⑴ 水性聚氨酯的聚合反應是怎麼一回事
合成水性聚氨酯的方式還是聚氨酯聚合成。
水性聚氨酯的制備方法通常可分為外乳化法和內乳化法兩種.外乳化法是指採用外加乳化劑,在強剪切力作用下強制性地將聚氨酯粒子分散於水中的方法,但因該法存在乳化劑用量大、反應時間長以及乳液顆粒粗、最終得到的產品質量差、膠層物理機械性能不好等缺點,因而目前生產基本不用該法[2]內乳化法又稱自乳化法,是指在聚氨酯分子結構中引人親水基團無需乳化劑即可使自身分散成乳液的方法,因此成為目前水性聚氨酷生產和研究採用的主要方法.內乳化法又可分為丙酮法、預聚體混合法、熔融分散法、酮亞胺/酮聯氮法、保護端基乳化法。
(1)丙酮法
首先合成含-NCO端基的高粘度聚氨酯預聚體,加丙酮溶解,使其粘度降低,然後用含離子基團擴鏈劑進行擴鏈,在高速攪拌下通過強剪切力使之分散於水中,乳化後減壓蒸餾脫除溶劑丙酮,得到水性聚氨酯分散液。
丙酮法易於操作,重復性好,製得的水性聚氨酯分子量可變范圍寬,粒徑的大小可控,產品質量好,是目前生產水性聚氨酯的主要方法。但該法需使用低沸點丙酮,易造成環境污染,工藝復雜,成本高,安全性低,不利於工業生產。
(2)預聚體混合法
首先合成含親水基團及端-NCO的預聚體,當預聚體的相對分子量不太高且粘度較小時,可不加或加少量溶劑,高速攪拌下分散於水中,再用親水性單體(二胺或三胺)將其部分擴鏈,生成相對分了量高的水性聚氨酯一脈。最終得到水性聚氨酯分散液。為合成低粘度預聚體,通常選擇脂肪族或脂環族多異氛酸酷,因為這兩種多異氰酸酷的反應活性低,預聚體分散於水中後用二胺擴鏈時受水的影響小。但預聚體混合分散過程必須在低溫下進行,以降低-NCO與水的反應活性;必須嚴格控制預聚體粘度,否則預聚體在水中分散將非常困難,預聚體混合法避免了有機溶劑的大量使用,工藝簡單,便於工業化連續生產。缺點是擴鏈反應在多相體系中發生,反應不能按定量的方式進行。
(3)熔融分散縮聚法
熔融分散縮聚法又稱熔體分散法,是一種無溶劑制備水性聚氨酯的方法。該法把異氛酸酯的加聚反應和氨基的縮聚反應緊密地結合起來。先合成帶有親水性離子基團和-NCO端基的聚氨酯預聚物,預聚物與尿素進行加聚反應得到含離子基團的端脈基聚氨酯雙縮二脈低聚物。此低聚物在熔融狀態下與甲醛水溶液發生縮聚反應和經甲基化應,形成含經甲基的聚氨酯雙縮二脈,用水稀釋後,得到穩定的水性聚氨酯分散液。
該方法的特點:反應過程中不需要有機溶劑,工藝簡單,易於控制,配方可變性較大,不需要特殊設備,因具廣闊的發展前景。但該法反應溫度高,生成的水性聚氨酯分散體為支鏈結構,分子量較低。
(4)酮亞胺/酮聯氮法
在預聚體混合法中,採用水溶性二元伯胺作擴鏈劑時,由於氨基與-NCO基團反應速率過快,難以獲得粒徑均勻而微細的分散體。擴鏈階段若用酮亞胺或酮聯氮代替二元伯胺進行水相擴鏈則能解決此問題。酮亞胺由酮與二胺反應生成,酮聯氮由酮與肼反應生成。酮亞胺/酮聯氮與含離子基團的端-NCO聚氨酯預聚體混合時不會過早發生擴鏈反應,但遇水時,酮亞胺/酮聯氮與水反應則釋放出二胺/腆,對預聚體進行擴鏈,由於受釋放反應的制約,擴鏈反應能夠平穩地進行,得到性能良好的水性聚氨酯一脲分散液。
酮亞胺/酮聯氮法適用於由芳香族異氰酸酯制備水性聚氨酯分散液,該法融合了丙酮法、預聚體混合法的優點,是制備高質量水性聚氨酯的重要方法。
(5)保護端墓乳化法
使用酚類、甲乙酮亞胺、毗咯烷酮、亞硫酸氫鈉等封閉劑,將帶有親水性離子基團和-NCO封端的聚氨酯預聚物的端-NCO基團保護起來,使-NCO基團失去活性,製成一種封閉式的聚氨酯預聚體,加人擴鏈劑和交聯劑共同乳化後,製成水性聚氨酯分散液。應用時,加熱可使預聚物端-NCO基團解封,-NCO基團與擴鏈劑、交聯劑反應,形成網路結構的聚氨酯膠膜。此法對工藝要求頗高,乳液穩定性差,關鍵在於選擇解封溫度低的高效封閉劑。
⑵ 丙酮如何處理
加乾燥劑過夜,然後減壓蒸餾!
