大豆油基多元醇改性聚氨酯热稳定性及阻燃性能研究

将大豆油基多元醇以不同的比例添加到石油基多元醇中,得到热稳定性更高和阻燃效果更好的生物基聚氨酯泡沫(PUF)。采用锥形量热法、扫描电子显微镜、热重分析法和烟密度测试箱研究了不同比例大豆油基多元醇对PUF阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:在辐射强度为25kW/m^(2)、35kW/m^(2)和50kW/m^(2)条件下,PUF-S3均具有最好的阻燃效果;添加大豆油基多元醇后样品均表现出两阶段热解,同时PUF-S3热失重5%时的温度比PUF-0高16.49℃;添加大豆油基多元醇样品的最大烟密度均小于PUF-0。在石油基多元醇中添加大豆油基多元醇制备的PUF具有优良的阻燃和抑烟效果,大豆油基多元醇最佳添加量为15%(质量分数)。

植物油基多元醇水性聚氨酯的制备及防污性能

传统的高分子防污材料多来源于不可再生、不环保的石化资源,可再生、来源广、价格低廉的植物油基水性聚氨酯的研究多但开发难度相对高,未能广泛应用,因此开发具有高附加值的植物油基材料具有重要的现实意义。文中通过探索不同相对分子质量聚乙二醇单甲醚(MPEG)开环环氧大豆油的反应条件,在植物油脂肪酸侧链上偶联上不同链长的聚乙二醇(PEG)防污基团,通过红外光谱、凝胶渗透色谱及核磁共振谱等表征MPEG的开环效率及产物结构,确定了MPEG开环环氧大豆油的最优开环条件,其羟基与环氧基团摩尔比为1.5:1,滴完ESO继续反应15 min,所得植物油基防污多元醇羟值范围在77.17~120.20 mg KOH/g。然后将其引入聚氨酯结构中,较简单地制备了系列防污植物油基水性聚氨酯乳液。结果表明,该涂层对革兰氏阳性菌和阴性菌以及极易形成生物膜的细菌等均具有良好的防污性能,对生物质资源的高附加值利用具有重要意义。

植物油基多元醇的合成研究

该文以环氧大豆油(ESBO)和甲醇为原料,在SO42-/ZrO2固体酸催化作用下,通过开环加成反应制备了植物油多元醇(Polyol)。借助红外、核磁共振、热分析等技术对产物结构和性质进行了分析,考察了原料配比、反应温度、反应时间和催化剂用量对ESBO转化率和多元醇合成的影响。结果表明:在反应原料配比n(甲醇)∶n(ESBO)=50∶1,反应温度373 K,反应时间2 h条件下,环氧大豆油转化率为96.8%,羟基值为198.3 mg KOH/g。

植物油多元醇的制备及其在聚氨酯硬泡中的应用

采用环氧大豆油和硬泡聚醚多元醇为原料合成了植物油多元醇。考察了反应温度、催化剂用量以及时间对植物油多元醇的影响。结果表明，较佳反应条件是在240℃反应3～4h、钛酸酯催化剂用量为0．01％，合成的植物油多元醇黏度（25℃）约为2350mPa·s。将此植物油多元醇替代25％的聚醚4110，与异氰酸酯PM-200混合发泡，得到的聚氨酯硬泡性能达到建筑保温行业标准CJ／T3002--92的要求。

大豆油多元醇的制备及其在聚氨酯硬泡中的应用

通过实验制备出大豆油多元醇Soy-450，并应用于聚氨酯硬泡中，通过改变Soy-450的替代用量来研究其对硬泡性能的影响。随着Soy-450替代量的增加，发泡性能和尺寸稳定性有所下降，密度增大；当替代量为10～50份时，具有更高的垂直压缩强度；与石油基硬泡相比，大豆油基硬泡具有更好的热稳定性。

大豆油基多元醇改性聚氨酯弹性体的研究

以环氧大豆油和甲醇为原料,自制的固体酸(SO42-/ZrO2-SiO2)为催化剂,制备出大豆油基多元醇Soy-190,将其与石油基聚醚多元醇按照不同比例混合后与异氰酸酯MDI反应制得聚氨酯弹性体。通过红外光谱、机械性能测试、热重、DMA、DSC等方法对Soy-190结构和弹性体性能进行表征。结果表明,Soy-190与普通聚醚多元醇在反应活性和稳定性方面具有很好的一致性;随着Soy-190添加量的增大,聚氨酯弹性体的硬度、冲击弹性、拉伸强度、撕裂强度、热稳定性及耐水性均呈现提高趋势,而其断裂伸长率则逐渐降低。

