废聚氨酯制油漆用树脂
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毕设题目：废聚氨酯降解物为原料制备涂料用树脂一, 实验目的1,充分利用废聚氨酯，变宝为废2,利用正交法，以表干时间为性能指标，废聚氨酯为主要原料，通过松香和马来酸酐及植物油的改性，合成树脂3,利用正交法法及适当溶剂溶解该树脂，以表干时间为性能指标，再用粉体填料配制该树脂漆4，通过拉力机，测定涂在帆布上该树脂漆的附着力。
二，实验原理1，由于马来酐中含有双键和羧基2种官能团，化学性质活泼，可以与共轭双键或含有活泼氢的高分子化合物加成反应。
因此，马来酐与植物油中的部分共轭双键进行加成反应，不但增加了交联的因素，而且生成的树脂共轭双建含量较低，影响氧化干燥的速度。
因此先让马来酐与松香加成反应，既降低了松香中双键的含量和马来酐的反应活性，又避免了马来酐和植物油中双键的反应，降低了该树脂的双键含量而影响其干性。
马来酐和松香的反应是马来酐的双键和松香中的左旋海松酸的共轭双键的加成反应（该反应在150度左右反应半小时）。
H 2CH 2H 2C CH H 2C H 2C H 2CH H 3CCOOH CH CH 33H 2CH 2C C H 2C CH 2H 2C H 2CC H C CH H 3CCOOH CH CH 3CH 3OO O将废聚氨酯的降解物加入到冷却之后的马来酐、松香的体系中反应，在搅拌下缓慢逐步升温，若加热速度过快可能导致分子内脱水，影响反应程度，降低分子量，同时每隔半小时测一次体系的酸值，以此为性能指标，来检测反应的程度。
由于此反应时可逆反应，产物中产生的小分子物质（如水），会使反应程度降低，影响反应程度，所以在反应后续步骤时要在高温、减压的情况下进行减压蒸馏，分离出水，来提高反应的程度。
但同时要考虑到高分子链在高温下会发生分子链的断裂，生成聚合度较小的分子链，影响树脂的硬度等各方面的性能，所以酯化时反应的最高温度控制在240℃以下，避免发生分子链的断裂。
O O O +2，由于本实验合成的树脂中含有大量的酯键，根据该树脂的理论溶度参数值，再选择适当的溶剂，溶剂的溶度参数应该和树脂的溶度参数相近，极性相似性，一是为了提高该树脂的溶解性，同时为了获得较好的漆膜，还要考虑到溶剂的挥发度是多少，本实验选择了甲苯，二氯甲烷，丙酮，乙酸乙酯为混合溶剂。
为了改善树脂的硬度及附着力，对该树脂做适当的调整，再加入C9树脂，聚苯乙烯及松香。
将溶解好的体系，涂抹在玻璃板上，观察其颜色，表面的光整度等，以表干时间为此步的性能指标。
3，粉体填料的添加a ，氧化锌(ZnO)能和微量的游离酸反应作用生成锌皂，使涂料变稠，还具有优异的防霉性，以及具有好的着色力、遮盖力；还会与涂料的羧酸根离子形成配位化合物，从而能降低涂料中的水的敏感度，因此氧化锌可以提高涂膜的耐候性和抗粉体性能力。
b, 滑石粉：提高涂层的耐磨性，粘结性，还能使涂料具有良好的贮存稳定性，可以赋予涂料优异的流平性，可刷性，平整度，及保光性。
C, 铁红：在涂料中起颜料作用，使漆膜有均匀的红色，美观。
为了使涂料有良好的色泽，更为稳定，提高耐候性，具有好的着色力及遮盖力，粉体填料为：铁红、滑石粉、氧化锌，将粉体填料加入到上述的体系中（用溶剂溶解的树脂），搅拌，涂膜，观察其颜色，表面的光整度等，以表干时间为此步的性能指标。
4，体系的净羟值的分析测定因为本实验是通过松香，马来酸酐和植物油改性废聚氨酯降解物，所以必须在实验前（酯化），测定降解物的净羟值，而净羟值等于废聚氨酯降解物中酸值与羟值之和。
