丙烯酸与莰烯加成制备丙烯酸异冰片酯(IBOA)的动力学研究

以磺酸改性的SBA-15(SO_3H-SBA-15)为催化剂,丙烯酸与莰烯为原料加成反应制备丙烯酸异冰片酯(IBOA)。在转速600 r/min下消除外扩散的影响,并采集反应动力学数据。将SO3H-SBA-15催化莰烯异构化副反应生成的α-松油烯、柠檬烯、葑烯归类为异构烯烃,与丙烯酸加成生成的相应丙烯酸酯归类为丙烯酸异构酯,采用拟一级动力学模型进行数据回归,得到丙烯酸与莰烯加成酯化、烯烃异构以及异构烯烃酯化反应的反应热分别为-9.41、-31.32和-13.39 k J/mol,动力学拟合结果与实验数据吻合良好,并且通过统计检验,表明动力学模型是可靠的。

固体酸Amberlyst 15催化合成丙烯酸异冰片酯

以莰烯和丙烯酸为原料,用强酸性阳离子树脂Amberlyst 15作催化剂合成了功能单体丙烯酸异冰片酯,考察了物料比、催化剂用量、阻聚剂种类及用量、反应温度、反应时间等因素对反应的影响,同时采用正交试验对工艺条件进行了优化,结果表明,较适宜的反应条件是n(丙烯酸)∶n(莰烯)为1.3∶1,催化剂Amberlyst 15用量占原料总质量的12%,阻聚剂吩噻嗪用量占原料总质量的0.03%,反应温度为60℃,在此条件下制备的丙烯酸异冰片酯得率为83.3%,选择性为94.6%。利用傅立叶变换红外光谱及气相色谱-质谱等分析手段对产物的结构进行了鉴定。

硅烷/聚硅氧烷改性含氟丙烯酸酯共聚物的研究

制备了低毒性溶剂型硅烷偶联剂改性含氟甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸异冰片酯共聚物,通过测量水接触角、吸水率、铅笔硬度、IR光谱、DSC和TGA等测试,探讨了含硅丙烯酸酯、含氟甲基丙烯酸酯单体种类和用量及其共聚工艺及羟基硅油共混改性对共聚物表面憎水性能、强度和耐热性能的影响。结果表明采用延时后滴加含氟丙烯酸酯单体工艺和使用催化交联剂可使的共聚物膜表面的憎水性能和强度大大提高。

杂多酸催化合成(甲基)丙烯酸异冰片酯的研究

采用杂多酸作为催化剂合成了特殊单体丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯,并对反应条件进行了优化,使反应收率达到86. 1%,纯度≥99%。同时在200L的反应釜中进行了放大试验,放大试验的收率达到86. 3%,略优于小试水平,此外对产品的应用性能进行了检测,达到国外同类产品的标准,具有很好的应用前景。

丙烯酸异冰片酯改性水性聚氨酯的合成及其表征

通过乳液聚合法制备了丙烯酸异冰片酯(IBOA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,考察了引发剂用量、反应温度、IBOA/WPU质量比及保温时间对单体转化率、胶膜吸水率及拉伸强度的影响,同时采用正交试验对工艺条件进行了优化。研究结果表明,较适宜的反应条件为IBOA与WPU固体组分质量比为1∶3,引发剂过硫酸铵(APS)用量为IBOA单体添加量的0.5%,反应温度80℃,保温熟化3 h。利用傅立叶变换红外光谱、透射电子显微镜、热重分析等测试方法对复合材料的性能进行了表征,并探讨了性能与结构的关系,结果显示单体的平均转化率达97.35%,改性水性聚氨酯的吸水率达到5.94%,拉伸强度达到27.17 MPa。制备的乳液为核壳结构,乳液稳定性良好;胶膜发生的热降解分别由硬段降解和软段降解造成。

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯工艺条件优化

以莰烯和丙烯酸为原料,在自制固体酸催化剂的作用下合成了丙烯酸异冰片酯,研究了反应条件对产品收率的影响。在单因素实验基础上,采用响应面分析法对合成工艺条件进行了优化。实验结果表明:各因素对丙烯酸异冰片酯收率影响从大到小依次为催化剂用量,酸烯比,反应时间和反应温度;得到较好的合成工艺条件为酸烯物质的量之比为1.3,催化剂用量为15.5%(相对莰烯的质量百分比),反应温度61℃,时间7.9 h。在此条件下产品收率为81.3%,利用气相色谱-质谱(GC/MS)与核磁共振(1H NMR)对丙烯酸异冰片酯产物进行分析,结果表明产物纯度很高。

未处理聚丙烯涂饰用丙烯酸聚合物乳液的合成及表征

以丙烯酸异冰片酯(iBOA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、丙烯酸(AA)为单体,通过半连续种子乳液聚合法合成了一种可直接在未处理聚丙烯(PP)表面涂饰的核壳型丙烯酸聚合物乳液。探讨了聚合反应条件、AA和iBOA用量对乳液性能的影响;采用透射电镜、差示扫描量热分析和粒径分析等测试技术表征了乳胶粒的结构,并以表面张力和接触角等分析了乳液在未处理聚丙烯基材上的润湿性和附着力。研究结果表明,AA用量越多,乳胶粒核壳结构越明显;iBOA的加入使得乳液表面张力降低约10mN/m,接触角降低约8°;随着iBOA用量增加,乳液在未处理PP基材上的附着力有了明显的提高。