固体酸SO_4^(2-)/ZrO_2催化合成大豆油基多元醇

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备SO42-/ZrO2固体酸催化剂,将其应用于环氧大豆油和甲醇的开环加成反应,系统考察了沉淀pH、H2SO4浸渍液浓度、焙烧温度对SO42-/ZrO2固体酸催化剂催化活性的影响。采用XRD、NH3-TPD、氮吸附等方法对SO42-/ZrO2催化剂的结构和表面酸性进行了表征。结果表明:催化剂的表面强酸位是促进开环加成反应得到大豆油基多元醇的催化活性中心。当沉淀pH为9,H2SO4浸渍液浓度为2 mol/L,焙烧温度为550℃时,催化剂表面具有更多的强酸中心,催化活性最高,110℃反应2 h后,环氧大豆油中环氧基团转化率大于98%,大豆油基多元醇的羟值(KOH)达到203.7 mg/g,且产物易与催化剂分离,简化了后处理过程。

以大豆油多元醇制备的硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

用大豆油多元醇替代石化聚醚多元醇制备出了硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF),考察了石化聚醚多元醇和大豆油多元醇的比例以及RPUF密度对RPUF性能的影响。结果表明,随着大豆油多元醇用量的增加,RPUF的冲击强度和压缩模量减小,压缩屈服点逐渐消失,玻璃化转变温度升高;但随着大豆油基RPUF密度的增加,其冲击强度、压缩模量和储能模量都得到了提高,压缩模量最高可达56.44MPa。

植物油与杂醇合成硬质聚氨酯泡沫用的聚醚多元醇

以植物环氧大豆油(ESBO)、玉米芯生产木糖醇所产生的副产物杂醇和甘油作为复合型起始剂,KOH为催化剂,加聚环氧丙烷(PO),合成了硬质聚氨酯(PU)泡沫用的聚醚多元醇(PPG);考察了聚合温度、水含量、KOH用量、ESBO用量、杂醇用量、甘油用量和PO用量对PPG性能及PU泡沫性能的影响。PPG的最佳合成条件为:聚合温度115℃,加入PO前反应体系中w(水)=0.17%;加入PO后,w(KOH)=0.3%,w(ESBO)=21.9%,w(杂醇)=18.2%,w(甘油)=4.5%,w(PO)=55.0%。在上述实验条件下合成的PPG的羟值为(420±20)mg/g,官能度不小于4.4,数均相对分子质量为560～620,能满足PPG应用市场的要求。

响应面法优化磷钨酸介孔分子筛催化制备大豆油基多元醇

采用响应面法对磷钨酸介孔分子筛催化环氧大豆油制备大豆油基多元醇进行了优化研究。结果表明:以甲醇作为开环反应试剂,磷钨酸介孔分子筛可较好地催化环氧大豆油开环制备大豆油基多元醇;通过Box-Behnken设计,利用Design-expert 8.0软件进行二次回归分析,确定大豆油基多元醇最佳制备条件为反应时间3 h、磷钨酸介孔分子筛用量为环氧大豆油质量的3%、甲醇与环氧大豆油摩尔比13∶1、反应温度75℃,在此条件下大豆油基多元醇的转化率为77.25%。

绿色工业新亮点:大豆制备聚氨酯

介绍了国外大豆制备聚氨酯产品的开发、应用情况。重点分析了陶氏化学公司Renuva产品的合成工艺、产品性能和用途,以及大豆油基多元醇产业发展存在的挑战;同时叙述了卡吉尔公司BiOH牌大豆油基多元醇的生产应用情况;最后介绍了其他公司大豆制备多元醇的开发情况。

环氧大豆油催化醇解制备多元醇

以环氧大豆油(ESBO)和甲醇为原料,以丙酮为溶剂,通过开环加成反应合成植物油多元醇。考察了不同类型的催化剂对ESBO转化率和多元醇生成的影响,其中具有B酸中心的HZSM-5催化剂具有优良的催化性能。以HZSM-5催化剂为基础考察了反应时间、反应温度及酸、碱性催化剂对ESBO转化率的影响。采用红外光谱、核磁共振和热分析技术对产物结构和性质进行了分析。在反应温度140℃,反应时间16 h条件下,ESBO转化率可达92.4%,产物多元醇的羟基值(KOH)为177.4 mg/g。

木材用大豆油基异氰酸酯胶黏剂的制备与表征

以大豆油为原料制备多元醇,代替传统的聚醚多元醇,合成木材用单组分室温湿固化型植物油基异氰酸酯胶黏剂。使用FTIR、TG和DTG对胶黏剂的结构和热稳定进行分析,讨论大豆油基多元醇的羟值、用量和NCO/OH比例对胶黏剂贮存期、胶接强度和热稳定性等性能的影响。结果表明:当羟值为69mgKOH·g-1、SOP/PEG摩尔比为20%、R=7、固含量为80%时,制备的异氰酸酯胶黏剂最终CPS达到21.06MPa,贮存期大于3个月,湿循环CPS达到12.04MPa,比PEG/PAPI体系提高26.01%,热稳定也有显著提高。

