI) 、二月桂酸二丁基锡，工业级，无锡惠利树脂厂；对氯苯酚，工业级，海门市宝龙化工有限公司。

1 ．2 封闭反应在 250 mL 四口烧瓶中加入 TDI 和溶剂，在 45 ℃下滴人封闭剂， NCO ／ OH 为 1 ： 1 ． 1 ， 2 h 滴完，恒温 0 ． 5 h 后缓慢升温至一定温度下反应，直至红外检测发现异氰酸根消失，结束反应。

封端异氰酸酯原理封端异氰酸酯是一种重要的有机合成中间体，常用于制备聚氨酯等高分子材料。

它的合成原理是通过脱水缩合反应将异氰酸酯与醇类反应生成酯键。

我们需要了解异氰酸酯的结构和性质。

异氰酸酯是一类含有异氰基的有机化合物，常见的有苯基异氰酸酯、甲基异氰酸酯等。

异氰酸酯分子中的氰基（-N=C=O）具有高度电负性，使得异氰酸酯具有较高的反应活性。

接下来，我们来了解一下醇类化合物。

醇类是一类含有羟基（-OH）的有机化合物，常见的有甲醇、乙醇等。

醇类分子中的羟基具有强碱性，可以与异氰酸酯中的氰基发生缩合反应。

在封端异氰酸酯的合成过程中，通常选择一种特定的醇类和异氰酸酯进行反应。

反应条件一般是在室温下进行，无需加热。

首先将异氰酸酯和醇类按一定的摩尔比例混合，然后搅拌一定时间，使两者充分反应。

反应过程中，氰基与羟基发生缩合反应，生成酯键，同时释放出一分子水。

封端异氰酸酯的合成反应如下所示：R-N=C=O + HO-R' → R-NH-CO-O-R' + H2O其中，R和R'代表有机基团，可以是脂肪基、芳香基等。

封端异氰酸酯的合成反应是一个比较简单的有机合成反应，但具有重要的应用价值。

通过选择不同的异氰酸酯和醇类，可以合成出具有多种不同结构和性质的聚氨酯材料。

聚氨酯具有良好的物理性质和化学稳定性，广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

封端异氰酸酯的合成原理以及其在聚氨酯合成中的应用，为有机合成化学领域的研究提供了重要的理论基础和实践指导。

通过深入研究封端异氰酸酯的合成机理和反应条件的优化，可以进一步提高合成效率和产物质量，推动聚氨酯等高分子材料的发展。

聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液以聚醚三元醇和甲苯二异氰酸酯（TDI）为基本原料，异丙醇为稀释剂，亚硫酸氢钠为封端剂制得水性聚氨酯。

分析并讨论预聚温度和时间、R值、封端剂用量、封端温度及时间等因素对水性聚氨酯性能的影响。

标签：多元醇；封端；水性聚氨酯乳液（WPU）WPU在纺织品染色、印花、后整理，无纺布涂层整理、防水透湿等方面应用广泛。

WPU不但保留了传统溶剂型聚氨酯的优良性能，还具有无毒、不燃、不污染环境及节约能源等优点[1]。

在纺织和印染助剂方面，经常用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等，可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。

本文采用聚醚三元醇与TDI合成封端型WPU交联剂，合成方法简单，成本低廉。

探讨了各因素对WPU性能的影响。

1 实验部分1.1 原料及仪器甲苯二异氰酸酯（TDI），工业级，陕西天欣海绵制品有限公司；聚醚330，分析纯，杭州久灵化工有限公司；异丙醇、盐酸，化学纯，陕西华星实验科技有限公司；亚硫酸氢钠，化学纯，天津市福晨化学试剂厂；二正丁胺，化学纯，天津市红岩化学试剂厂；溴甲酚绿、甲基红，分析纯，陕西华星实验科技有限公司。

精密增力电动搅拌器，JJ-1，上海帅登有限公司；条纹型电热套，MH-500，北京科伟有限公司；红外光谱仪，5700，日本株式会社；及一般实验室设备。

1.2 封端型水性聚氨酯的制备在装有温度计和真空塞的三口烧瓶中投入称量好的聚醚330，在真空条件，温度120～140℃脱水2 h。

将脱水后的聚醚330自然冷却到60℃左右，将计量好的TDI滴加入三口烧瓶中，缓慢升温至70℃，保温预聚2 h。

反应结束后用冰水降温至0～5℃，加入计量的溶剂异丙醇、封端剂NaHSO3并不断搅拌反应40 min。

最后加水强力搅拌乳化1 h，得到封端型水性聚氨酯。

1.3 性能测试（1）-NCO基含量准确称取2 g左右预聚体置于锥形瓶内，加入10 mL无水甲苯溶解样品（难溶时稍稍加热），然后加入10 mL、1 mol/L的甲苯-二正丁胺溶液，充分震荡后静置20 min，以溴甲酚绿作为指示剂，用0.5 mol/L的盐酸标定，溶液由蓝色变为黄绿色视为终点。

聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究王文清(武汉工业学院化学与环境工程系,湖北武汉430023)摘　要:以聚醚二元醇和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI )为原料合成预聚体,分别以丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作为封闭剂,制备了二苯甲烷二异氰酸酯固化剂。

用于阴极电泳涂料,以降低固化温度。

利用化学滴定、红外光谱和热重分析(T G )等分析手段对预聚体和异氰酸酯固化剂进行了表征和分析。

实验结果表明解封反应时间及解封温度与封闭剂种类有关,甲乙酮肟封闭的异氰酸酯固化剂的解封温度最低,为130℃,解封时间为20min 。

关键词:聚醚二元醇;MDI ;预聚体;封闭剂;甲乙酮肟中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:036726358(2008)072412203St udy on t he Blocking of Polyet herglycols and IsocyanateWAN G Wen 2qing(Depart ment of Chemical and Envi ronmental Engineering ,W uhan Pol ytechnic Universit y ,H ubei W uhan 430023,China )Abstract :Prepolymers were synt hesized f rom polyet her diol and MDI.Acetone oxime ,met hyl et hyl ketoxime ,dimet hylglyoxime and nit romet hane were used as blocking agent to prepare MDI curing agent s ,which can be used for cat hodic elect rop horetic coatings to reduce curing temperat ure.The st ruct ures of p repolymers and isocyanate curing agent s were characterized by chem 2tit rimet ry ,IR spect roscopy and T G.The result s showed t hat t he deblocking time and deblocking temperat ure depeaded on t he blocking agent.Deblocking temperat ure of MDI curing agent wit h met hyl et hyl ketoxime as blocking agent was t he lowest.It deblocked at 130℃after 20min.K ey w ords :polyet herglycols ;MDI ;prepolymers ;blocking agent ;met hyl et hyl ketoxime收稿日期:2007210223;修回日期:2007211212作者简介:王文清(1973～),女,硕士,讲师,主要从事阴极电泳涂料研究。