植物油多元醇的制備及其改性異氰酸酯膠粘劑的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，化工產品的用量越來越大，其原料主要來自于化石資源。由于化石資源的儲量有限，且利用過程中可能會帶來環(huán)境污染，所以人類擺脫完全依靠化石資源，充分利用綠色、可再生資源是未來化學工業(yè)發(fā)展的趨勢。
　　植物油是一種綠色、可再生資源。將植物油環(huán)氧-羥基化，可制得植物油基多元醇，可以替代聚酯或聚醚多元醇等石油化工產品。聚氨酯是一類應用十分廣泛的化工產品，它的主要原料之一就是多元醇，植物油在聚氨酯行業(yè)中應用及研究早已開展，但僅限于

2、蓖麻油和聚氨酯泡沫方面。本文的主要內容是以大豆油(SOB)為例，通過環(huán)氧-羥基化制得大豆油基多元醇(SOP)，并將其應用于木材用單組份濕固化型異氰酸酯膠粘劑。
　　論文首先對環(huán)氧大豆油(ESO)的制備進行了研究。通過一系列對比實驗，探討雙氧水、甲酸用量以及攪拌速度對雙鍵反應轉化率的影響。論文可以制得產物的環(huán)氧值e達到6.4，雙鍵轉化率高達88.89％。通過紅外譜圖分析，新產生的環(huán)氧基團的確是由C=C基團參與反應轉化而來的，其他峰位

3、沒有變化，說明反應生成物在保留大豆油基本結構下，引入了新的環(huán)氧基團。
　　探討了SOP的制備中，甲醇和異丙醇用量對環(huán)氧基團反應轉化率的影響，論文可以制得產物的羥值達到198.8mgKOH/g，環(huán)氧鍵轉化率高達94.8％。通過紅外圖譜分析，新產生的羥基是由環(huán)氧基團轉化而來的，其他峰位沒有變化，說明反應生成物在保留環(huán)氧大豆油基本結構下，引入了新的羥基基團。
　　將合成的SOP與多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI）按SOP/PAP

4、I體系反應制備異氰酸酯膠粘劑。與常規(guī)的異氰酸酯膠粘劑一樣，在該體系中大豆油基多元醇的羥值和R值（投料時-NCO與-OH的摩爾比，異氰酸酯指數）對膠粘劑的貯存期、強度和熱穩(wěn)定性都有一定的影響，但相比于PEG-400/PAPI體系，貯存期和強度均不理想。
　　對SOP/PEG-400/PAPI體系的異氰酸酯膠粘劑進行研究，考察不同的SOP用量對膠粘劑貯存期和強度的影響。SOP用量增加，對膠粘劑強度有負面的影響;而當用量在20％（羥基摩

5、爾比）以內時，對貯存期影響作用不大;在熱穩(wěn)定性方面，5％失重率的溫度有很大提高，熱分解階段減少一個，熱穩(wěn)定性明顯提高。
　　接著考察不同SOP羥值對SOP/PEG-400/PAPI體系的異氰酸酯膠粘劑性能的影響。在大豆油多元醇與PEG-400羥基比固定為20％時，隨著羥值的增加，引入SOP的質量相對減少，干、濕態(tài)強度都有所下降，但對貯存期沒有明顯影響，5％失重率的溫度有所下降，熱分解階段卻沒有變化。以SOP羥值為69 mgKOH/

6、g、SOP-OH/PEG-OH摩爾比為20％、R=7、固含量80％時，制備的異氰酸酯膠粘劑最終CPS達到21.06MPa，貯存期大于3個月，其中，濕循環(huán)CPS達到12.04MPa，比純PEG/PAPI體系提高26.01％，熱穩(wěn)定性能也有顯著提高。
　　從以上實驗發(fā)現(xiàn):在低羥值的情況下（一般在70～90mgKOH/g，官能度在1.16～1.76之間），使用SOP用量越多，干態(tài)強度略有降低，但濕強度和熱穩(wěn)定性方面也都有不錯的提高，貯存