Preparation and Properties of Tung Oil-Based Polyurethane

Tung oil-based polyols were synthesized by the esterification and transesterification between Tung oilbased anhydride and butanediol. The hydroxyl values of the polyols prepared were tested and discussed. Polyurethane was prepared by using Tung oil-based polyols and/or poly(propylene glycol) as polyols and by using isophorone diisocyanate as isocyanate. The effect of the ratio of Tung oil-based polyols to poly(propylene glycol) on the properties of polyurethane prepared was investigated by the water resistance, alcohol resistance and hardness tests. The results show that Tung oil-based polyols are effective to improve the hardness, water resistance and alcohol resistance of polyurethane.

桐油酸酐固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过阳离子交换的方法将蒙脱土进行有机化处理 ,使蒙脱土由亲水性变成亲油性且层间距扩大。采用浇模固化成型法制备环氧树脂 /桐油酸酐 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用 XRD、DMTA等手段研究有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为。研究发现 ,加入桐油酸酐固化剂后 ,粘土被剥离而得到剥离型的纳米复合材料 ,而且工艺条件的变化并不明显改变剥离的效果。

桐油酸酐酰亚胺环氧树脂耐热性研究

以桐油、双马来酰亚胺、马来酸酐及环氧树脂为基本原料,合成了具有较好耐热性的桐油酸酐酰亚胺环氧树脂。重点讨论了不同原料,如桐油、马来酐、双马来酰亚胺及环氧树脂的用量、固化反应温度及固化反应时间等因素对树脂耐热性的影响。当桐油、双马来酰亚胺、马来酐和环氧树脂的质量比为1∶0.25∶0.2∶0.4,150℃烘烤5h固化时,所得树脂具有较好的耐热性,温度指数(T20000)可达160.8℃。

桐油酸酐酰亚胺酚醛树脂耐热性研究

以桐油、马来酸酐、双马来酰亚胺及酚醛树脂为基本原料,合成了具有较好耐热性的桐油酸酐酰亚胺酚醛树脂。重点讨论了不同原料,如桐油、马来酸酐、双马来酰亚胺及酚醛树脂的用量、固化反应温度及固化反应时间等因素对树脂耐热性的影响。当桐油、双马来酰亚胺、马来酸酐和酚醛树脂的质量比为1∶0.2∶0.15∶0.25,170℃烘烤4h固化时,所得树脂具有较好的耐热性,温度指数(T20000)可达165.8℃。

桐马酸酐酯多元醇的合成研究

以桐油为原料，合成了桐酸甲酯和桐马甲酯（ 桐酸甲酯和马来酐的加成物）等中间产物，再用过量的小分子二元醇与桐马甲酯进行酯化反应，制备了桐马酸酐酯多元醇。重点讨论了不同反应条件对合成反应的影响，并对产物的红外光谱进行了解析。

树脂催化合成桐酸甲酯-马来酸酐加合物

桐油是我国重要的林产生物质资源,开发桐油下游产品,提高桐油经济附加值具有重要的意义。由桐油经酯交换合成了桐酸甲酯,采用树脂催化法在溶液中合成了桐酸甲酯-马来酸酐加合物(MEMAA),考察了不同催化树脂种类、树脂用量、反应时间、物料配比等因素对MEMAA收率的影响。结果表明:DT-851为桐酸甲酯与马来酸酐加成反应的适宜催化树脂,当桐酸甲酯用量为20 g时,桐酸甲酯与马来酸酐摩尔物料比为1∶1.3,催化树脂用量为4 g,反应介质甲苯用量为100 mL,回流反应10 h,所得MEMAA总收率为76.9%(以桐油计)。树脂催化溶液法合成MEMAA具有收率高、产物易分离纯化、反应条件温和、树脂可反复使用等特点。

桐油制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸基)-4-环己烯二酸

以桐油为原料制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸基)-4-环己烯二酸,分子式为C22H34O6(C22三元羧酸)。首先通过酯交换反应得到桐油酸甲酯,桐油酸甲酯与马来酸酐经过Diels-Alder反应制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸甲酯基)-4-环己烯二酸,再经过皂化、酸化和分离等过程得到C22三元羧酸。用FT-IR、MS及1H NMR对其结构进行表征。采用正交试验考察Diels-Alder反应的最佳反应条件为:桐油酸甲酯与马来酸酐投料比为1∶1.2,反应温度为160℃,反应时间为2 h。

桐酸合成桐马酸酐的工艺优化研究

运用均匀设计法研究桐酸与马来酸酐合成桐马酸酐的主要影响因素并优化工艺条件。结果表明:桐酸与马来酸酐合成桐马酸酐的最优工艺条件为原料摩尔比n(桐酸)∶n(马来酸酐)=1∶0.3、反应时间2.8 h、反应温度140℃,在最优工艺条件下合成的产物中游离酸酐含量为0.549%;各合成因素对游离酸酐含量的影响顺序为原料摩尔比>反应温度>反应时间。研究结果为以桐酸为原料的桐油下游产品开发奠定科学基础。