⑶ 丙酮如何溶解聚氨酯
丙酮只能溶解純線型分子結構的聚氨酯,半線性或網狀型分子結構的根本溶解不了,只能溶脹。
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯材料,用途非常廣,可以代替橡膠,塑料,尼龍等,用於機場,酒店,建材,汽車廠,煤礦廠,水泥廠,高級公寓,別墅,園林美化,彩石藝術,公園等。
⑷ 丙酮法做聚氨酯交聯的原因是什麼
提高水性聚氨酯樹脂的硬度,可通過引入三官能度單體形成適當的分支或外加交聯劑。
水性聚氨酯樹脂的改性:(1)內交聯法為提高塗膜的機械性能和耐水性,可直接合成具有適度交聯度的水性聚氨酯,通常可採用以下方法加以實現:①在合成預聚物時,引入適量的多官能度(通常為三官能度)的多元醇和多異氰酸酯,常用的物質為TMP、HDI三聚體、IPDI三聚體等。②族水性聚氨酯可以採用適量多元胺進行擴鏈,使形成的大分子具有微交聯結構,常用的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺等。③同時採用(1)和(2)兩種方法。
對水性聚氨酯進行內交聯改性,關鍵要掌握好內交聯度,內交聯度太低,改性效果不明顯,若太高將影響其成膜性能。
(2)自交聯法所謂自交聯法是指在水性聚氨酯成膜後,能自動進行化學反應實現交聯,提高塗膜的交聯度,改善塗膜的性能。因此必須對水性聚氨酯的大分子結構進行改性。例如可以引入乾性油酸(雙鍵結構)以及多烷氧基硅單元等方法加以實現,使得其在成膜後能發生自動氧化交聯反應和水解縮合反應,提高綜合性能。該法應用較廣,市場上已有相關產品應市。
(3)外加交聯劑法採用自乳化法制備的陰離子型水性聚氨酯成膜後仍含有大量的羧基,使塗膜的耐水性變差。同溶劑型雙組分PU一樣,水性聚氨酯在施工前可添加外交聯劑,成膜後與塗膜中的羧基和外交聯劑的可反應基團反應,消除塗膜的親水基團,可大幅度提高塗膜的耐水性,同時也對塗膜的力學性能有一定改善。常用的交聯劑有多氮丙啶、碳化二亞胺,以及水可分散多異氰酸酯、環氧樹脂、氨基樹脂、環氧硅氧烷等。
水性聚氨酯樹脂合成工藝:水性聚氨酯的合成可分為兩個階段。第一階段為預逐步聚合,即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液(或本體)逐步聚合生成分子量為103量級的水性聚氨酯預聚體;第二階段為中和後預聚體在水中的分散和擴鏈。
早期水性聚氨酯的合成採用強制乳化法。即先制備一定分子量的聚氨酯聚合物,然後在強力攪拌下將其分散於加有一定乳化劑的水中。該法需要外加乳化劑,乳化劑用量大,而且乳液粒徑大、分布寬、穩定性差,目前已經很少使用。
現在,水性聚氨酯的乳化主要採用內乳化法。該法利於水性單體在聚氨酯大分子鏈上引入親水的離子化基團或親水嵌段:-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac,-OCH2CH2-等,在攪拌下自乳化而成乳液(或分散體)。這種乳液穩定性好,質量穩定。根據擴鏈反應的不同,自乳化法主要有丙酮法和預聚體分散法。丙酮法
丙酮法在預聚中期、後期用丙酮或丁酮降低黏度,經過中和,高速攪拌下加水分散,減壓脫除溶劑,得到水性聚氨酯分散體。該法工藝簡單,產品質量較好,缺點是溶劑需要回收,回收率低,且難以重復利用。目前,我國主要使用該法合成普通型芳香族水性聚氨酯。預聚體分散法即先合成帶有-NCO端基的預聚體,通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮調整黏度,高速攪拌下將其分散於溶有二(或多)元胺的水中,同時擴鏈得高分子量得水性聚氨酯。美國等發達國家主要利用該法合成高檔族水性聚氨酯。
⑸ 聚氨酯邊角料怎樣回收利用
聚氨酯(PU)全稱為聚氨基甲酸酯,是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團(-NH-COO-)的大分子化合物的統稱,是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,還可含有醚、酯、脲、縮二脲、脲基甲酸酯等基團。
聚氨酯的結構變化很多,可在很寬的范圍內調節其性能,製品種類也很多。PU製品分為泡沫製品和非泡沫製品2大類。泡沫製品有軟質、硬質、半硬質泡沫;非泡沫製品有塗料、膠黏劑、合成革、彈性體和彈性纖維(氨綸)等。
PU由於性能優良和用途廣泛,發展十分迅速,但與此同時,生產聚氨酯泡沫的工廠每年產生大量的邊角料、 模具溢料、 廢品, 以及在聚氨酯的各應用領域中的廢棄物如報廢汽車中的舊聚氨酯泡沫及彈性體也需進行處理。目前, 聚氨酯的回收利用方法主要分為物理回收法、 化學回收法和能量回收法三大類。
