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二聚酸作为一种重要的生物基化工原料中间体,具有合成原料可再生、来源广、绿色环保的优点。高纯度二聚酸是制备高性能聚酰胺等精细化工品的基本原料,当前,国内高纯度二聚酸消费仍需大量进口,因此高纯度二聚酸开发在国内市场广阔。本文结合国内外二聚酸研究成果,以铁岭金铎科技股份有限公司提供的不饱和油酸为原料,探索了二聚酸合成的工艺条件并进行响应面优化。采用分子蒸馏技术对合成的粗二聚酸进行纯化,并以纯化后的二聚酸为原料进一步合成聚氨酯,对其各项性能进行了表征。主要研究内容及结果摘要如下:(1)以不饱和油酸为原料、活性白土为催化剂,对二聚酸合成工艺条件进行了探索与优化。分别以单因素和响应面策略优化二聚酸合成工艺条件,得到二聚酸合成最佳工艺条件为:反应温度243°C,反应时间6 h,催化剂用量15.12%,催化助剂用量1.17%,在此条件下得到二聚酸收率达72.27%。(2)以分子蒸馏技术对合成的粗二聚酸进行了纯化。探索了二聚酸两步分子蒸馏的最佳分离条件,第一步:体系真空度为1-1.5 Pa,刮膜器转速为150 r/min,单体酸最佳分离温度为160°C;第二步:体系真空度为1-1.5 Pa,刮膜器转速为150 r/min,多聚酸分离温度为250°C。在此条件下,纯化后的二聚酸含量为96.55%,得率为50.33%。经第三次分子蒸馏后,二聚酸含量可高达99%以上。经测定合成的二聚酸酸值为198,皂化值为210,分子量为589.49。(3)以纯化后的二聚酸为原料,与碳酸乙烯酯和1,6-己二胺合成非异氰酸酯聚氨酯。对聚氨酯材料进行了热重分析(TGA)测试,其分解温度范围为368°C-479°C。升温至368°C时,聚氨酯质量保留率为95%;温度达455°C时,聚氨酯分解速率达到最大;温度达479°C时,聚氨酯质量保留率为5%。对聚氨酯材料进行示差扫描量热(DSC)测试,其玻璃化转变温度为37.30°C,具有较好的熔融特性。