论文部分内容阅读
摘要：低浓度的杂多酸这种催化条件之下，运用着环氧氯丙烷来当做促进剂，以及水当做分子链的调节剂来对于四氢呋喃实施开环聚合，获得最终的产物是聚四氢呋喃。对四氢呋喃的开环聚合反应原理进行相关分析，而且采取SEM、IR、TG、GPC还有DSC等多种措施来对于聚合产物实施表征。和国外的进口样品相比较，该聚合产物有着预期分子构造，其相对分子的质量能够控制于大约2000并且其分布也是比较窄的，有着优良均一性还有热稳定性。
关键词：聚四氢呋喃；合成机制；表征
1引言
聚四氢呋喃为一类对高性能的嵌段聚氨酯、聚氨酯纤维、聚醚酰胺、聚醚酯弹性体、浇注弹性体还有热塑性聚亚胺酯等多种物质进行生产的关键原材料，其广泛的运用在管材、纺织、汽车、化工、军工还有医疗等多个行业。我国的PTHF其主要是运用在聚氨酯的弹性纤维合成方面，运用他多制作得到纤维有着非常高的弹性以及伸长率，为各类纤维之中优质品，所以非常受重视。之前的专家对于四氢呋喃的聚合反应中催化剂方面开发还有聚合技术研究分析是比较多的，对于聚合反应的原理还有产物剖析方面的研究则比较少。
利用环氧氯丙烷来当做促进剂、12-磷钨酸当做催化剂以及水当做分子量的调节剂来对于四氢呋喃实施开环聚合反应，获得的产物是聚四氢呋喃。于前期聚合技术研究基础之上，对聚合反应体制进行了相关的研究，经过凝胶渗透的色谱、红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热还有热重等多种措施来对于聚合的产物实施表征出来，而且和外国进口样品实施相应比对。
2实验的部分
2.1 主要的原料以及仪器装置
实验的原料：涵盖了环氧氯丙烷、四氢呋喃、氢氧化钠、环己烷以及吡啶都是分析纯。四氢呋喃纯化以及PW12处理方面见相关的资料。
实验的仪器：1100型凝胶渗透的色谱设备、NEXUS-870型的红外光谱设备、JSM-6390扫描电镜装置、290型差示扫描的量热装置以及851型热重同步的差热分析设备。
2.2 聚四氢呋喃合成
于装上温度计以及电动搅拌装置三口烧瓶当中来依次加上50 mL精制THF，还有经过处理PW12，于冰水浴当中来冷却到0-5℃，并依次来滴上适当水以及ECH物质，在对反应经过一定时间的搅拌之后，再加上0.5 ml /L氢氧化钠的水溶液将反应终止。接着，将没有参加反应THF给蒸发得到，在温度上升到95℃的时候，将蒸馏工作停止，并进行冷却，运用到环己烷对粗产物进行溶解，于分液漏斗当中将水层分去，运用着温水对有机层进行充分的冲洗，来使得pH到7以及无色才可以。将无机层去掉，先进行常压蒸馏来将环己烷回收起来，然后减压蒸馏使得微量水分以及易挥发性的物质得到去除，其最后的产物于120℃内进行烘干4小时，从而得到最终的产物。
2.3 聚合产物测试
2.3.1 红外光谱的测试
采取着美国Nicolet所产出Nexus870-FTIR傅立叶的变换红外光谱装置来对于试样实施相关测验。
2.3.2 凝胶渗透的色谱测验
采取Agilent1100型的液相凝胶色谱设备对试样中各类分子量还有分子量的分布进行测量，利用四氢呋喃当做溶剂以及聚苯乙烯当做标样，其样品质量浓度是1.000 g/L，且流速是1.000 mL /min，还有柱温度是23℃ .