多胶粉云母带胶粘剂的结构与性能分析

本文对大型高压发电机主绝缘用F级粉云母带的粘合剂进行了研究,对其中几种典型的固化体系,如环氧树脂-桐油酸酐-双马来酰亚胺体系、环氧树脂-羧酸盐(苯甲酸铅)体系以及此二者的混合体系的介电性能、力学性能和耐热性能进行了分析,并对有关体系的固化反应作了探讨.研究结果认为体系中引入双马来酰亚胺可提高热变形温度、热态强度和介电性能,双马来酰亚胺在固化中主要是自聚而不是和环氧基共聚.环氧-羧酸盐体系虽然热变形温度和热态强度较高,但高温下介电性能差,耐热老化性能也不好.但如严格控制铅盐的用量,把上述两种体系结合起来还是值得重视的.

Ehe桐油酸酐及桐酸酸酐合成工艺优化研究

考察不同溶剂、物料比、反应时间、反应温度对酸值的影响,通过正交实验优化出两种酸酐合成的最佳工艺分别为:①桐油:顺丁稀二酸酐=20:5.5,反应时间90min,反应温度115℃,不加溶剂;②桐酸:顺丁稀二酸酐=10:2.6,反应时间90min,反应温度140℃,不加溶剂。用红外光谱比较两者的结构。用不同酸值的两种酸酐固化环氧树脂,测试胶化时间,结果为酸值越大,胶化时间越短;游离酸值越小,胶化时间越短。

桐油酸酐中酸值及游离酸含量的测定

研究了吡啶－水回流水解及游离酸萃取分离的方法，对桐油酸酐（ＴＯＡ）酸值和ＴＯＡ中未反应的游离酸含量进行测定，同时对ＴＯＡ产品指标的不同工艺条件和不同配比的影响进行了讨论，为ＴＯＡ的生产提供了质量控制方法。

桐油基聚氨酯的制备及性能研究

以桐油基酸酐和丁二醇为原料通过酯化及酯交换反应合成了桐油基多元醇,并进一步以制备的桐油基多元醇和/或聚丙二醇为羟基组分,与异佛尔酮二异氰酸酯反应制备了桐油基聚氨酯。考察了桐油基聚氨酯的耐水性、耐醇性和漆膜硬度,并讨论了桐油基多元醇和聚丙二醇比例对聚氨酯性能的影响。结果表明桐油基多元醇可提高漆膜硬度、耐水性及耐醇性。

顺丁烯二酸酐-桐油-松香甘油酯的合成及性能研究

为提高EG（松香甘油酯）的帆（重均相对分子质量）和柔韧性，以MAH（顺丁烯二酸酐）、TO（桐油）和松香为主要原料，合成了MAH—TO-松香的Diels—Aider加成物；然后用甘油对该加成物进行酯化改性，制得MR（MAH—TO—EG的Diels—Alder加成物）。考察了MAH、TO比例对MR的Mn及其分布、软化点、MR／亚麻油溶液的黏度和正庚烷容纳度等影响。结果表明：采用单因素试验法优选出制备MR的最佳工艺条件为n（MAH）：n（松香）=2：10、m（TO）：m（松香）=（1～2）：10；此时MR的综合性能相对较好，其帆和软化点较高，并且MR／亚麻油溶液的黏度和正庚烷容纳度也相对较大，完全满足胶粘剂、涂料的制备要求。

改性水性聚氨酯防腐蚀涂料的研制

为进一步提高水性聚氨酯涂料的综合性能,以桐油酸酐酯多元醇改性的聚氨酯乳液为成膜物质,选用新型环保防锈颜料及相关助剂,制备了具有优异耐化学品性及防腐蚀性能的改性水性聚氨酯防腐蚀涂料。采用红外光谱分析乳液的结构;根据相关标准测试了改性涂料及涂膜的性能,优选了涂料配方中pH值调节剂、防锈颜料及增稠剂的种类,研究了颜料体积浓度对涂料性能的影响,并优选最佳值。结果表明:桐油酸酐酯多元醇能有效改善水性聚氨酯涂膜的内交联结构,使其耐水性和耐酸碱性增强;改性涂料涂膜的综合性能较好,满足铁路货运车辆防护的使用要求。

高强度多胶粉云母带粘合剂的研制

在苯甲酸铅的作用下，将自制的改性剂引入环氧－双马来酰亚胺－ＴＯＡ体系中，获得了综合性能良好的高强度多胶粉云母带用粘合剂Ｉａ。该粘合剂不仅具有长的室温贮存期（大于四个月），而且其固化体系在维持优良的介电性能的同时，胶条的室温冲击强度为１３．６ｋＪ／ｍ~２，１５５℃的静态弯曲强度为１３．０ＭＰａ；用玻璃布增强的云母板材，室温冲击强度为８１．５ｋＪ／ｍ~２，室温或１５５℃的静态弯曲强度为２８３．４ＭＰａ或１２９．ＩＭＰａ。此外，在温度低于 ２００℃时，固化物的动态力学模量均大于 １００ＭＰａ。

