大豆油基多元醇改性聚氨酯弹性体的研究.pdf

2012年第27卷第6期 聚氨酯工业 2012．V01．27No．6 POLYURETHANEINDUSTRY ·13· 大豆油基多元醇改性聚氨酯弹性体的研究 王军威H 李楠1’2亢茂青1赵雨花1殷宁1李其峰1 (1．中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001)(2．中国科学院研究生院北京100049) 摘要：以环氧大豆油和甲醇为原料，自制的固体酸(S042-／Zr02-SiO：)为催化剂，制备出大豆油 基多元醇Soy．190，将其与石油基聚醚多元醇按照不同比例混合后与异氰酸酯MDI反应制得聚氨 酯弹性体。通过红外光谱、机械性能测试、热重、DMA、DSC等方法对Soy-190结构和弹性体性能进 行表征。结果表明，Soy一190与普通聚醚多元醇在反应活性和稳定性方面具有很好的一致性；随着 Soy．190添加量的增大，聚氨酯弹性体的硬度、冲击弹性、拉伸强度、撕裂强度、热稳定性及耐水性均 呈现提高趋势，而其断裂伸长率则逐渐降低。 关键词：环氧大豆油；固体酸催化剂；大豆油基多元醇；聚氨酯弹性体 333．95 文献标识码：A 中图分类号：TQ 生物质多元醇与石油类多元醇相比，能耗降低 1实验部分 23％，非可再生资源消耗降低61％，温室气体排放 减少36％，以其替代石油基多元醇生产聚氨酯已成 1．1原料和仪器 为聚氨酯材料发展的重要方向¨。21。大豆油作为最 环氧大豆油(ESBO，采用盐酸一丙酮法实测环氧 廉价丰富的植物油，通过分子改性制成大豆油基多 值为3．8mmol／g，德国科宁公司；无水甲醇，分析 元醇，可用于聚氨酯合成，由此生产的聚氨酯产品不 纯，天津天力化学试剂有限公司；八水合氧氯化锆 仅安全卫生，还表现出更好的机械性能、热稳定性和 耐化学品性¨-。 分析纯，上海晶纯实业有限公司；1，4一丁二醇，工业 本研究采用自制的固体酸(SO。2。／ZrO：一SiO：) 作为催化剂，甲醇作为开环剂和溶剂，与环氧大豆油 级，天津石化三厂；4，4’一二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)，工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司。 (ESBO)反应合成具有多个羟基官能团的目标产物 大豆油基多元醇(Soy．190)，见图1。 1．2实验方法 r01r、，＼^7、J，＼^” 1．2．1 ZrOCl 将8．25g 2·8H20、2．13gNa2Si03’ mL去离子水中，在搅拌条件下加 9H，O，加入到150 [器窿焉眭聚 入1mol／L氨水，调节溶液pH值为10，得到zr的氢 OCH30CH3 氧化物水凝胶，将水凝胶静置老化12h，过滤除去水 图1大豆油基多元醇合成示意图 溶液，将滤饼用去离子水洗涤至无c1一(用AgNO， oC干燥12 用此多元醇部分替代石油基多元醇与异氰酸酯 溶液检测)，再转移到烘箱中于110 h，研