⑴酸值的测定a ,对于含多元醇的原料，因为多元醇原料的酸碱性会影响异氰酸根与之反应，所以一般需要测定其酸值。
b, 酸值的定义每克样品中酸性成份消耗氢氧化钠的质量（mg）。
c, 本实验是将样品溶解在甲苯—乙醇（按体积比2:1配制）混合溶液中，充分溶解后，加入3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的标准氢氧化钠溶液标定，滴到出现桃红色15S内不褪色为终点，并做空白试验。
Av=40C(Vs-Vo)/m其中，Av为样品的酸值（mgNaOH/g）, Vs,Vo分别为滴定样品和空白滴定所消耗的碱液体积（ml）,C为氢氧化钠标准溶液浓度（mol/L），m为称取样品的质量（g）,40为氢氧化钠的摩尔质量（g/mol）。
⑵羟值的测定a, 羟值的定义1g样品中羟基被酰化所耗用的酸，若用氢氧化钠中和，所需氢氧化钠的质量（mg），其单位为：mgNaOH/g。
b, 羟值的测定所用方法是：醋酸酐—吡啶法（酰化剂）准称1g样品至于磨口锥形瓶中，以移液管加入10.00ml酰化剂（醋酸酐与吡啶法以质量比12/88混合），用100℃水浴加热回流两小时，冷却后加入25ml甲苯，以少量蒸馏水冲洗冷凝管，冲洗液入瓶，加5滴酚酞指示剂，用0.5mol/L的标准氢氧化钠滴定至终点，另做空白实验。
C, 样品中羟值与酸酐定量的进行酰化反应，生成酯和酸，过量的酸酐水解成酸，用已知浓度标准碱液滴定酸。
同量酰化剂，不加样品，其它条件与样品滴定相同，做空白实验，前两者所耗用的碱液的体积差就是样品羟值所相当于耗用的碱液体积。
d, 醋酸酐酰化的分析原理如下+(CH3CO)2O CH3COOR+CH3COOHR HO2(CH3CO)2O+H2O CH3COOHCH3COOH+NaOH CHCOONa+H2Oe, 通过下面公式计算羟值QvQv=40C(Vo-Vs)/m其中Vo，Vs分别为空白实验及样品测定所耗用碱液的体积(ml)，C 为碱液的浓度(mol/L)，m为样品的取样量(g)，40氢氧化钠为摩尔质量(g/mol)。
三，实验仪器与试剂实验仪器：1000ml四颈瓶，500ml四颈瓶,电动搅动机，10ml量筒，50ml量筒,胶头滴管，球型冷凝管，干燥管，分水器，直型冷凝管，牛角管，锥形瓶，减压泵，小烧杯，克式蒸馏头，200℃及300℃量程的温度计，玻璃板，研钵及杵，剪切拉力机，电子分析天枰，台秤，50.00ml碱式滴定管，1000ml容量瓶，水浴锅,加热套，玻璃棒等。
实验试剂：酚酞试剂，0.2456mol/L的标准邻苯二甲酸氢钾溶液，0.09519mol/L及0.5mol/L的标准氢氧化钠溶液，马来酸酐，松香，植物油，废聚氨酯降解物，甲苯，乙醇，醋酸酐，吡啶，乙酸乙酯，丙酮，二氯甲烷，C9树脂，泡沫（聚苯乙烯），铁红，氧化锌，滑石粉，二甲基硅油等。
四，实验步骤1 ，废聚氨酯弹性体降解物的脱水将985g废聚氨酯降解物加入到1000ml的四颈瓶中，安置好200℃的温度计，球型冷凝管及分水器，在适当的转速下搅拌，从室温下开始逐步升温，当温度为126℃时，分水器上层开始浑浊，加热的温度最高控制在142℃，当脱水三小时后，温度稳定在140℃,基本上无水蒸出，分水器上层油状液体略呈淡黄色，将每次从分水器分离出来的水在电子分析天平上称重，之后算出分出总的水的质量，记录其数值。
将脱完水的黑体转移到干燥，干净的瓶中，为接下来的酯化做准备。