大豆油基聚氨酯泡沫塑料的制备

以大豆油为原料,经环氧化反应、开环反应制备了大豆油基多元醇,并由此大豆油基多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI27)反应制备了大豆油基聚氨酯泡沫塑料。制备环氧大豆油阶段,采用改进的过氧甲酸原位生成法,在优化条件下制备出环氧值为6.7的环氧大豆油;制备多元醇阶段,以甲醇与水的混合溶液为开环试剂,在氟硼酸催化作用下进行开环反应,制得羟值为409mgKOH/g的大豆油多元醇;由此多元醇合成了大豆油基聚氨酯泡沫塑料,并对此大豆油基聚氨酯泡沫塑料与聚醚型聚氨酯泡沫塑料进行了热重对比分析。实验结果表明:前者在热稳定性方面优于后者,显示出大豆油基多元醇在聚氨酯行业中广阔的应用前景。

多元醇对热处理大豆分离蛋白喷雾干燥的影响

研究添加丙三醇、木糖醇和甘露醇不同相对分子质量的多元醇对热处理大豆分离蛋白喷雾干燥的影响。结果表明:加入多元醇会提高热处理大豆分离蛋白喷雾干燥样品的溶解性,且溶解性随多元醇相对分子质量增大而增加,以加入甘露醇的样品最为显著,相比热处理对照提高了25.12%;加入多元醇以后喷雾干燥样品可溶性部分能更大程度地维持其三级结构,且表面疏水性均比喷雾干燥前低;加入多元醇后其乳化性及凝胶性能都得到提高。

HZSM-5分子筛催化环氧大豆油合成多元醇的研究

以环氧大豆油(ESBO)和甲醇为原料,通过开环加成反应合成大豆油多元醇。采用红外光谱和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征,考察了不同类型的催化剂对ESBO转化率和多元醇生成的影响。结果表明,具有Bronsted酸中心的HZSM-5催化剂对该反应具有优良的催化性能。以HZSM-5为催化剂,在反应温度为140℃、反应时间16 h条件下,环氧大豆油转化率可达92.4%,产物多元醇的羟基值为177.4 mgKOH/g。

高羟值大豆油多元醇的合成与表征

以环氧大豆油(ESO)、异丙醇为主要原料合成了高羟值大豆油多元醇。讨论了水和催化剂用量等因素对合成反应的影响,并对反应产物进行了红外(IR)及核磁共振氢谱(1H-NMR)分析。结果表明,水的用量为50 g、催化剂的质量分数为0.75%时,大豆油多元醇的羟值相对较高,达到266.3 mgKOH/g,粘度为33500 mPa.s;同时推测了产物的基本结构。

改性大豆油多元醇聚氨酯固色剂的合成与应用

以大豆油多元醇(自制)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,亚硫酸氢钠为封端剂,采用丙酮法合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)微乳液.通过FT-IR、粘度、粒径、稳定性等测试手段研究了R值及DMPA的量对水性聚氨酯性能的影响,得出最佳合成工艺为:n(—NCO)/n(—OH)=1.2,DMPA用量为5%(对预聚体质量).将合成的水性聚氨酯乳液用作活性染料固色剂,探讨了影响固色效果的因素,得出:水性聚氨酯固色剂的最佳用量为60 g/L,最佳焙烘温度为140℃.在最佳工艺下,可使深浓色织物的湿摩擦色牢度提高1.5级,达到4级.

不同分子量的大豆油基多元醇的制备及其在聚氨酯泡沫塑料制备中的应用

通过热聚合法制备了3种不同分子量、羟值和分子结构的大豆油多元醇(Polyols1,Polyols2和Polyols3)。将它们与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI27)反应制备了3种聚氨酯泡沫塑料(PU1,PU2和PU3)。通过压缩试验、拉伸试验和动态热机械分析(DMA)研究了3种聚氨酯泡沫的机械性能。测试结果表明,由高分子量和具有网状结构的多元醇(Polyols3)制备的聚氨酯泡沫(PU3)具有较高的压缩强度,拉伸强度和玻璃化转变温度。

废弃大豆油环氧改性制备多元醇及其表征分析

传统大豆油多元醇的合成具有反应温度高、时间久、需要添加溶剂等缺点。为了使其合成方法简单易行、节能环保,对传统多元醇合成方法进行了优化改进。以废弃大豆油(SBO)自制的环氧大豆油(ESO)为主体,以异丙醇、正丁醇、正戊醇3种一元醇为原料,四氟硼酸(HBF4)为催化剂,在室温下,不添加水和其他溶剂,通过开环反应快速生成3种羟值不同的环氧大豆油多元醇低聚物。利用傅里叶红外光谱、差示扫描量热法、热重分析法、核磁共振氢谱等对聚合产物进行表征,并对产物结构和性质进行分析。结果表明,无需添加溶剂,室温下环氧大豆油开环聚合,反应时间不超过1 min,产物羟值达406 mg/(KOH) g,环氧大豆油转化率达95. 5%。