聚氨酯固化劑的合成與反應機理  摘要:采用FT-IR分析技術對甲苯二異氰酸酯-三羥甲基丙烷(TDI-TMP)固化劑合成 反應體系在不同反應條件下得到的聚氨酯預聚物進行表征,發(fā)現(xiàn)在通常的工業(yè)合成條件 下得到的聚氨酯預聚物有未反應的OH存在,而在高溫合成條件下OH完全反應.結(jié) 果表明TMP的實際官能度與反應條件有關.從反應機理的角度,分析并發(fā)現(xiàn)空間位阻和 反應的不確定性是導致較低溫度下羥基反應不完全和國產(chǎn)合成固化劑儲存時間短的原 因.最后提出了合成聚氨酯預聚物的工藝,采用該工藝所合成的聚氨酯預聚物分子結(jié)構較 理想,且合成體系中殘留的TDI可用薄膜蒸發(fā)器進行分離回收.  關鍵詞:聚氨酯;薄膜蒸發(fā);甲苯二異氰酸酯;固化劑;三羥甲基丙烷;合成;聚氨酯預聚物 中圖分類號:TQ630.4 93 文獻標識碼:A  聚氨酯的研究從1936年Bayer的研究到現(xiàn)在雖已有很長的歷史,但有關甲苯二異氰酸酯(TDI)- 三羥甲基丙烷(TMP)固化劑的研究在我國仍存在 TMP的表觀官能團究竟是多少的問題[1].此外,提 高TDI-TMP固化劑品質(zhì)一直是我國研究的熱點問 題.提高其品質(zhì)包括三方面:一是降低TDI的含量, 降低固化劑毒性;二是提高固化劑的固含量,降低易 揮發(fā)有機化合物(VOC)排放;三是延長固化劑的儲 存期.我國生產(chǎn)的固化劑中游離TDI含量高(一般 高于2%),儲存時間較短(一般只有半年),固含量 低(一般不高于55%).如何提高固化劑的品質(zhì)一 直是該領域研究的熱點,曾經(jīng)列入原化工部“八 五”、“九五”攻關的重大項目,但由于難度大一直沒有攻克.華南理工大學化工與能源學院從1997年以來一直從事該課題的研究,取得了薄膜蒸發(fā)分離 TDI小試和中試的成功,得到的固化劑TDI含量低于0·3%,固含量高于75%,儲存時間達一年以上的 研究成果[2].文中采用FTIR分析技術對不同條件下合成的固化劑進行FTIR表征以判斷羥基的存在,從而確定反應的進程,判斷TMP的羥基官能團 反應時所表現(xiàn)出來的官能團數(shù)目.同時從反應機理入手,分析了我國固化劑采用薄膜蒸餾分離游離 TDI失敗和固化劑儲存時間短的原因,并提出了合理的解決辦法.