云母带用环氧双马来酰亚胺体系粘合剂固化反应的研究

本文采用红外光谱及ＤＳＣ等手段，进一步研究了环氧－桐油酸酐－双马来酰亚胺体系的固化反应中双来酰亚胺的作用，认为双马来酰亚胺并未与环氧共聚，而主要是自聚。此外双马来酰亚胺可与桐油酸酐中双键发生共聚，双马来酰亚胺中残留的未闭环的羧基也可能和环氧反应。

桐油酸基环氧树脂的制备及其性能研究

以桐油酸和马来酸酐为原料经过Diels-Alder加成反应合成了含有酸-酸酐基团的环氧树脂固化剂(EAMA),将其用于双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)的固化,得到不同交联密度的环氧固化物。通过傅里叶红外光谱和核磁共振波谱表征了EAMA的结构,采用示差扫描量热分析、动态热机械分析、热稳定性分析及力学性能测试研究了(DGEBA-EAMA)体系的固化反应动力学、性能及DGEBA-EAMA的交联密度与材料性能的关系。结果表明,通过调节DGEBA-EAMA结构中酸/酸酐与环氧基物质的量比可以达到调控环氧树脂力学性能的目的。DGEBA-EAMA的拉伸强度、弯曲强度、储能模量、玻璃化转变温度和热稳定性随交联密度的增加而增加,断裂伸长率和冲击强度则呈下降趋势。值得注意的是,DGEBA-EAMA的热稳定性由固化体系的分子结构和交联密度共同决定。

桐油聚酰亚胺酸酐/环氧固化体系动力学模型研究

通过示差扫描量热分析和热重分析以及力学性能测试研究了环氧树脂与自制的N,N-间苯撑双马来酰亚胺型桐油聚酰亚胺酸酐(HVAT酸酐)与N,N-4,4-二苯甲烷双马来酰亚胺型桐油聚酰亚胺酸酐(BMIT酸酐)固化体系的性能及固化反应动力学并与桐油酸酐/环氧固化体系作了对比。结果表明:3种体系的表观活化能分别为89.54,85.42和84.78kJ/mol,反应级数均为0.92,最优固化条件为100℃/2h+120℃/2h+150℃/1h。桐油聚酰亚胺酸酐/环氧固化体系的拉伸强度分别为36.42、38.60MPa,弯曲强度分别为57.19、46.68MPa,压缩强度分别为108.15、116.97MPa,剪切强度分别为13.73、15.57MPa,综合力学性能显著强于桐油酸酐/环氧固化体系。HVAT酸酐固化体系的Tg(99.60℃)和BMIT酸酐固化体系的Tg(91.96℃)显著高于桐油酸酐固化体系的Tg(57.63℃),初始热分解温度接近400℃。桐油聚酰亚胺酸酐固化体系具有更好的耐高温性。

桐马酸酐与环氧树脂的非等温固化反应动力学

采用Málek法对桐马酸酐与双酚A环氧树脂E-51体系(含有1%质量分数的DMP-30)的非等温固化反应动力学进行了研究。通过机理函数esták-Berggren方程很好地模拟了真实的固化反应过程。等转化率法求得反应活化能为69.78 kJ/mol。指前因子A的值为4.567×108 min-1,n和m的值分别为1.082和0.456。根据得到的固化动力学方程计算可知,在固化温度为137.05℃时达到98%固化度的固化时间为115 min。

高性能桐油基酸酐类环氧固化剂研究

针对目前桐油基酸酐环氧固化体系柔韧性与强度不能兼具的问题,以桐油为原料,通过酯交换、酯化、双烯加成等反应合成出含有2个羧基和1个酸酐的桐丁马酸酐(TBMA)。采用红外光谱、核磁氢谱、非等温DSC分析、力学性能及热稳定性测试等研究了TBMA固化环氧体系的反应动力学及性能并与桐油酸酐以及桐马酸酐环氧固化体系作了对比。结果表明,TBMA固化体系的反应活化能为72.82 kJ/mol,指前因子A为3.25×10^(8)s^(-1),固化反应级数为0.91,最优固化条件为120℃/2 h+140℃/2 h+160℃/2 h。固化体系的拉伸强度为49.61 MPa,断裂伸长率为14.86%,弹性模量为2 364.48 MPa,拉伸剪切强度为16.78 MPa,具有高强度、高模量、高柔韧性特点,并且其综合性能优于目前现有的桐油酸酐、桐马酸酐以及桐油聚酰亚胺酸酐固化体系。