一、物理回收法
物理回收法是在不破壞聚合物本身的化學結構、 不改變其基本組成的情況下改變廢舊料的物理形態後直接利用的方法。
①掩埋法
掩埋法是垃圾處理最原始的方法。它是利用掩埋的方法,使垃圾在土壤中於一定的溫度、 濕度下,經過一段時間,產生分解而逐漸轉變成無害物質,但是聚氨酯類廢棄物使用掩埋法很難使其分解。 隨著可用掩埋處理空間的減少和資源再生利用的需要,掩埋處理已不適用。
②粉碎法
聚氨酯邊角料及舊廢料在應用前首先切割或者粉碎、 篩分得到所需粒度的小塊或者細粉。 一般說來硬質的聚氨酯泡沫粉碎比較容易,所以其粉碎技術也比較成熟,大多已經投入商品化,如:精密切割技術、 Flachmatritsen 擠壓等技術。都能夠將其粉碎為粒度小於1mm的顆粒。 這廢聚氨酯粉碎後的細片或粉末多作為填料混入原料中回收重用。據美國道化學公司報道,廢聚氨酯作為填料重用於生產 RIM製品比用新原料成本低。 在日本已將廢硬質聚氨酯泡沫塑料用作灰漿的輕質骨料。
③粘合加工成型
此法是廢舊聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要點是:先將廢舊聚氨酯硬質泡沫粉碎成細片狀,塗撒聚氨酯粘合劑等,再直接通入水蒸氣等高溫氣體,使聚氨酯粘合劑熔融或溶解後對粉狀的廢舊聚氨酯粘接,然後加壓固化成一定形狀的泡沫。
④擠出成型
粘合加工的另一種方法就是擠出成型,擠出成型是通過熱力學作用把分子鏈變成中等長度鏈,將PU材料轉變成軟塑性材料,這種材料適合作強度高、 硬度高,但對斷裂伸長率要求不高的塑料件。對於軟質微孔 PU泡沫廢料,可以將其粉碎成粉末,摻混到熱塑性聚氨酯中,在擠出成型機中造粒,採用注射成型方法製造鞋底等製品,德國 Bayer公司曾做過這方面的研究。
⑤其它
將生產中產生的邊角廢料切割成小塊, 直接作為包裝緩沖充填物或墊材等。聚氨酯泡沫塑料還可做人造土壤和天然土壤覆蓋物。在開孔性軟質聚氨酯泡沫塑料中, 加入水和化肥,可對多種植物進行栽培, 植物在其中生長快, 無病蟲害和雜草。
二、化學回收法
化學回收法是指在化學試劑、 催化劑、 熱和空氣存在的條件下,將聚氨酯降解成可重新利用的液體低聚物甚至是小分子有機化合物,從而實現原料的循環使用。其優點是可回收不熔不溶的熱固性聚氨酯廢棄物。
化學法回收廢舊聚氨酯的一般工藝流程: PU 廢舊料分檢、 洗滌、粉碎成顆粒——投入反應釜——約200℃ 加降解劑——減壓蒸餾並分離提純——檢驗、存儲。
①醇解法
目前,醇解法是研究和應用最廣泛的一種方法, 主要目的是回收可以重新用來合成聚氨酯材料的多元醇。一般採用低分子醇作降解劑,在一定催化劑作用下, 在 150~ 250℃ 的溫度范圍內,常壓下就可以將聚氨酯降解成低聚物,並且通過這種方法獲得的降解產物可以直接使用。對於醇解機理, 大多數人認為醇解過程發生的主要反應是在醇和催化劑的作用下,聚氨酯中的氨基甲酸酯基斷裂, 被短的醇鏈取代, 釋放出長鏈多元醇和芳香族化合物:
R1NH COOR2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH+ R2OH
由於在降解過程中參與反應的基團比較多, 還會發生許多副反應,主要的副反應是在醇解劑的作用下, 脲基斷裂生成胺和多元醇:
R1NH CONH R2 + HOR3OHR1NHCOOR3OH + R2NH2
②胺解法
聚氨酯泡沫很容易在胺中分解,其反應與酯交換反應十分相似,從聚氨酯或聚氨酯-脲中分解生成相對分子量較低的含羥基及胺基的化合物和非取代的脲。此反應的特點是溫度低,可在 150℃下進行。在適當的條件下,生成的多元醇可以從胺中分離出來。 1997 年俄國人 Anon 用己二胺做胺解劑對交聯脲烷橡膠進行研究,得到的胺解產物被用來作為半硬聚氨酯泡沫的催化劑。
聚氨酯泡沫在含有胺基的化合物中很容易分解成含有羥基及胺基的化合物。
③醇胺法
在 80-190℃下,利用鏈烷醇胺如單乙醇胺、 二乙醇胺和二甲基乙醇胺等能夠使聚氨酯降解成低聚體,NaOH、Al (OH)3 和甲醇鈉等催化劑可以促進聚氨酯的降解反應速度。 醇胺法的主要反應為氨基甲酸酯基斷裂和脲基斷裂。
④鹼降解法
鹼降解法是以 MOH(M為 Li、K、Na、Ca之一或多種混合物)為降解劑,在 160~200℃左右下將聚氨酯硬泡降解成低聚物。當在降解產物中加入非極性溶劑酯類或鹵代烴和水時,降解產物分成兩層,上層經蒸餾得多元醇,可直接用於再次生產聚氨酯泡沫,下層經濃縮、結晶、重結晶或真空蒸餾的二胺,加光氣可生成異氰酸酯。 缺點是由於反應是在高溫強鹼條件下進行,對設備要求高,生產成本高,工業化較為困難。
