环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚醚的合成与表征

【摘要】：以醇为引发剂的环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)无规聚醚是一种重要的非离子型表面活性剂。这类产物的亲水/亲油特性可以通过改变分子中的EO/PO配比来实现,因此,被广泛用作洗涤剂、分散剂、起泡剂、乳化剂、润滑剂等。对于以丙二醇为引发剂,EO/PO嵌段共聚醚的合成研究较多,而无规共聚醚的合成研究未见报道。 近年来,科研工作者对于EO/PO嵌段共聚醚的浊点进行了深入的研究,发现该类聚醚的浊点除了与其自身的结构有关外,还受醇类、表面活性剂和电解质等添加剂的影响;而对于无规共聚醚浊点的影响因素研究的非常少。 本论文主要对丙二醇引发EO和PO无规共聚合的方法进行了研究。通过对聚合条件、聚合物结构与性能之间关系的研究,来合成一类新型的无规共聚醚,并期望把该类共聚醚用于纺丝油剂的制备。并对无规共聚醚水溶液的浓度、无规共聚醚结构及无机电解质、酸、醇、表面活性剂对浊点的影响进行了详细的研究。并合成了EO/PO嵌段共聚醚与无规共聚醚的部分性能进行比较。初步探索了用氯代丁烷对无规聚醚封端的合适条件。实验结果表明: 1.聚合反应温度升高,反应速度加快,温度过高导致产物的不饱和度高、颜色深:催化剂浓度增加,反应速度增加;EO/PO配比增加,产物的相对分子质量越接近于设定相对分子质量。 2.采用连续滴加单体的方法以丙二醇为引发剂合成无规聚醚,催化剂用量为产物质量的0.25%,反应温度为115℃,反应压力小于0.4MPa,产物的相对分子质量分布较窄,产物无色透明。 3.采用沸点高于150℃的引发剂时在80℃除水。而对于沸点较低的引发剂,则只能先合成相对分子质量较低的中间体,然后再以该中间体为引发剂合成目标产物。 4.采用核磁共振、红外光谱等方法对聚醚的结构进行了表征,并测定耐热性、浊点、粘度和表面张力等性能指标,分析了共聚醚的结构与性能之间的关系。 5.研究了无规共聚醚水溶液的浓度、无规共聚醚结构及无机电解质、酸、醇、表面活性剂对浊点的影响。结果表明所选择的电解质均能降低聚醚的浊点;酸能轻微提高聚醚的浊点;水溶性醇和非水溶性醇的影响效果不同,前者能提高聚醚 【关键词】：无规聚醚 环氧乙烷 环氧丙烷 结构 性能
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：O631
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-12
• 第一章 非离子表面活性剂用聚醚的分类及合成12-27
• 1．1 前言12
• 1．2 聚醚型非离子表面活性剂的种类12-13
• 1．2．1 PEP嵌段共聚醚型非离子表面活性剂12
• 1．2．2 REP、RPE聚醚型非离子表面活性剂12-13
• 1．2．3 “Pluronic”系列13
• 1．2．4 “Tetronic”系列13
• 1．2．5 无规聚醚非离子表面活性剂13
• 1．3 聚醚质量指标的影响因素13-15
• 1．3．1 引发剂13-14
• 1．3．2 反应条件14
• 1．3．3 聚合过程中的水分14-15
• 1．3．4 聚醚的后处理15
• 1．4 聚醚的功能化15-17
• 1．5 聚合机理17-20
• 1．5．1 阴离子聚合机理17-18
• 1．5．2 阳离子聚合机理18-19
• 1．5．3 双金属催化剂(DMC)引发聚合反应机理19-20
• 1．6 环氧化物开环聚合催化体系的研究进展20-24
• 1．6．1 阴离子开环聚合催化体系20-21
• 1．6．2 阳离子开环聚合催化体系21-22
• 1．6．3 配位开环聚合催化体系22-24
• 1．7 本课题研究目的、内容及意义24-27
• 第二章 NaOH/1，2-丙二醇/环氧乙烷和环氧丙烷聚合体系的研究27-38
• 2．1 前言27
• 2．2 实验部分27-29
• 2．2．1 试剂及反应装置27-28
• 2．2．2 聚醚的合成28
• 2．2．3 性能测试28-29
• 2．3 反应动力学方程29-31
• 2．3．1 影响反应的因素29-30
• 2．3．2 转化率与分子量30-31
• 2．4 结果与讨论31-37
