㈠ 水性聚氨酯樹脂的水性聚氨酯的合成工藝
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。 (1)配方: 原料 規格 用量(質量份) 聚己二酸新戊二醇酯 工業級,Mn:1000 230.0 二羥甲基丙酸 工業級 30.63 異佛爾酮二異氰酸酯 工業級 112.3 N-甲基吡咯烷酮 聚氨酯級 65.7 丙酮 聚氨酯級 50.00 二丁基二月桂酸錫 工業級 0.0200 三乙胺 工業級 25.12 乙二胺 工業級 5.600 水 481.7 (2)合成工藝
①預聚體的合成在氮氣保護下, 將聚己二酸新戊二醇酯、二羥甲基丙酸、N-甲基吡咯烷酮加入反應釜中,升溫至60oC ,開動攪拌使二羥甲基丙酸溶解,從恆壓漏斗滴加IPDI,1h加完,保溫1h;然後升溫至80 oC,保溫4h。
②中和、分散取樣測NCO含量,當其含量達標後降溫至60oC ,加入三乙胺中和;反應30min,加入丙酮調整黏度,降溫至20 oC以下,在快速攪拌下加入冰水、乙二胺;繼續高速分散1h,減壓脫除丙酮,得帶蘭色熒光的半透明狀水性聚氨酯分散體。 (1)配方: 原料 規格 用量(質量份) 聚己內酯二醇 工業級,Mn:2000 94.5 聚四氫呋喃二醇 工業級,Mn:2000 283.5 1,4-丁二醇 工業級 27.16 二羥甲基丙酸 工業級 25.4 異佛爾酮二異氰酸酯 工業級 98.9 4,4』-二環己基甲烷二異氰酸酯
(H12MDI) 工業級 122.6 N-甲基吡咯烷酮 聚氨酯級 158.3g 丙酮 聚氨酯級 50.00 二丁基二月桂酸錫 工業級 0.0200 三乙胺 工業級 17.7 乙二胺 工業級 28.5 水 工業級 990 2)合成工藝①將聚己內酯二醇、聚四氫呋喃二醇(數均分子量為2000)、二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇(BDO)加入1l反應瓶中,N2保護下,1200C脫水0.5h。
②加入140.6g N-甲基吡咯烷酮(NMP),降溫至700C;攪拌下加入異佛爾酮二異氰酸酯和4,4』-二環己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI);升溫至800C攪拌反應使-NCO含量降至2.5%。降溫至600C,加入三乙胺,繼續攪拌15min,加強攪拌,將400C的水加入反應瓶,攪拌5min,加入乙二胺,強力攪拌20min,慢速攪拌2h得產品。 核-殼型水性丙烯酸-聚氨酯的合成
採用丙烯酸樹脂對水性聚氨酯(PUD)進行改性通常有2種方法:物理改性和化學改性。前者主要是將所需性能的丙烯酸酯類乳液和PUD進行物理拼混。化學改性主要是制備以丙烯酸酯為核聚氨酯為殼的無皂核殼乳液。
該方法主要是先制備端一NC0預聚物,經封端引入端不飽和鍵,中和、加水得聚氨酯表面活性大單體。然後通過自由基引發聚合製得丙烯酸改性的聚氨酯水分散體。由於丙烯酸酯類單體不溶於水中,而被包封在聚氨酯粒子中,通過聚氨酯中被中和的羧基提供乳化穩定作用,這樣可製得一種以丙烯酸酯為核,聚氨酯為殼的無游離乳化劑的水分散體,兼具聚氨酯和聚丙烯酸樹脂兩者的優點,同時又降低了成本,因此被譽為「最新一代水性聚氨酯」。此合成技術是PUD以及丙烯酸乳液合成技術上的創新和一大突破。
聚合用的丙烯酸單體中可以復合乙烯基硅氧烷單體和氟單體,對丙烯酸樹脂進行氟、硅改性,以進一步提高樹脂性能,如耐高溫、耐水性、耐候性、透氣性等。
(1)配方:a 大單體合成大單體的合成配方見下表。 序號 原料 用量(質量份) 1 PPG 18.00 2 HDO 2.761 3 DMPA 2.475 4 TDI 13.88 5 DBTL 0.400(10%溶液) 6 NMP 10.58 7 HEA 2.382 8 乙醇 0.909 9 三乙胺 1.867 10 水 84.71 b雜化體配方雜化體的合成配方見下表: 序號 原料 用量(g) 1 大單體水分散體 40.00 2 MMA 10.08 3 BA 6.3 4 HEA 0.360 5 MAA 0.360 6 交聯單體 0.900 6 K2S2O8 0.218 7 水 20(分成兩份分別稀釋大單體和溶解引發劑) 8 三乙胺 適量 2)合成工藝a水性聚氨酯大單體制備向帶有攪拌裝置、溫度計、N2入口和冷凝迴流的四口玻璃燒瓶中加入PPG、HDO、DMPA,100oC下真空乾燥脫水2h,降溫至800C,加入和N-甲基吡咯烷酮,攪拌使DMPA全部溶解後,開始滴加TDI和丁酮(50/50,mass ratio)混和液, 約1h滴完,向其中加入二正丁基錫二月桂酸酯,持續攪拌反應4h;冷卻至60 0C,加入對苯二酚,滴加HEA,20min滴完, 保溫反應4h;加入乙醇,反應1h;加入TEA中和0.5h;加入水,強烈分散0.5h,旋出丁酮,得半透明水性聚氨酯大單體(WPU),固含量30%(mass ratio)。