⑤水解法
20 世紀 70 年代,人們發現用熱水蒸汽在一定壓力下可以將聚氨酯軟泡降解成二胺和聚醚型多元醇。但是聚氨酯的水解與聚酯的水解不同,它不是聚合的逆反應,水解產物除了二胺和多元醇,有時還會有CO2 的放出。在水解反應過程中,提高溫度和壓力或有溶劑存在的情況下可以使反應加快。 水解產物經過分離和提純,多元醇可以作為原材料重新用來合成聚氨酯,二胺也轉化成異氰酸酯。 由於水解是在高溫高壓下進行,對條件和設備要求很高,而且水解產物的提純技術難度很大,所以這種方法並沒有得到廣泛的應用。
⑥氫降解法
氫降解法理論上適用於所有有機化合物的回收利用。 將廢料粉碎後放入加氫反應器中,在 40MPa 和 500℃下反應,能夠得到煉油廠產品相似的降解產物。但由於經濟因素,只有當有大量的 PU廢料需要處理時,氫解法才適用。
⑦熱降解法
熱降解法一般是在惰性氣體或氧化氣氛及高溫 250~1200℃下破壞廢料的結構,得到氣態與液態餾分的混合物。目前,這種方法主要適用於回收廢棄塑料的混合物和廢棄橡膠輪胎,對於聚氨酯廢棄物的回收利用來說還處於早期開發階段。
⑧磷酸酯法
磷酸酯法是一種降解聚氨酯的新理論,在磷酸二甲酯、磷酸二乙酯和三( 1-甲基-2 -氯乙基) 磷酸鹽作用下, 聚氨酯會發生降解。用磷酸酯降解聚氨酯得到的產物中含有磷, 可以用作非反應性的添加劑來改善阻燃性能, 也可以經含有羥基的化合物、 胺或金屬鹽處理後用來合成阻燃聚氨酯。
三、能量回收法
聚氨酯燃燒時發熱量約 7000kcal/ kg , 其所能提供的熱量相當於同等重量的煤所提供的能量。當物理回收與化學回收廢舊聚氨酯受到技術、 經濟等因素的影響而無實際意義時, 可將廢料粉碎成顆粒, 作為燃料替代煤、 油和天然氣回收能量,應用於焙燒水泥或發電。由於化學方法處理聚氨酯材料進行的回收利用需要花費很高的代價, 所以目前日本幾乎所有的聚氨酯泡沫的回收處理方法均採用了焚燒處理。
美國聚氨酯工業聯盟( API)進行了一系列實驗,並指出在城市固體廢物中添加廢舊聚氨酯彈性體和其他組分的固體塑料廢棄物(最多佔比重 20%) , 可明顯提高其的燃料熱值。雖然燒結以後,聚氨酯的體積將減少到初始體積的 1%,使聚氨酯廢料「減容」, 但是卻帶來了二次污染, 在回收能量的過程中,同時還大量生成了對環境十分有害的 NOX、 HCl以及痕量的 CHCl3 等氣體。所以,若需採用能量法回收聚氨酯,就必須嚴格控制反應產物的排放。
⑹ 關於丙酮利用的問題~~著急
乙醯乙醯硫激酶
酮體的利用肝外許多組織具有活性很強的利用酮體的酶。
(1)琥珀醯CoA轉硫酶:心、腎、腦及骨骼肌的線粒體具有較高的琥珀醯CoA轉硫酶活性。在有琥珀醯CoA存在時,此酶能使乙醯乙酸活化,生成乙醯乙醯CoA。
(2)乙醯乙醯CoA硫解酶:心、腎、腦及骨骼肌線粒體中還有乙醯乙醯CoA硫解酶,使乙醯乙醯CoA硫解,生成2分子乙醯CoA,後者即可進入三羧酸循環徹底氧化。
(3)乙醯乙醯硫激酶:腎、心和腦的線粒體中尚有乙醯乙醯硫激酶,可直接活化乙醯乙酸生成乙醯乙醯CoA,後者在硫解酶的作用下硫解為2分子乙醯CoA。
β-羥基丁酸在β-羥丁酸脫氫酶的催化下,脫氫生成乙醯乙酸;然後再轉變成乙醯CoA而被氧化。部分丙酮可在一系列酶作用下轉變為丙酮酸或乳酸,進而異生成糖。這是脂酸的碳原子轉變成糖的一個途徑。
總之,肝是生成酮體的器官,但不能利用酮體;肝外組織不能生成酮體,卻可以利用酮體。
⑺ 求聚氨酯白料配方及配方原理
聚氨酯澆注成型工藝中習慣稱呼硬泡類的聚醚多元醇為白料
1. 低聚物多元醇
水性聚氨酯膠粘劑制備中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多,有時還使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品種低聚物多元醇。
聚醚型聚氨酯低溫柔順性好,耐水性較好,且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的價格比聚酯二醇低,因此,我國的水性聚氨酯研製開發大多以聚氧化丙烯二醇為主要低聚物多元醇原料。由聚四氫呋喃醚二醇製得的聚氨酯機械強度及耐水解性均較好,惟其價格較高,限制了它的廣泛應用。
聚酯型聚氨酯強度高、粘接力好,但由於聚酯本身的耐水解性能比聚醚差,故採用一般原料製得的聚酯型水性聚氨酯,其貯存穩定期較短。