2.3.3 差示扫描的量热剖析
采取290型的差示扫描量热装置来对于试样实施测验，其升温加热的速率是5-10℃ /min，还有扫描的范围是20-120℃。
2.3.4 热重剖析
采取TGA /SDTA851热重同步的差热分析装置来对于试样实施相关测试，其升温的速率是10 ℃/min，还有扫描温度的范围是20-500℃。
2.3.5 扫描电镜剖析
采取JSM-6390扫描电镜来对于试样实施测试。
3聚合反应原理剖析
3.1 链引起的反应原理
聚四氢呋喃为四氢呋喃的开环聚合得到的，依照相关资料得到，四氢呋喃分子的构象有着C2以及Cs等需多对称性，而其中Cs构象有着最低的能量且是比较稳定的。该研究对于12-磷钨酸当做催化剂以及环氧氯丙烷当做促进剂四氢呋喃的开环聚合链终止、链增长、链引发反应还有副反应原理实施相应剖析。其链引发的反应式如下：
首先来说，作为催化剂的磷钨酸之中质子和环氧氯丙烷三元环构成了质子化的环醚。接着，四氢呋喃氧原子对环醚之中稳定性较差碳原子所构成的氧鎓离子进攻，从而引起了机理和Lewis酸-环氧氯丙烷引发机制是不一样的。这个引发反应只是使得四氢呋喃中C—O键结合的强度削弱了，而碳氧键并没有出现断裂现象，仅仅是有氧鎓离子生成。这是由于，三元环与五元环相比较更易有开环反应出现，环氧氯丙烷于引起反应之中能够使得四氢呋喃的开环反应能垒得到有效降低。
3.2 链增长的反应原理
链增长的反应式如下：
链增长的反应是氧鎓离子和四氢呋喃的单体间发生反应。第一为四氢呋喃之中氧原子对氧鎓离子的五元环之上a 位碳原子进行进攻，而且氧鎓离子的五元环之上氧原子和a位碳原子有断键问题发生，构成了新五元环氧鎓离子的增长物质。上面的反应所形成新型五元环的氧鎓離子物质，能够继续和四氢呋喃产生链增长的反应，进而获得高分子量的产物。
4结束语
利用低浓度的杂多酸当做催化剂，以及环氧氯丙烷当做促进剂，还有水当做分子链的调节剂来对于四氢呋喃实施开环聚合，进而合成得到聚四氢呋喃。对四氢呋喃的开环聚合反应原理进行相关分析，这不但能够对实验之中一些问题进行解释，而且能够对聚合反应技术还有分子量把控等方面研究供给理论上的依据，对高性能的聚四氢呋喃合成有着极为关键的影响。
经过SEM、IR、TG、GPC以及DSC等多种措施对于聚合产物实施表征处理，而且和国外的进口样品实施比对，来证明得到聚合产物有着预期分子构造，产物中相对分子的质量能够控制于大约2000，其相对分子的质量分布方面也是比较窄的，有着良好均一性还有热稳定性。
参考文献：
[1]张麟华.聚四亚甲基醚二醇生产以及市场的预测[J].现代化工，2003（7）：52-55.
[2]薛淑娥.聚四甲撑醚二醇聚其氨酯弹性体的性能以及运用[J].山西化工，2003（2）：23-25.
[3]蒋玲，李占才，李淑勉.杂多酸的催化剂四氢呋喃的开环聚合作用[J].化学研究和应用，2003（1）：48-50.
关键词：聚四氢呋喃；合成机制；表征
1引言
聚四氢呋喃为一类对高性能的嵌段聚氨酯、聚氨酯纤维、聚醚酰胺、聚醚酯弹性体、浇注弹性体还有热塑性聚亚胺酯等多种物质进行生产的关键原材料，其广泛的运用在管材、纺织、汽车、化工、军工还有医疗等多个行业。我国的PTHF其主要是运用在聚氨酯的弹性纤维合成方面，运用他多制作得到纤维有着非常高的弹性以及伸长率，为各类纤维之中优质品，所以非常受重视。之前的专家对于四氢呋喃的聚合反应中催化剂方面开发还有聚合技术研究分析是比较多的，对于聚合反应的原理还有产物剖析方面的研究则比较少。
利用环氧氯丙烷来当做促进剂、12-磷钨酸当做催化剂以及水当做分子量的调节剂来对于四氢呋喃实施开环聚合反应，获得的产物是聚四氢呋喃。于前期聚合技术研究基础之上，对聚合反应体制进行了相关的研究，经过凝胶渗透的色谱、红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热还有热重等多种措施来对于聚合的产物实施表征出来，而且和外国进口样品实施相应比对。
2实验的部分
2.1 主要的原料以及仪器装置
实验的原料：涵盖了环氧氯丙烷、四氢呋喃、氢氧化钠、环己烷以及吡啶都是分析纯。四氢呋喃纯化以及PW12处理方面见相关的资料。
实验的仪器：1100型凝胶渗透的色谱设备、NEXUS-870型的红外光谱设备、JSM-6390扫描电镜装置、290型差示扫描的量热装置以及851型热重同步的差热分析设备。
2.2 聚四氢呋喃合成
于装上温度计以及电动搅拌装置三口烧瓶当中来依次加上50 mL精制THF，还有经过处理PW12，于冰水浴当中来冷却到0-5℃，并依次来滴上适当水以及ECH物质，在对反应经过一定时间的搅拌之后，再加上0.5 ml /L氢氧化钠的水溶液将反应终止。接着，将没有参加反应THF给蒸发得到，在温度上升到95℃的时候，将蒸馏工作停止，并进行冷却，运用到环己烷对粗产物进行溶解，于分液漏斗当中将水层分去，运用着温水对有机层进行充分的冲洗，来使得pH到7以及无色才可以。将无机层去掉，先进行常压蒸馏来将环己烷回收起来，然后减压蒸馏使得微量水分以及易挥发性的物质得到去除，其最后的产物于120℃内进行烘干4小时，从而得到最终的产物。
2.3 聚合产物测试
2.3.1 红外光谱的测试
采取着美国Nicolet所产出Nexus870-FTIR傅立叶的变换红外光谱装置来对于试样实施相关测验。
2.3.2 凝胶渗透的色谱测验
采取Agilent1100型的液相凝胶色谱设备对试样中各类分子量还有分子量的分布进行测量，利用四氢呋喃当做溶剂以及聚苯乙烯当做标样，其样品质量浓度是1.000 g/L，且流速是1.000 mL /min，还有柱温度是23℃ .
