雙烷基EO-PO共聚醚的合成與表征.pdf

1、以醇為引發(fā)劑的環(huán)氧乙烷(EO)/環(huán)氧丙烷(PO)共聚醚是一種重要的非離子型表面活性劑，廣泛用于洗滌劑、分散劑、起泡劑、乳化劑、潤滑劑及高速紡絲油劑等。但由于聚醚分子鏈末端活性羥基的存在，不耐酸堿和高溫，用作表面活性劑時(shí)易產(chǎn)生較多的泡沫。而用短碳鏈的烷基將末端羥基取代后而制得的雙烷基聚醚，由于消除了氫鍵的作用，與一般聚醚相比，具有好的耐熱氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性、表面活性、生物降解性以及相對(duì)低的粘度和優(yōu)良的潤濕性能。 雙烷基聚醚的合成目

2、前主要采用Wiliamson法，在堿催化下以C1～4的短鏈鹵代烷烴作為封端劑將聚醚末端羥基替換為烷基。國外此技術(shù)比較成熟，已投入了工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)對(duì)雙烷基聚醚的研究較少，不夠系統(tǒng)充分，且工藝成本高。國內(nèi)外對(duì)于以丙二醇為引發(fā)劑，EO/PO嵌段共聚醚的合成研究較多，而對(duì)無規(guī)共聚醚的合成研究除本實(shí)驗(yàn)室外尚未出現(xiàn)，進(jìn)而制備以丙二醇為引發(fā)劑的雙烷基EO/PO無規(guī)共聚醚也沒有報(bào)道。 本論文主要以丙二醇為引發(fā)劑制備了一系列EO、PO無規(guī)雙烷基

3、共聚醚。探討了其制備工藝；研究了雙烷基共聚醚的合成條件、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；將制備的雙烷基聚醚應(yīng)用于錦綸66高速紡絲油劑，進(jìn)行了應(yīng)用嘗試；并對(duì)雙烷基聚醚合成的新工藝進(jìn)行了探索。主要得到以下結(jié)果： 1.羥基聚醚的合成過程中，合適的除水工藝為：先加催化劑，高純氮置換4次，在90℃抽真空除水，再將經(jīng)除水處理過的引發(fā)劑利用負(fù)壓吸進(jìn)反應(yīng)釜，然后升溫加料進(jìn)行聚合。此工藝可以有效地消除引發(fā)劑損失，從而使計(jì)量更準(zhǔn)確，減少對(duì)產(chǎn)品羥值和分子量的影響。

4、吸附劑用量為體系質(zhì)量的1‰時(shí)，過濾效果最好，產(chǎn)品澄清透明。 2.研究了對(duì)羥基聚醚進(jìn)行烷基化封端制備雙烷基聚醚的制備工藝，探討了影響封端率的各種因素。采用固體KOH催化體系和KOH水溶液催化體系來進(jìn)行Wiliamson法封端，丁基和乙基封端率均達(dá)到85％以上。 3.利用紅外光譜和核磁共振等方法表征了雙烷基EO、PO共聚醚的結(jié)構(gòu)；分析了共聚醚結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，研究了雙烷基聚醚的結(jié)構(gòu)對(duì)其物化性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明：隨著封

5、端率的增大，雙烷基聚醚的起始熱分解溫度提高，分解速度加快，乙基封端率為88％以及丁基封端率為76％的樣品起始熱分解溫度與對(duì)應(yīng)羥基聚醚相比分別提高了139℃和158℃。封端后的聚醚抗熱氧化性有了一定的提高，熱失重率可達(dá)到100％。乙基封端后聚醚的乳化力沒有大的變化，丁基封端聚醚的乳化力略有減小；隨著封端率的提高，聚醚的濁點(diǎn)和粘度降低，乙基封端聚醚的粘度要低于丁基封端聚醚，濁點(diǎn)高于丁基封端聚醚；鹽及堿類能使聚醚的濁點(diǎn)降低，酸類能略微提高聚醚

6、的濁點(diǎn)。對(duì)聚醚進(jìn)行烷基化封端后，聚醚的水溶性受酸、堿和鹽的影響程度變小，水溶穩(wěn)定性提高；隨著烷基封端率的提高，聚醚本體和水溶液表面張力略有降低，雙烷基聚醚較羥基聚醚具有更好的表面活性，降低水溶液表面張力的能力更強(qiáng)；聚醚封端后除其相應(yīng)粘度降低外流變行為沒有發(fā)生變化，流變曲線也沒有出現(xiàn)躍遷或突變。封端率越大，粘度受溫度的變化影響越小。 4.對(duì)一步法合成雙烷基聚醚新工藝作了探索。采用一定的合成工藝，丁基封端率達(dá)到31％，乙基封端率達(dá)到

7、33％。 5.雙乙基聚醚復(fù)配得到的錦綸66高速紡絲油劑的熱氧穩(wěn)定性要好于對(duì)應(yīng)的羥基聚醚油劑，而且達(dá)到分解溫度后同樣的升溫速率雙烷基聚醚油劑能夠更快地達(dá)到完全分解。一步法封端聚醚對(duì)應(yīng)的高速紡絲油劑乳液具有更低的表面張力，更好的表面活性。 6.丁基封端率為31％的聚醚復(fù)配的錦綸66紡絲油劑的可紡性要好于其對(duì)應(yīng)羥基聚醚紡絲油劑。此兩種油劑產(chǎn)品所紡原絲的質(zhì)量指標(biāo)基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。雙丁基聚醚油劑所紡原絲的油附量要高于羥基聚醚油劑原