b核-殼結構水性丙烯酸-聚氨酯雜化體制備取上述WPU大單體溶液加入於帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝管和恆壓滴液漏斗的四口玻璃燒瓶中,將MMA、BA、HEA和MAA混合,取其30%加入反應瓶,升溫至850C,攪拌30min溶漲膠粒,將過硫酸鉀配成5%的溶液,取其20%加入反應瓶;攪拌聚合1h,從滴液漏斗同時滴加單體溶液和引發劑溶液,3.5h滴加完畢,在850C繼續反應1h,升溫900C,繼續反應1h後,冷卻至600C,加TEA調整PH值為8.0~8.5,降溫至室溫,400目網過濾,即得到水性丙烯酸-聚氨酯雜化乳液。
㈡ 聚烯烴是什麼材料
烯烴的聚合物。由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱
簡稱PE,是乙烯烴聚合製得的一種熱塑性樹脂。在工業上,也包括乙烯與少量 α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良;但聚乙烯對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差,可以通過添加相應的助劑來改善其性能。聚乙烯的性質因品種而異,主要取決於分子結構和密度。採用不同的生產方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的產物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發展,聚乙烯生產得到迅速發展,產量約占塑料總產量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。
近年來在核物理,天體物理,反應堆運行中運用聚乙烯作為漫化劑來測量中子,對核物理的研究做出了自己的貢獻。
聚丙烯
英文名稱polypropylene(PP)
聚丙烯是一種性能優良的熱塑性合成樹脂,具有比重小、無毒、易加工、抗沖擊強度、抗撓曲性以及電絕緣性好等有點,在汽車工業、家用電器、電子、包裝及建材傢具等方面具有廣泛的應用。在五大通用塑料中,產量僅次於聚乙烯和聚氯乙烯,國內消費量僅次於聚乙烯位列第二位。
聚4-甲基-1-戊烯
它是最輕的合成樹脂。 相對密度為 0.83,熔融溫度約240℃;透明度達90%;絕緣性好,體積電阻與聚四氟乙烯相仿;耐腐蝕,但耐光氧老化性差;耐沖擊性和耐應力開裂性較低;透氣率高,約為聚乙烯的10倍。其製法為定向聚合。其樹脂可用注射和擠出工藝加工成型,用於製作化學儀器、醫療器具、耐熱光學儀器、電子器件、絕緣材料、纖維和包裝材料等。
㈢ 樹脂密度是多少
樹脂密度:1.117g/cm³
樹脂物化性質:
CAS No.:201058-08-4
分子量:228.2863
沸點:386.2 °C at 760 mmHg
折射率:1.587
閃光點:175.2 °C
密度:1.117g/cm³
樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。廣義地講,可以作為塑料製品加工原料的任何高分子化合物都稱為樹脂。樹脂是製造塑料的主要原料,也用來制塗料(是塗料的主要成膜物質,如:醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、合成脂肪酸樹脂,該類樹脂於長三角及珠三角居多,也是塗料業相對旺盛的地區,如長興化學、紐佩斯樹脂、三盈樹脂、帝斯曼先達樹脂等)、黏合劑、絕緣材料等,合成樹脂在工業生產中,被廣泛應用於液體中雜質的分離和純化,有大孔吸附樹脂、離子交換樹脂、以及一些專用樹脂。
參考資料:
網路:樹脂 http://ke..com/view/13878.htm
㈣ 高吸水性樹脂都分哪幾類
高吸水性樹脂生產現狀及市場前景
hc360慧聰網塑料行業頻道 2004-05-27 18:36:49
摘要:本文介紹了高吸水性樹脂的國內外研究、生產概況和消費概況,並對我國高吸水性樹脂今後的發展提出了建議。
關鍵詞:高吸水性樹脂;生產;市場;消費;建議
中圖分類號: 文獻標識碼:A 文章編號:1009-4725(2003)12-00
Proction Status and Market Foreground of Super Absorbent Polymers
LIU Fu-shun3, YANG Xiao-rong1, YU Yang3, PANG Hui-yuan2, LI Shu-hong1, ZHAO Jing-feng1
(1. Institute of Science and Technology, Siping 136000, China; 2. Xia San Tai Reservoir, Siping 136000, China; 3. Dan Qing Pharmacy Factory, Siping 136000, China)
Abstract: This paper introced the research, proction and consumption of super absorbent polymers (SAP) at home and abroad. Suggestions about the development of SAP in the future were put forward in the end.