2. 異氰酸酯
制備聚氨酯乳液常用的二異氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯,以及IPDI、HDI、H12MDI等脂肪族、脂環族二異氰酸酯。由脂肪族或脂環族二異氰酸酯製成的聚氨酯,耐水解性比芳香族二異氰酸酯製成的聚氨酯好,因而水性聚氨酯產品的貯存穩定性好。國外高品質的聚酯型水性聚氨酯一般均採用脂肪族或脂環族異氰酸酯原料製成,而我國受原料品種及價格的限制,大多數僅用TDI為二異氰酸酯原料。
多亞甲基多苯基多異氰酸酯一般用於制備乙烯基聚氨酯乳液和異氰酸酯乳液。
3. 擴鏈劑
水性聚氨酯制備中常常使用擴鏈劑,其中可引入離子基團的親水性擴鏈劑有多種,除了 類特種擴鏈劑外,經常還使用1,4-丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亞乙基三胺等擴鏈劑。由於胺與異氰酸酯的反應活性比水高,可將二胺擴鏈劑混合於水中或製成酮亞胺,在乳化分散的同時進行擴鏈反應。
4. 水
水是水性聚氨酯膠粘劑的主要介質,為了防止自來水中的Ca2+、Mg2+等雜質對陰離子型水性聚氨酯穩定性的影響,用於制備水性聚氨酯的水一般是蒸餾水或去離子水。除了用作聚氨酯的溶劑或分散介質,水還是重要的反應性原料,合成水性聚氨酯目前以預聚體法為主,在聚氨酯預聚體分散與水的同時,水也參與擴鏈。由於水或二胺的擴鏈,實際上大多數水性聚氨酯是聚氨酯-脲乳液(分散液),聚氨酯-脲比純聚氨酯有更大的內聚力和粘接力,脲鍵的耐水性比氨酯鍵好。
5. 親水性擴鏈劑
親水性擴鏈劑就是能引入親水性基團的擴鏈劑。這類擴鏈劑是僅在水性聚氨酯制備中使用的特殊原料。這類擴鏈劑中常常含有羧基、磺酸基團或仲胺基,當其結合到聚氨酯分子中,使聚氨酯鏈段上帶有能被離子化的功能性基團。
(1)羧酸型擴鏈劑
二羥甲基丙酸 簡稱DMPA,全稱2,2-二羥甲基丙酸,又稱α,α-雙羥甲基丙酸,在國內外是聚氨酯乳液常用的一種親水性擴鏈劑,早在六、七十年代在德國、美國等國家就用於制備聚氨酯乳液。90年代初我國成都某廠已能小批量生產。該擴鏈劑為白色結晶,熔點較高,貯存穩定,因其分子量小(Mw134),較少的用量就能提供足夠的羧基量。DMPA的一種制備方法是:由甲醛和丙醛合成二羥甲基丙醛,再用過氧化氫氧化成二羥甲基丙酸。
二羥基半酯 半酯是醇與二元酸酐反應的產物,一般醇與酸酐的摩爾比為1:1,酸酐的一個羧基被酯化,而保留另一個羧基。用於聚氨酯乳液的半酯類擴鏈劑制備中,所用的醇類化合物一般為小分子三醇或低聚物三醇,例如甘油、低分子量聚醚三醇。這樣就能生成含羧基的二羥基化合物。三醇的分子量一般在約100~2000之間。可用於制備半酯的酸酐有順丁烯二酸酐(順酐)、鄰苯二甲酸酐(苯酐)、丁二酸酐、戊二酸酐等。半酯一般需自製。
羧酸型擴鏈劑還有氨基酸如H2N (CH2)4 CH (COOH) NH2、二氨基苯甲酸等。
(2)磺酸鹽型擴鏈劑 乙二胺基乙磺酸鈉、1,4-丁二醇-2-磺酸鈉及其衍生物等可用作磺酸型水性聚氨酯的擴鏈劑。1,4-丁二醇-2-磺酸鈉由2-烯-1,4-丁二醇與亞硫酸氫鈉加成而得,同樣,2-烯-1,4-丁二醇的氧化乙烯或氧化丙烯縮聚物與亞硫酸氫鈉的加成物也可用作擴鏈劑。
(3)陽離子型擴鏈劑 含叔胺基的二羥基化合物是一類常用的陽離子型聚氨酯乳液擴鏈劑,通過季銨化反應或用酸中和,鏈段中的叔胺基生成季銨離子,具有親水作用。其中以N-甲基二乙醇胺最為常用。
二亞乙基三胺與環氧氯丙烷的反應產物也是一種特殊的陽離子型擴鏈劑:
6. 成鹽劑
廣義地講,凡是能形成離子基團的化合物都可稱為成鹽試劑。成鹽劑是一種能與羧基、磺酸基團、叔胺基或脲基團反應、生成聚合物的鹽或者說生成離子基團的試劑。陰離子型聚氨酯乳液的常見的成鹽劑有氫氧化鈉、氨水、三乙胺。成鹽反應如下:
陽離子型聚氨酯乳液的成鹽劑有HCI、CH3COOH等酸、CH3I、 (CH3)2SO4、環氧氯丙烷等烷基化試劑。
脲基與環狀內酯、磺內酯、酸酐在鹼性條件下反應時能在聚氨酯鏈中接上磺酸鹽基團或羧基。還可通過磺甲基化反應或氨甲基化作用製得帶有離子基團的聚氨酯。
7. 溶劑
