異氰脲酸酯基是一種碳氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)，將它引入到高分子主鏈上，將會提高材料的強度、耐熱性、耐光性和耐氧化性能。以三羥乙基異氰脲酸酯（THEIC）為原料，與環(huán)氧氯丙烷（ECH）反應(yīng)，制備了含異氰脲酸酯基的氯化聚醚多元醇（CPP），CPP在堿的作用下，脫氯化氫制備了一種含異氰脲酸酯基的液體環(huán)氧樹脂（EP）。
(1) 原材料
三羥乙基異氰脲酸酯（THEIC），化學(xué)純，使用前過篩；環(huán)氧氯丙烷（ECH），分析純；氫氧化鈉，分析純；四丁基溴化銨，分析純；其余試劑均為化學(xué)純。
（2）合成
①CPP的合成 按《火炸藥》1993.1.6與1993.2.11，合成THEIC與ECH的物質(zhì)的量比為1:6。CPP的理論羥值為206.25mgKOH/g,理論分子量為816，實測羥值為206.68 mgKOH/g，由羥值計算的分子量為814；黏度（33℃﹚為73000mPa·s。
②EP的合成 在一個裝有機械攪拌、溫度計、回流冷凝管的四口圓底燒瓶中，加入溶劑、CPP，攪拌使其完全溶解，水浴控溫。加入計量的氫氧化鈉，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)，經(jīng)過處理得到淡黃色透明黏稠液體產(chǎn)品。理論分子量為705，理論環(huán)氧值為0.4225.實測環(huán)氧值同理論環(huán)氧值之比關(guān)環(huán)率，關(guān)環(huán)率難以達(dá)到100%。
（3）主要影響因素
① 溶劑的選擇 由于CPP黏度很大，不可能同氫氧化鈉直接反應(yīng)，必須將其完全溶劑CPP在乙醇和甲苯中都能很好地溶解，而氫氧化鈉在乙醇中的溶解性好于甲苯，用體積比為1:1的乙醇/甲苯混合溶劑。加入相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨后，EP的環(huán)氧值大大提高，環(huán)氧轉(zhuǎn)化率由73.21%提高到80.47%。
CPP在乙醇中溶解性良好，EP在甲苯中溶解良好，而在乙醇中溶解性差，有析出分層現(xiàn)象。選用乙醇作溶劑，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的EP不斷地從乙醇中沉淀出來，EP的產(chǎn)率和環(huán)氧值都高，宜選用乙醇作溶劑。乙醇用量太多，反應(yīng)慢，用量太少，體系黏度大，CPP和氫氧化鈉分散不好，關(guān)環(huán)率降低，乙醇的用量為250ml/0.1molCPP。
② 投料比的確定 理論上1molCPP關(guān)環(huán)生成3mol氯化氫，消耗3mol氫氧化鈉。一般環(huán)氧樹脂合成都要求堿過量，n(CPP)：n(NaOH)為1:3時環(huán)氧值較小，反應(yīng)不完全，而隨著堿量增加，收率逐漸下降。在投料比為1:3.25時，環(huán)氧值出現(xiàn)一極大值，宜選此值。
③ 反應(yīng)溫度的選擇 雙酚A系環(huán)氧樹脂的制備既有在室溫下成環(huán)的，也有在高溫成環(huán)的?？紤]到操作簡便，選擇反應(yīng)溫度為室溫（15~30℃）
④ 反應(yīng)時間的確定 0.5h以后反應(yīng)已基本完全，延長反應(yīng)時間，僅能小幅度提高環(huán)氧值和收率，3h后環(huán)氧值和產(chǎn)率幾乎不發(fā)生變化，這說明CPP的反應(yīng)活性很大，很快就同氫氧化鈉的反應(yīng)趨向完全，反應(yīng)時間宜為3h.
⑤ 后處理方法 后處理常用直濾，用良溶劑提取樹脂與先蒸出一醇、再加甲苯提取三種方法。第一種因EP黏度大無法過濾，第二種實驗周期太長，第三種操作簡便、結(jié)果良好。 環(huán)氧樹脂 - mcguy.net -(責(zé)任編輯：admin) |
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