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1、水解法制備端氨基聚醚及其性能表征劉博孫海濤劉濤摘要:簡要介紹端氨基聚醚以及其應(yīng)用的主要范圍,概括其主要的生產(chǎn)工藝。詳細介紹水解法制備芳香族端氨基聚醚和其在彈性體等方面的應(yīng)用表征,并對其應(yīng)用前景做簡要的分析。關(guān)鍵詞:聚氨酯、端氨基聚醚、水解法、聚氨酯彈性體;Thepreparationofamine-terminatedpolyetherbyhydrolysismethodanditscharacterizationsLiuBoSunHaitaoLiuTaoAbstract:Thispaperbrieflyintrod
2、ucesAmine-TerminatedPolyetheraswellasitsapplicationandmainproductionprocess.ThepaperalsodetaileddescribesthepreparationofAromaticAmine-TerminatedPolyetherbyhydrolysis-methodanditsapplicationcharacterizationsonelastomers,analyzesitsapplicationprospect.Keywords:p
3、olyurethane,amine-terminatedpolyether,hydrolysis,elastomer前言:端氨基聚醚(amineterminatedpolyether)是一類伯氨基或仲氨基封端的環(huán)氧化物,該產(chǎn)品主要應(yīng)用于表面活性劑、礦物油添加劑、聚氨酯合成材料及環(huán)氧樹脂的交聯(lián)劑。在現(xiàn)階段,端氨基聚醚最主要的應(yīng)用領(lǐng)域便是反應(yīng)注塑成型技術(shù)(RIM)和噴涂聚脲彈性體技術(shù)(SPUA)。端氨基聚醚的開發(fā)始于20世紀70年代,由美國的Texaco(今Huntsman)公司在世界上最先獲得了端氨基聚醚的專利生產(chǎn)權(quán),
4、(商品牌號為Jeffamine),當時主要是用作環(huán)氧樹脂的增韌固化劑。到20世紀80年代初期,隨著RIM技術(shù)的崛起,人們發(fā)現(xiàn)了將端氨基聚醚用于快速成型的聚氨酯(脲)體系中的明顯優(yōu)勢。【1】端氨基聚醚在我國的市場應(yīng)用起源于噴涂聚脲彈性體技術(shù)在我國聚氨酯涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用。由于該種聚醚大分子鏈的端氨基活性較高,與異氰酸酯基反應(yīng)快,在無催化劑條件下就能達到很快的反應(yīng)速度。端氨基聚醚與異氰酸酯反應(yīng)生成聚脲,在脲鍵的影響下,該分子結(jié)構(gòu)擁有比聚醚和異氰酸酯反應(yīng)生成的氨基甲酸酯更強的的極性和更高的鍵能。大分子結(jié)構(gòu)的強度、相分離和分子
5、間作用氫鍵都高于氨基甲酸酯鍵。表現(xiàn)在整體材料的性能上,聚脲的物理性能和耐光、熱、濕老化性能都要遠優(yōu)于聚氨酯材料。目前國外的端氨基聚醚生產(chǎn)廠商主要有:美國Huntsman聚氨酯公司、德國BASF公司、德國Nitroil公司、美國Arch化學品公司等。我國的端氨基聚醚項目開展晚,在技術(shù)、生產(chǎn)以及應(yīng)用都處于起步階段。在國內(nèi),有揚州晨化科技集團有限公司、煙臺民生化學品有限公司以及江蘇省化工研究所進行生產(chǎn)以及相關(guān)市場的開發(fā)工作。但由于價格昂貴等原因,端氨基聚醚在我國的產(chǎn)量很小,其應(yīng)用領(lǐng)域也相對狹窄。目前,由于端氨基聚醚完全依賴
6、進口,價格昂貴,使得噴涂聚脲彈性體技術(shù)難以在短期內(nèi)大規(guī)模普及。但是,我們應(yīng)該清醒地看到:要達到穩(wěn)定的材料性能,尤其是耐介質(zhì)性、耐久性、耐老化性等,必須使用噴涂聚脲彈性體技術(shù),這一點毋庸置疑,噴涂聚脲彈性體材料的出現(xiàn),打破了以往環(huán)氧烷、丙烯酸、聚氨酯統(tǒng)領(lǐng)天下的局面,為施工界提供了一種非常先進、實用的技術(shù)。特別是它對高水分、高濕度環(huán)境下的容忍度,深受戶外施工者的稱道。因此,加快開發(fā)端氨基聚醚的步伐迫在眉睫,端氨基聚醚國產(chǎn)化將是一個必然和迫切的趨勢。正文:脂肪族端氨基聚醚的主要工業(yè)合成方法為催化還原胺化法,該方法是在雷尼鎳
7、催化條件下聚醚與氨在高壓氫環(huán)境進行直接直接催化氫化反應(yīng)合成??煞譃閮煞N工藝路徑:直接催化還原胺化法和間接催化還原胺化法。直接催化還原胺化法需要很高的壓力環(huán)境,一般僅適合合成分子量低于2000的端氨基聚醚。間接催化胺化的反應(yīng)壓力較低,可以合成分子量3000以上的端氨基聚醚多元醇。但即便間接催化胺化法所需要的反應(yīng)壓力仍然很高,其項目投資仍十分巨大。水解法生產(chǎn)的芳香族端氨基聚醚工藝較為溫和,整個反應(yīng)過程除脫氣外均在常溫常壓下進行,對設(shè)備要求不高,優(yōu)化工藝條件也可以得到很好的收率?!?、3】芳香族端氨基聚醚水解制備工藝最早由
8、Simons在其專利中提出。此后人們進行了大量的實驗,始終無法抑制生成的端氨基聚醚與未反應(yīng)的預聚體之間的加聚反應(yīng)。直到1982年Rasshofer提出了兩部法水解工藝,即預聚體先在堿性條件下水解生成氨基甲酸基中間體再進一步加熱分解得到端氨基聚醚。該方法抑制了聚脲的形成,沒有明顯的擴鏈反應(yīng),從而保證了水解反應(yīng)的高選擇性。【4、5】水解法制備端氨基