在聚氨酯乳液制備中,有時預聚體粘度很大,以致攪拌困難,而預聚體在水中的乳化需劇烈攪拌,粘度低有利於快速攪拌。提高預聚體的溫度雖可降低粘度,但在乳化時預聚體的高溫不利於得到穩定的微細粒徑乳液。故為了降低粘度,利於預聚體的分散,可加入適量有機溶劑。可採用的溶劑有丙酮、甲乙酮、二氧六環、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮等水溶性(親水性)有機溶劑和甲苯等憎水性溶劑。考慮到成本、操作性等因素,最常用的是丙酮和甲乙酮。一般來說,在制備出穩定的乳液後,還可以用減壓蒸餾方法將低、中沸點溶劑從乳液中除去,以減少水性聚氨酯的氣味,可以做到使溶劑的殘留量很小,小到幾乎沒有機溶劑之臭味。若溶劑用量很少,可不必除去。水性聚氨酯乾燥時,殘留的少量低沸點溶劑的揮發可加快膠膜的乾燥時間,而少量高沸點溶劑的存在可使膠膜平滑,這在塗料工業中較常用。
8. 乳化劑
有的聚氨酯乳液採用外乳化法制備,使用乳化劑、高剪切力將聚氨酯或預聚體溶液分散於水中。用於聚氨酯乳液制備的乳化劑有非離子型乳化劑及陽、陰離子型乳化劑,而以非離子型表面活性劑為主,如氧化乙烯-氧化丙烯共聚物、雙酚A-環氧氯丙烷-聚氧化乙烯二醇加成物等。從穩定性及乳化劑殘留影響考慮,乳化劑的分子量以1萬~2萬為宜,PEO含量在60%以上,末端可為羥基,它可與異氰酸酯基團反應。
⑻ 從水和丙酮的混合物中將丙酮分離出來應用什麼方式
裝入分液漏斗,先靜置,待溶液分層明顯後旋開分液漏斗旋塞,待到液面進入旋塞小孔中時,擰緊旋塞將分液漏斗中液體倒出,即為丙酮。
原因是:丙酮屬於小分子有機化合物,低級酮類,不與水互溶,可用分液的辦法將兩種物質分離,丙酮密度比水小,浮在水上面,因此由分液漏斗下端放出的液體是水,上面的是丙酮。
望採納
某人說它與水混溶?那請用分餾方法,利用它與水沸點差較大的特性可以通過蒸餾獲得含水蒸氣雜質的丙酮,然後投入生石灰或無水碳酸鈉,使其與水反應或生成結晶水合物,然後過濾或者再蒸餾即可得到基本上不含雜質的丙酮
⑼ 聚氨酯合成方法
巨型水性聚氨酯乳液[1]以水作溶劑或者作分散介質,體系中不含或含很少量的有機溶劑,異氰酸酯和多元醇縮合生成聚氨酯的乳液。 這是一類非常重要的縮聚物,水性聚氨酯乳液具有無毒、不污染環境、節能、易操作等優點,在工業上(包括黏合劑和塗料等)有著廣泛的應用。因此,它正逐步成為當今聚氨酯領域發展的重要方向。從20世紀60年代水性聚氨酯被用做塗料開發出來到80年代,美、德、日等國的一些聚氨酯產品已從試制階段發展為實際生產和應用,一些公司如德國的Bayer公司、Hoechst公司、美國Wyandotle化學公司、日本的Dic公司走在前列。國內水性聚氨酯產品品種少、性能不佳,每年仍需大量進口,因此需開發高質量的產品以滿足國內的迫切需要。由於聚氨酯的疏水性很強,必須採用新的合成方法制備PU乳液,水性聚氨酯的合成過程主要為:①由低聚物多元醇、擴鏈劑、二異氰酸酯形成中高相對分子質量的PU預聚體;②中和後預聚體在水中乳化,形成分散液。各種方法在於擴鏈過程的不同。聚氨酯乳液的制備方法有兩大類:外乳化法和內乳化法。
1.外乳化法
該方法是使用最早的制備水性聚氨酯的方法,外乳化法就是在乳化劑、高剪切力存在下強制乳化的方法,最早為Pschlack發明,1953年杜邦公司的W.yandott採用此法合成了PU乳液。其合成工藝是先將聚醚二醇和有機異氰酸酯合成PU預聚體,再以小分子二元醇或二胺擴鏈,得到PU的有機溶液,然後於強烈攪拌下,逐漸加入適當的乳化劑的水溶液,形成一種粗粒乳液,最後送入均化器,形成粒徑適當的乳液。但因該方法存在反應時間長,乳化劑用量大以及乳液顆粒粗而導致儲存性差,膠層物理機械性能不佳等缺點,目前生產基本不用該方法。後來發展起來的一種叫做低溫封蔽法制備PU乳液的方法,可減少乳化劑的用量且製得穩定性好的乳液。該方法是將端-NCO預聚體用肟、內醯胺、NaHSO3、乙醯乙酸酯等封端劑封端後,與多元胺一起分散於含乳化劑的水溶液中,形成一種穩定的PU乳液。
2.自乳化法
制備穩定的PU乳液主要是通過自乳化法,其關鍵是在聚氨酯的分子骨架中引入親水基團。親水基團是通過親水單體擴鏈而進入PU分子骨架的,它由成鹽基團和成鹽試劑組成。根據親水基團的類型用該法製得的水性PU乳液可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型4種,其中以陰離子型佔主導地位。自乳化型PU乳液的制備工藝有很多種,制備方法主要分為丙酮法、預聚物分散法、熱熔法、酮亞胺/酮連氮法,其共同特點是首先制備相對分子質量適中、端基為NCO或封閉NCO的PU預聚體,區別主要在擴鏈過程中。目前工業生產中最為重要的方法為丙酮法和預聚體分散法(或稱預聚體混合法)。其合成工藝如下。
2.1丙酮法