2.3.3 差示扫描的量热剖析
采取290型的差示扫描量热装置来对于试样实施测验，其升温加热的速率是5-10℃ /min，还有扫描的范围是20-120℃。
2.3.4 热重剖析
采取TGA /SDTA851热重同步的差热分析装置来对于试样实施相关测试，其升温的速率是10 ℃/min，还有扫描温度的范围是20-500℃。
2.3.5 扫描电镜剖析
采取JSM-6390扫描电镜来对于试样实施测试。
3聚合反应原理剖析
3.1 链引起的反应原理
聚四氢呋喃为四氢呋喃的开环聚合得到的，依照相关资料得到，四氢呋喃分子的构象有着C2以及Cs等需多对称性，而其中Cs构象有着最低的能量且是比较稳定的。该研究对于12-磷钨酸当做催化剂以及环氧氯丙烷当做促进剂四氢呋喃的开环聚合链终止、链增长、链引发反应还有副反应原理实施相应剖析。其链引发的反应式如下：
首先来说，作为催化剂的磷钨酸之中质子和环氧氯丙烷三元环构成了质子化的环醚。接着，四氢呋喃氧原子对环醚之中稳定性较差碳原子所构成的氧鎓离子进攻，从而引起了机理和Lewis酸-环氧氯丙烷引发机制是不一样的。这个引发反应只是使得四氢呋喃中C—O键结合的强度削弱了，而碳氧键并没有出现断裂现象，仅仅是有氧鎓离子生成。这是由于，三元环与五元环相比较更易有开环反应出现，环氧氯丙烷于引起反应之中能够使得四氢呋喃的开环反应能垒得到有效降低。
3.2 链增长的反应原理
链增长的反应式如下：
链增长的反应是氧鎓离子和四氢呋喃的单体间发生反应。第一为四氢呋喃之中氧原子对氧鎓离子的五元环之上a 位碳原子进行进攻，而且氧鎓离子的五元环之上氧原子和a位碳原子有断键问题发生，构成了新五元环氧鎓离子的增长物质。上面的反应所形成新型五元环的氧鎓離子物质，能够继续和四氢呋喃产生链增长的反应，进而获得高分子量的产物。
4结束语
利用低浓度的杂多酸当做催化剂，以及环氧氯丙烷当做促进剂，还有水当做分子链的调节剂来对于四氢呋喃实施开环聚合，进而合成得到聚四氢呋喃。对四氢呋喃的开环聚合反应原理进行相关分析，这不但能够对实验之中一些问题进行解释，而且能够对聚合反应技术还有分子量把控等方面研究供给理论上的依据，对高性能的聚四氢呋喃合成有着极为关键的影响。
经过SEM、IR、TG、GPC以及DSC等多种措施对于聚合产物实施表征处理，而且和国外的进口样品实施比对，来证明得到聚合产物有着预期分子构造，产物中相对分子的质量能够控制于大约2000，其相对分子的质量分布方面也是比较窄的，有着良好均一性还有热稳定性。
参考文献：
[1]张麟华.聚四亚甲基醚二醇生产以及市场的预测[J].现代化工，2003（7）：52-55.
[2]薛淑娥.聚四甲撑醚二醇聚其氨酯弹性体的性能以及运用[J].山西化工，2003（2）：23-25.
[3]蒋玲，李占才，李淑勉.杂多酸的催化剂四氢呋喃的开环聚合作用[J].化学研究和应用，2003（1）：48-50.