丙烯酸异冰片酯共聚改性水性聚氨酯乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇XCP-244和丙烯酸异冰片酯(IBOA)为主要原料,采用共聚改性的方法制备了IBOA改性水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。研究了改性反应的工艺条件,并对复合乳液及胶膜的性能进行了分析讨论。通过研究配方中的R值、DMPA含量、DEG含量、中和度以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了较适宜的改性工艺条件。最终确定的IBOA改性水性聚氨酯的工艺条件为:R值1.80、DMPA含量5%、DEG含量0.75%、中和度100%、反应时间5 h。并通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、拉伸测试仪等仪器对改性后的WPUA复合乳液及胶膜进行表征和分析。结果表明,改性后的水性聚氨酯胶膜的耐热性、拉伸强度均有一定提高。

固体酸催化剂SO42-/TiO2-SnO2的合成及其催化合成丙烯酸异冰片酯

采用共沉淀与浸渍法制备了不同SnO2掺杂量（摩尔分数1%-7%,以TiO2计,下同）的SO4^2-/TiO2-SnO2固体酸催化剂,利用N2-吸附脱附、FTIR、NH3-TPD对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明：SnO2掺杂可以有效改善催化剂的比表面积与孔结构,有利于载体与SO4^2-形成配位结构,显著增加了催化剂酸性中心数量,从而增强了催化性能。SnO2掺杂量为5%的SO4^2-/TiO2-SnO2固体酸催化剂催化丙烯酸与莰烯酯化反应,催化剂用量为10%（占反应物的质量分数,下同）,反应温度为70℃,丙烯酸与莰烯物质的量比为1.3︰1时,莰烯的转化率为81.9%,丙烯酸异冰片酯选择性为98.5%,较SO4^2-/TiO2显示出更高的反应活性与稳定性。

梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯杂化乳液的合成与性能

用含刚性环状结构丙烯酸酯改性水性聚氨酯,通过乳液聚合法制备了具有互穿网络(IPN)结构的梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯杂化乳液。讨论了丙烯酸异冰片酯对梳状水性聚氨酯乳液性能的影响。红外谱图结果表明杂化乳液中丙烯酸异冰片酯反应完全。所形成的IPN结构对提高梳状水性聚氨酯的力学强度、热稳定性、耐热性有显著效果,但对粘接性能改善不利。随着丙烯酸异冰片酯单体含量增加,梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯复合物力学强度、热稳定性、耐热性和耐水性增加,但粘接性能显著降低。

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯动力学

以莰烯和丙烯酸为原料,采用自制SO_4^(2-)/TiO_2-SnO_2固体超强酸为催化剂催化合成丙烯酸异冰片酯(IBOA),考察了催化剂用量对IBOA收率的影响,并研究了该反应的本征动力学方程。结果表明,在搅拌速率大于400 r/min,催化剂粒径小于83μm时,可消除内外扩散。通过机理基元反应动力学,建立丙烯酸与莰烯合成IBOA的反应动力学模型,分析可知,该合成反应的正反应为二级反应、逆反应为一级反应,反应活化能为60.089 k J/mol,指前因子为4.068×10~5 L/(mol·g·min),该动力学模型预测的结果与实验结果吻合良好。

汽车板簧用水性长效防腐涂料的实验研究

在乳液聚合体系下进行杂化反应,制备的水性环氧–丙烯酸杂化体既具有丙烯酸树脂良好的耐候性,又具有环氧树脂附着力强、涂膜硬度高、耐盐雾性优异的特点。研究了引发剂、丙烯酸异冰片酯、环氧树脂、丁烯酸等因素对乳液杂化聚合的影响。确定了汽车板簧用水性长效防腐涂料的最佳配方,探究了各种添加剂、防锈颜料对涂膜性能的影响。

丙烯酸异冰片酯改性丙烯酸弹性乳液的性能探究

通过在丙烯酸弹性乳液中添加一定量的丙烯酸异冰片酯(IBOA),考察了IBOA用量、IBOA在预乳化液中的添加节点,对涂膜拉伸强度、延伸率、耐沾污、附着力的影响。研究结果表明,当IBOA的用量在4%(质量分数)、预乳化液滴加20%时,其加入能有效地提高其涂膜的拉伸强度、延伸率、耐沾污、附着力等性能。

腰果酚基光固化涂料的制备及其性能研究

以羟乙基腰果酚醚(HCE)、巯基乙醇为原料,利用“巯基-烯”光点击反应对腰果酚脂肪链中不饱和双键进行改性,制备了腰果酚基多元醇(S-HCE)。再利用丙烯酸羟乙酯(HEA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行半封端反应,制备半封端聚氨酯丙烯酸酯(IH),最终合成腰果酚基聚氨酯丙烯酸酯(SH-IH)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(;H-NMR)等对产物结构进行了表征,结果表明SH-IH被成功合成。以SH-HCE制备了不同配方的光固化涂料,通过流变性、拉伸性能测试及失重分析研究了附着力促进剂用量及活性稀释剂种类对涂层性能的影响,结果表明,添加质量分数3%的附着力促进剂时,涂层的铅笔硬度可达5H,附着力可达1级。添加稀释剂丙烯酸异冰片酯的树脂其双键转化率可达73%,固化膜的力学性能和热稳定性优于添加稀释剂丙烯酸-β-羟乙酯的固化膜。