丙酮法是由德國Bayer公司Ddieterich研究成功的。Ddieterich首先將聚醚或聚酯二元醇與異氰酸酯製成預聚體,加入適量的丙酮降低粘度後,用N-甲基二乙醇胺擴鏈,再加入丙酮降低粘度,然後加入離子化試劑,攪拌離子化。將離子化的PU分散到含80%丙酮、20%水的介質中,最後蒸除丙酮,即可製得粒徑為0.03~100μm的水乳型聚氨酯。丙酮法先製得含NCO端基的高粘度預聚體,再加入丙酮以降低粘度,然後用親水單體擴鏈,在高速攪拌下加入水中,通過強力剪切作用使之分散在水中,乳化後減壓蒸餾回收溶劑即可製得PU水分散體系。
安徽大學齊正旺[2]以丙酮法制備了WSPU。WSPU是一種形狀聚氨酯,一種新型的功能材料。它具有形變數大、容易加工、轉變度可調控、可降解及生物相容性好等一系列優點。制備工藝如下:在四口瓶中依次加入聚已內酯二醇(PCL)和2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI),攪拌通氮下於80℃下反應3h,加入少量丙酮溶劑,攪拌10min後,再加入催化劑、二羥甲基丙酸(DMPA)和交聯劑三羥甲基丙烷(TMP)反應4h,即製得PU預聚體。將聚氨酯預聚體在快速攪拌下加入三乙胺5min,隨後加入計算量水乳化,10min後減壓抽去丙酮,製得固含量為30%WSPU乳液。對WSPU處理加工進行樣品測試。最後得出合成PCL分子量在5000時,乳液性能穩定,它的形狀記憶恢復率達到95%。
四川理工學院張發興,衛曉利[3]先合成親水擴鏈劑DHPA,然後制備磺酸型WPU微乳液。其合成工藝為:將一定量的Ng210和IPDI加入裝有冷凝迴流管、電動攪拌和溫度計的四口燒瓶中,加適量催化劑二月桂酸二丁基錫,升至所需溫度反應一定時間,用二正丁胺(已標定)滴定法測定預聚體中NCO-的含量是否達到理論值(若達到理論值則停止預聚反應,未達到理論值則繼續反應直到達到理論值為止),降至合適的溫度,加入一定量的N-甲基-2-吡咯烷酮溶解的DHPA反應一定時間,加入少量丙酮稀釋,經三乙胺中和,在快速攪拌條件下加去離子水進行分散,最後減壓蒸餾除去丙酮,得到穩定的磺酸型WPU微乳液。相對於常規的羧酸型WPU微乳液,磺酸型WPU微乳淮具有更高的固含量和更低的表面張力,且具有較好的低溫、高溫及室溫穩定性。
山東大學王翠,吳佑實,吳莉莉[4]採用丙酮法制備了水性聚氨酯乳液。其合成工藝如下:在裝有電動攪拌器、迴流冷凝管、溫度計、氮氣進出口的500ml四口燒瓶中,加入110℃真空脫水的聚酯二元醇,在60℃是加入計量的MDI丙酮溶液反應10~20min,然後加入DMPA的DMF溶液,攪拌5~10min後向其中加入剩餘MDI,滴加催化劑,繼續保溫反應50~90min,待反應至—NCO含量達理論值時(正丁胺滴定法測定),加入TEA成鹽。待體系中異氰酸酯含量少於0.2%時反應結束,取出降溫至30℃以下,然後將一事實上量的水快速加入體系中並高速攪拌1h。若要再度進行擴鏈,則在加水前加入乙二胺。最後,減壓蒸餾脫去低沸點溶劑(丙酮)即得水性聚氨酯成品。
丙酮法制備水性PU的優點是反應易於控制,重復性好,乳液粒徑易控制,乳液質量高,是目前使用最多的方法之一,尤其是PU分子量大時耗費大量的有機溶劑且難以回收,工藝復雜、成本高。危險性大。
.2預聚體分散法
該方法是近年來發展起來的。它是先將親水單體引入到聚合物中,離子化,製得含離子鍵的PU預聚物,然後將其分散到水中,形成預聚物乳液,最後用二胺在水相中進行擴鏈而製得PU乳液。該方法工藝簡單,無需大量的有機溶劑,可製得有支化度的PU乳液,但僅限於特殊的端-NCO預聚物,此預聚物主要由低活性的脂肪族異氰酸酯製得的預聚體。
德國Bayer公司的一項專利里報道,將丙氧基化2-烯-1,4-丁二醇與亞硫酸氫鈉的加成物(Mw301)15.2g於80℃加入到聚乙二醇酯二醇(Mw2143)429g中,混合物均勻加入87.5gMDI,80℃反應至NCO含量為1.6%得到含磺酸鈉基團的聚氨酯預聚體,將該預聚體在濃度為2.3%的乙二胺基異磺酸鈉水溶液842g乳化得到固含量為38%粘度為8pa·s的聚氨酯乳液。
陝西科技大學吳雄虎,楊承傑,丁紹蘭[5]採用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚環氧丙烷二醇(PPG)、聚已二酸丁二醇酯多元醇(PTAd)、四氫呋喃聚醚多元醇(PTMG)和二羥甲基丙酸(DMPA)等為原料,採用預聚體分散法,合成了水性聚氨酯皮革光亮劑。合成工藝如下:在裝有電動攪拌器、迴流冷凝器、溫度計、氮氣裝置的四口燒瓶中,加入低聚物多元醇、IPDI和少量的催化劑,在氮氣的保護下於一定溫度下反應2h左右,至NCO含量接近理論值時,加入DMPA、TMP繼續反應2h左右,至NCO含理達理論值,得到預聚體,降溫至50℃,加入計量的TEA和適量的丙酮,充分攪拌後,倒出預聚體,在高速剪切下,加水乳化後,加入乙二胺擴鏈,得到陰離子水性聚氨酯分散液。最後減壓蒸出丙酮。