Keywords: super absorbent polymers; proction; market; consumption; suggestion
1 概述
高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer, SAP)是一種含有羧基、羥基等強親水性基因,並具有一定交聯度網路結構的高分子聚合物[1],是一種特殊功能材料。它不溶於水,也不溶於有機溶劑,並具有獨特的性能,通過水合作用能迅速地吸收幾十倍乃至上千倍自身重量的水,也能吸收幾十倍至100倍的食鹽水、血液和尿液等液體,同時具有較強的保水能力。SAP作為一種很有前途的新型功能性高分子材料,完全不同於傳統的吸水材料如海綿、紙、棉等。其應用涉及眾多行業,除衛生用品領域外,在農林園藝和水土保持、醫療、化妝品、建材領域、電纜、電子工業方面也有廣泛的應用[2]。
目前,發達國家對SAP在衛生用品方面的需求雖然日趨飽和,但在廣大發展中國家在這方面的需求卻日趨擴大,各公司紛紛擴大生產,增加研究和開發力度,由於SAP的用途極為廣泛,受到各國高度重視,可見進一步開發SAP仍然有很重大的意義。
2. SAP的生產方法
2.1. SAP的分類
SAP一般按原料分為澱粉系、纖維素系和合成樹脂系三大類。交聯的丙烯酸鹽聚合物是合成樹脂系吸水材料的重要方面,而且被認為最有希望的吸水樹脂。目前用於醫葯衛生用品的大部分SAP是丙烯酸類高吸水聚合物。與其它類型高吸水劑比較,該類聚合物除了具備高吸水性能外,其還具有生產成本低,工藝簡單,產品質量穩定,長時間儲存不會變質等特點,因此成為SAP產品的主流。
2.2 聚丙烯酸鹽系SAP的生產方法
聚丙烯酸鹽系SAP的生產方法主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法[3-7]。
2.2.1 水溶液聚合法
水溶液聚合法是以水為溶劑,將經鹼部分中和後的丙烯酸,在交聯劑存在下進行交聯聚合、乾燥粉碎而製得的SAP的方法。
該法以水為溶劑,生產過程不產生污染,對設備要求低,投資省.操作簡單,生產效率高,缺點是反應速度快.溫度不易控制,後處理需增加乾燥.粉碎.篩分工序,產品性能較差。主要表現:吸水率(吸蒸餾水和生理鹽水)低,吸水速度慢、產品強度小、易吸潮、產品粒度不均等。很難達到衛生用品的要求。採用該法的廠家有日本觸媒、住友精化、三洋化成等公司。國內的SAP生產也基本採用該法。
2.2.2 反相懸浮聚合法
反相懸浮聚合法是以溶劑為分散介質,經鹼中和的水溶液單體丙烯酸鈉,在懸浮分散劑和攪拌作用下分散成水相液滴,引發劑和交聯劑溶解在水相液滴中進行的聚合方法。
該法解決了水溶液聚合法的傳熱、攪拌困難等問題,且反應條件溫和,可直接獲得珠狀產品,生產的SAP粒徑大小可根據用途和吸水要求調節。且吸水率高,吸水速度快,產品強度大,不易吸潮等。符合醫療衛生用品質量要求,但此法生產的吸水樹脂的特性是其它方法無法比擬的,是一種合成SAP的獨特方法。該方法的缺點是主設備材質要求高,設備投資大,採用有機溶劑。需要溶劑回收裝置,容易產生污染。只能進行間歇性生產,設備利用率低,生產效率低。採用該法生產的有日本住友精化和觸媒等公司。我國目前未見採用該法工業生產的報導。
3 SAP的生產概況
1978年日本實現了SAP的工業化生產,隨後,美國Chemdal公司、日本住友精化、觸媒化學公司、德國Stockhause、日本三洋化成、Dowchemica等數十家公司先後投產,1980年世界生產能力均為5 kt,1990年生產能力增強到210 kt,1998年已發展到850 kt,而到2000年,世界SAP生產能力迅速增加到1200 kt左右。目前主要生產地區包括美國、日本、西歐,隨著亞洲市場的擴大,有些公司在亞洲也建廠並投產,東南亞也將成為第四大生產區。