2，标定0.1mol和0.5mol标准溶液①配制1% 的酚酞指示剂准称1.0094g酚酞粉末，将其倒入小烧杯中，用95% 的乙醇溶液将其溶解，然后转移到100ml的容量瓶中，用95% 的乙醇溶液将小烧杯多次少量洗涤，洗涤液也倒入容量瓶中，然后加入95% 的乙醇溶液定容，保存，待用。
②配制0.25mol邻苯二甲酸氢钾(KHP)标准溶液准称 12.5413g邻苯二甲酸氢钾，将其加入于烧杯中，加适量的蒸馏水将其溶解，然后转移到250ml的容量瓶中（要多次且少量用蒸馏水润洗烧杯，并润洗液倒入容量瓶中），然后加入蒸馏水将其定容，待用。
③0.1mol的氢氧化钠标准溶液的标定准称4.0541g氢氧化钠，将其加入于烧杯中，加适量的蒸馏水将其溶解，之后转移到1000ml的容量瓶中（要多次且少量用蒸馏水润洗烧杯，并润洗液倒入容量瓶中），然后加蒸馏水将其定容，待测。
在碱式滴定管中装入刚刚配制的氢氧化钠溶液，凹平面与碱式滴定管的0.00ml刻度平齐。
再取5.00ml的邻苯二甲酸氢钾于锥形瓶中，加入3滴酚酞指示剂，再用碱液滴定，滴到锥形瓶中出现粉红色为止，平行做六次实验，计算氢氧化钠溶液浓度其相对平均偏差，待用。
④0.5mol的氢氧化钠标准溶液的标定准称20.0535 g 氢氧化钠，将其加入于烧杯中，加适量的蒸馏水将其溶解，之后转移到1000ml 的容量瓶中（要多次且少量用蒸馏水润洗烧杯，并润洗液倒入容量瓶中），然后加蒸馏水将其定容，待测。
在碱式滴定管中装入刚刚配制的氢氧化钠溶液，凹平面与碱式滴定管的0.00ml 刻度平齐。
再取5.00ml 的邻苯二甲酸氢钾于锥形瓶中，加入3滴酚酞指示剂，再用碱液滴定，滴到锥形瓶中出现粉红色为止，平行做五次实验，计算氢氧化钠溶液浓度其相对平均偏差，待用。
+OOH O ---+H 2O OH -3，废聚氨酯的羟值与酸值的测定及其净羟值的计算① 羟值的测定准称1.1344g ，0.9620g,0.9668g,1.0116g 样品分别置于4个磨口锥形瓶中，并依次标号，以移液管分别加入10.00ml 酰化剂，从室温缓慢加热至100℃，控制水浴锅温度在100℃，再在水浴加热回流两小时，冷却后分别加入25ml 甲苯，以少量蒸馏水冲洗冷凝管，冲洗液入瓶，分别加5滴酚酞指示剂，用0.4714mol/L 的标准氢氧化钠滴定至终点，平行做四次实验，另做空白实验，记录好数据，算出羟值。
② 酸值的测定准称4.0627g,4.0164g,4.0289g样品分别置于3个锥形瓶中，并依次标号，以移液管分别加入25.00ml甲苯—乙醇溶液，充分摇动使样品溶解，再加入3滴酚酞指示剂，用0.09519mol/L标准氢氧化钠滴定至终点，滴至出现桃红色15s内不退色，并做空白实验，记录好数据，算出酸值。
③净羟值的计算废聚氨酯降解物的净羟值等于实际测定的羟值与实际测定的酸值之和。
记录好数据，为下一步所加的酸及酸酐的总量做准备。
4，按正交实验的方法，做三水平四因素实验，，共9次实验，四因素为：马来酸酐、松香、植物油、废聚氨酯降解物。
每次实验前都是先把松香和马来酐加入到500ml的四颈瓶中，安装好300℃温度计、电动搅拌器及球形冷凝管，先从室温缓慢加热至熔融，加热到150度左右反应半个小时，之后冷却到室温，依次加黑体、植物油，再安装好分水器，搅拌，缓慢加热使混合体系反应，每次实验的最高温度应控制在240℃以下，避免在高温下分子链的断裂，降低聚合度，每隔半小时测一次体系的酸值，直到体系的酸值没有什么变化时，在酸值—时间图上表现为水平线（Av—t图），为提高体系的反应程度，提高聚合度，到反应后期时，应将体系在室温下冷却到100度左右时，改为减压蒸馏反应，然后逐步缓慢加热，温度最高控制在240℃以下，将体系的水蒸馏出体系。