中國科學院杜輝,趙雨花,王軍威[6]等採用預聚體分散法制備了一系列聚碳酸酯二醇(PCDL)型水性聚氨酯(WPU)膠粘劑。其合成方法如下:將PCDL和含磺酸基的聚酯二醇加入到裝有機械攪拌器、溫度計和迴流冷凝管的四口燒瓶中,於100~120℃真空脫水至含水量低於0.5%;然後在50~60℃條件下加入計量的異氰酸酯和溶劑丙酮,並維持此溫度反應一段時間後,加入1,2-二羥甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)繼續反應;待反應液中-NCO含量與設計值基本相符時,加入TEA中和羧基,之後加入蒸餾水強烈攪拌進行乳化分散,並加入乙二胺進一步擴鏈;最後,減壓脫除丙酮,即製得PCDL型WPU乳液膠粘劑。
四川大學成豐,向玲,於劍昆[7]等預聚體分散法,以二羥甲基丙酸(DMPA)、蔗糖為親水鏈劑和交聯劑制備了一種種鞋用水性聚氨酯膠黏劑(WBPU)。WBPU合成工藝如下:將已脫水的聚乙二醇(PEG-1000)、二羥甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(DMPA/NMP,1/1W/W),加入到裝有攪拌機、迴流冷凝管、水銀溫度計、氮氣進出口的四口燒瓶中,溫度調至60℃後,再加入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)及不得催化劑-M,在氮氣保護下,待體系混勻反應0.5h後,加熱升溫至80℃均勻攪拌反應2h,然後,溫度降低至60℃,再逐步加入1,4丁二醇以及蔗糖,反應1h後,加入計量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550),反應過程中視體系粘度大小加入適量乙酸乙酯,當NCO值達到理論值終止反應(二正丁胺滴定法判斷反應終點),得到聚氨酯預聚體。將降溫至(255℃)的聚氨酯預聚體加入到三乙醇胺(TELA)的水溶液剪切乳化,整個乳化過程在冰水浴進行,待攪拌均勻後,另入三乙胺進行中和成鹽,剪切乳化反應40min,最後減壓蒸餾脫除溶劑,得到固含理為50%左右的水性聚氨酯乳液。
綜上所述採用預聚物混合法制備的水性聚氨酯其工藝相比丙酮法簡單,是無須使用有機溶劑。使成本降低,但產品質量不如丙酮法,且只適用於脂肪族水性聚氨酯的合成。
2.3熔融分散法
這是無溶劑制備水性聚氨酯的方法。熔融分散法[8]是指把異酸酯的加聚反應和氨基的縮聚反應緊密地結合起來,先合成含親水基團的端異氰酸酯的預體,然後在高溫下(130℃)和過量的脲反應生成縮二脲,再在甲醛水溶液中反應進行羥甲基化,得到高分子量的聚氨酯。該法能耗較高。
2.4酮亞胺和酮連氮法
酮亞胺和酮連氮法[9]是指預聚體與被酮保護了的二元胺(酮亞胺體系)或肼(酮連氮體系)混合後,再用水分散,分散過程中酮亞胺、酮連氮以一事實上速率水解,釋放出遊離二元胺或肼與分散的聚合物微粒反應,得到的水性聚氨酯-脲具有良好的性能。該法制備的塗膜較好。
3.結語
此外,PU乳液的合成方法還有與水直接混合法、固體自發分散法等。以上各種方法都有各自的優缺點,相比較而言,丙酮法成熟一些,由於預聚體分散法合成工藝簡單,所以預聚體分散法的前景更好。水性PU的發展日新月異,總的發展趨勢是向高性能、低成本方向發展。國外各大公司對PU乳液產品的品種、數量、性能等都作了大力地開發。國內PU乳液的研製開發水平相對較低,主要是受到國內化工基礎薄弱的限制。我們應該在基礎原料生產和產品研製開發上向國外靠攏,大力研製開發新品種,提高國內PU乳液生產的能力和合成工藝水平。
⑽ 廢丙酮如何進行無害化處理
一、處理方法:
1、簡便的方法是放在酒精爐裡面燒掉;
2、量大的話有專門回收廢丙酮的地方。
二、丙酮的簡單介紹:
丙酮(acetone,CH3COCH3),又名二甲基酮,為最簡單的飽和酮。是一種無色透明液體,有特殊的辛辣氣味。易溶於水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有機溶劑。易燃、易揮發,化學性質較活潑。目前世界上丙酮的工業生產以異丙苯法為主。丙酮在工業上主要作為溶劑用於炸葯、塑料、橡膠、纖維、製革、油脂、噴漆等行業中,也可作為合成烯酮、醋酐、碘仿、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、環氧樹脂等物質的重要原料。