• 2．4．1 催化剂用量对聚合反应的影响31
• 2．4．2 反应温度对反应体系的影响31-33
• 2．4．3 EO/PO配比对反应体系的影响33-34
• 2．4．4 加料速度的控制34
• 2．4．5 水分的去除34-35
• 2．4．6 引发剂对反应体系的影响35
• 2．4．7 聚醚的后处理35-36
• 2．4．8 合成的无规聚醚与市售产品比较36-37
• 2．5 小结37-38
• 第三章 EO/PO无规共聚醚的结构与性能研究38-50
• 3．1 前言38
• 3．2 实验部分38-39
• 3．2．1 原料及试剂38
• 3．2．3 结构与性能测试38-39
• 3．3 结果与讨论39-49
• 3．3．1 聚醚的红外谱图分析39-41
• 3．3．2 聚醚的核磁共振谱图分析41-45
• 3．3．3 无规聚醚的结构对热稳定性的影响45-47
• 3．3．4 无规聚醚的结构对浊点的影响47
• 3．3．5 无规聚醚的结构对表面张力的影响47-48
• 3．3．6 无规聚醚的结构对粘度的影响48
• 3．3．7 无规聚醚的结构对乳化力的影响48-49
• 3．4 结论49-50
• 第四章 EO/PO无规共聚醚的浊点研究50-60
• 4．1 前言50
• 4．2 实验部分50-51
• 4．2．1 主要试剂和样品50-51
• 4．2．2 实验方法51
• 4．3 结果与讨论51-59
• 4．3．1 聚醚的结构对其浊点的影响51-52
• 4．3．2 溶液浓度对聚醚浊点的影响52
• 4．3．3 无机电解质对聚醚浊点的影响52-54
• 4．3．4 酸对聚醚浊点的影响54-55
• 4．3．5 醇对聚醚浊点的影响55-57
• 4．3．6 表面活性剂对聚醚浊点的影响57
• 4．3．7 同系聚醚混合物的浊点57-59
• 4．4 小结59-60
• 第五章 环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚醚的合成60-68
• 5．1 前言60
• 5．2 实验部分60-61
• 5．2．1 原料及试剂60
• 5．2．2 环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的合成60-61
• 5．2．3 性能测试61
• 5．3 结果与讨论61-67
• 5．3．1 嵌段类型不同对反应的影响61
• 5．3．2 嵌段聚醚的结构对浊点的影响61-62
• 5．3．3 嵌段聚醚的结构对粘度的影响62
• 5．3．4 嵌段聚醚的结构对乳化力的影响62-63
• 5．3．5 嵌段聚醚的结构对耐热性的影响63
• 5．3．6 嵌段聚醚的结构对发泡力的影响63-64
• 5．3．7 嵌段聚醚的结构对HLB值的影响64-65
• 5．3．8 嵌段聚醚的结构分析65-67
• 5．4 小结67-68
• 第六章 无规聚醚及用其复配的纺丝油剂流变性能的研究68-72
• 6．1 前言68-69
• 6．1．1 油剂的流变性能对匀附性的影响68
• 6．1．2 油剂的流变性能对平滑性的影响68
• 6．1．3 油剂的流变性能对集束性的影响68-69
• 6．1．4 油剂的流变性能对耐磨性的影响69
• 6．2 实验部分69-70
• 6．2．1 样品及仪器69
• 6．2．2 实验方法69-70
• 6．3 结果与讨论70-71
• 6．3．1 粘温特性70
• 6．3．2 剪切应力与剪切速率的关系70-71
• 6．4 小结71-72
• 第七章 丁醇聚醚端羟基烷基化及其性能变化72-76
• 7．1 前言72
• 7．2 实验部分72-73
• 7．2．1 实验药品及试剂72
• 7．2．2 样品的合成72-73
• 7．2．3 性能测试73
• 7．3 结果与讨论73-75
• 7．3．1 反应时间对封端反应的影响73
• 7．3．2 反应温度对封端反应的影响73-74
• 7．3．3 催化剂用量对封端反应的影响74
• 7．3．4 封端前后聚醚性能的变化74-75
• 7．4 小结75-76
• 全文结论76-77
• 参考文献77-85
• 读硕士期间发表的论文85-86
• 致谢86

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