【摘 要】
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传统聚氨酯（PU）在合成过程中需要使用异氰酸酯,异氰酸酯的生产、使用以及在最终产品中的残留都不可避免的对环境、对人体产生危害;为应对以上问题,非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）在近几十年得到科学家的广泛研究,其中又以环状碳酸酯与胺制备的聚羟基聚氨酯（PHU）最受人们关注。但环碳酸酯以往的合成方法或依赖高压,或缺乏合适催化体系,或不够环保,因而难以大批量制备。同时合成PHU的反应一般在溶剂中进行,反应时间
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传统聚氨酯（PU）在合成过程中需要使用异氰酸酯,异氰酸酯的生产、使用以及在最终产品中的残留都不可避免的对环境、对人体产生危害;为应对以上问题,非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）在近几十年得到科学家的广泛研究,其中又以环状碳酸酯与胺制备的聚羟基聚氨酯（PHU）最受人们关注。但环碳酸酯以往的合成方法或依赖高压,或缺乏合适催化体系,或不够环保,因而难以大批量制备。同时合成PHU的反应一般在溶剂中进行,反应时间较长且体系中的副反应常因催化剂的加入变的不可控。尽管如此,当前已经有商品化的环氧/PHU杂化涂料成功得到应用,这为我们的研究带来了新思路。本文建立了合成芳香族5CCs的新方法,优化了环状碳酸酯/胺的氨解反应条件,基于高熔点芳香族5CCs制备了杂化非异氰酸酯聚氨酯材料（HNIPUs）,并对其性能作出研究。具体工作内容如下:首先,通过对苯二酚与3-氯-1,2-丙二醇（CPDL）经催化脱HCl和酯交换两步反应,制备了对苯二酚型双环碳酸酯（H-2CC）,其熔点为178℃。将同样的方法用于双酚A及双酚S,成功制备出对应的双环碳酸酯,分别为BisA-2CC和BisS-2CC。证明了该方法可将二酚有效转化为芳香族5CCs,相对于环氧—CO2法操作简单,无需复杂催化剂体系。而后,采用无催化剂的本体法使芳香族5CCs（H-2CC、BisA-2CC、BisS-2CC）与己二胺反应得到系列线型聚羟基聚氨酯（PHUs）,该反应温度不高于120℃且反应时间较短。通过IR、DSC、NMR的测试结果发现反应过程中副反应的程度较小且制备的低聚物分子量略高于理论值,较高反应温度下轻微副反应的发生以及HDA的挥发可能是低聚物分子量略高的原因。最后,三种系列的端氨基PHUs分别经1,4-丁二醇二缩水甘油醚和E51固化改性,得到了不同结构的HNIPUs。单体环碳酸酯结构、胺酯投料比例以及环氧种类的改变引起材料的性能变化。HNIPU-H1对溶剂的耐受性较好;HNIPU-A7拉伸强度最高,能达到59.56MPa;HNIPU-S4展现出较好热稳定性。这些工作为后续开发HNIPUs在涂料等方面的应用作出探索。
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