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本文以己二酸(AA)、邻苯二甲酸酐(PA)、甲基丙二醇(MPD)为主要原料,采用一步法合成出性能优异的新型聚酯多元醇,并进而将该聚酯多元醇应用于热塑性聚氨酯的合成。
为寻找合成聚酯多元醇的最佳工艺条件。首先,对影响合成的因素:醇酸配料比、反应温度、真空度、氛围、反应时间、催化剂及稳定剂等进行了理论探讨和实验研究。发现:适当增大反应器容积,可减小醇酸配比,并合成出接近设计分子量的产物;出水温度随反应器容积的增大有所降低,此现象未见相关文献报道。其次,探讨了催化剂钛酸四异丙酯作用机理,对小试和中试聚酯多元醇产品进行了红外光谱、核磁共振谱、凝胶渗透色谱分析表征,优化获取聚酯多元醇最佳合成工艺。最后,将该聚酯多元醇应用于热塑性聚氨酯的合成,研究了扩链剂、硬段含量、异氰酸酯指数等因素对热塑性聚氨酯性能的影响。
在聚酯多元醇的制备过程中,反应温度、反应时间、醇酸物料配比、催化剂、真空度等因素严重影响聚酯多元醇质量,高质量聚酯多元醇的最佳合成工艺条件为:醇酸配料比(摩尔比)1.264~1.137;在150℃下保温反应2.0h,之后以10℃/h的升温速度升温至220℃,保温反应,待反应器顶温下降且不再回升时可抽真空,加速反应进行,但反应控制温度在220~230℃;在反应过程中,选用钛酸四异丙酯作催化剂,其用量为反应体系总质量的0.01~0.04%;抽真空方式分三阶段,逐渐增大真空度,根据酸值适当延长抽真空时间。
将该聚酯多元醇应用于热塑性聚氨酯合成,小试和中试都得到性能优异的热塑性聚氨酯。该技术的成功应用,增加了热塑性聚氨酯的品种,降低了热塑性聚氨酯的生产成本。对比中试产品与外来样品,二者性能接近,但一些性能要优于外来样品。