我國從20世紀八十年代初開始了對SAP的研究工作,先後有40多個單位從事過SAP的研究,專利報道有幾十項。目前我國SAP的生產能力在30 kt/a左右,生產企業近30家,但規模都不大,生產能力在1 kt以上的僅7家。其中年產5 kt 的有:陝西華光實業有限公司、青海新型高分子材料有限公司、江蘇國達高分子材料有限公司。3 kt/a的有:保定科翰科技發展有限公司.唐山博亞科技發展有限公司.無錫佳寶衛生材料廠;1 kt/a的有:上海高橋浦江塑料廠,開工率不高,2001年產量約為15 kt。據報導,日本Sandage Polymer公司考慮中國對SAP需求的急速增長,計劃在江蘇南通新建一個產量為130 kt/a的生產基地,預計2005年竣工投產。日本觸媒株式會社將於年底開工建設的日觸化工(張家港)有限公司,總投資4300萬美元,計劃2004年底建成。投入運行後可實現年產SAP 30 kt 的生產能力。產品主要用於紙尿布。
4 SAP的消費情況
SAP是一種功能性吸水材料,由於SAP的應用十分廣泛,SAP的消費近十年來增長很快,美國、西歐和日本是SAP的主要消費國,1999年世界高吸水性樹脂原消費量估計為800 kt,其主要消費國為美國,消費量約為280 kt,佔世界消費量的35%,其次是歐洲,消費量約為200 kt,佔世界消費量的25%,日本消費量約為80 kt,佔世界總消費量的10%。南美.中東和東南亞等地的消費量佔30%,據預測,到2003年全球的需求量將達到1000 kt以上,高吸水性樹脂主要用於衛生材料,如衛生巾.嬰兒尿片.尿褲及病人床墊等,衛生材料的使用量約占總量的80%,農.林保水和育種佔8%,建築助劑佔4%,油田礦產助劑佔3%,其它佔5%。
在我國進入90年代,隨著衛生用品的迅速發展,已形成了中國SAP消費市場,但國內產品無論在價格還是產品質量方面都無法與進口產品競爭,與國外相比還有距離。在我國SAP的消費主要以衛生用品應用為主,預計到2003年,國內SAP的需求將達到30 kt,其中個人衛生用品的消費量約為26 kt ,農林和其它方面的消費量約為4 kt ,到2010年國內SAP的需求量將達到100 kt。目前國內衛生用品使用的SAP大部分為進口產品,目前進口價為1.5~1.8萬元/t,國內SAP生產成本在1.2~1.5萬元/t,售價為1.8~2.2萬元/t。
5 發展建議
高吸水性樹脂是一種多品種、多功能的材料,具有優異的吸水性和保水性,在許多領域已廣泛應用。但是,目前我國高吸水性樹脂的應用還僅局限於個人衛生用品,應大力開展其在農業、醫葯用品、日用化工和建築等其它領域的應用研究。目前我國有幾十家單位研究和生產,至今尚未形成生產規模,由於產品性能和造價過高,國內大部分高吸水性樹脂仍需進口。因此,我國有關部門應積極合作,加大投入,加快科技進步,對現有的技術進行改進,盡快實現反相懸浮聚合的工業化生產,縮短同國外先進技術的差距,帶動高吸水性樹脂的產業化進程。
雖然國內市場對高吸水性樹脂的市場需求迅速增加,但是從世界范圍來看,隨著一批新建裝置的投產,高吸水性樹脂的市場需求會逐漸趨於飽和,中國加入WTO,會給中國企業帶來較大的沖擊。因此,國內高吸水性樹脂行業要克服小裝置遍地開花現象。中國加入WTO後,國外的大公司不會再一味地兼並或重新建廠,而是帶著自己的資金或技術在中國尋找夥伴。因此我國企業應改變觀點、放下包袱,抓住機遇,積極同國外的企業進行合作,充分利用他們的資金或技術優勢,盡快提升自己的產品競爭力,以滿足我國人民日益增長的需求。
聯系電話:0434-3271139。
參考文獻:
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