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1、第19卷第6期高分子材料科学与工程Vol.19,No.62003年11月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGNov.2003X非离子型聚氨酯表面活性剂的合成及其性能112石元昌,吴佑实,张丽(1.山东大学材料学院,山东济南250061;2.山东省电子产品监督检验所,山东济南250014)摘要:以4,4′2二苯甲烷二异氰酸酯、蓖麻油、聚乙二醇和甲醇为原料,通过逐步聚合得到一种新型的表面活性剂,并用红外光谱对其结构进行了表征。对该表面活性剂在水相中表面活性进行测试,结果表明,-3所制备出的聚氨酯表面活性剂的临界胶束浓度约为10molöL
2、,水溶液的最低表面张力可达30mNöm。关键词:水性聚氨酯;非离子型表面活性剂;4,4′2二苯甲烷二异氰酸酯;红外光谱中图分类号:TQ323.8文献标识码:A文章编号:100027555(2003)0620069203表面活性剂分子是由亲油的碳链连接亲水蓖麻油等进行聚合得到一种水溶性非离子型聚头基构成的,具有两亲分子结构。正是由于表面氨酯表面活性剂,并对其表面活性进行了研究。活性剂分子的这种不对称结构,使其产生了自1实验部分组织行为和降低水溶液表面张力的能力。许多1.1原料及仪器水溶性聚合物,由于具有两亲性分子结构和表4,4′2二苯甲烷二异氰酸酯:烟台合成革厂面活性,近
3、年来已发展成一类新型的表面活性产品;聚乙二醇(PEG):分子量为2000、4000和剂;这种高聚物表面活性剂在降低表面张力的6000;蓖麻油:化学纯试剂;甲醇、丙酮:分析纯,同时可提高溶液的浓度,具有增稠、乳化、增溶[1,2]4~分子筛处理一周;月桂酸二丁基锡(DBT):等优良性能,因此可应用于日用化工、医药、化学纯试剂。食品等领域。通常,聚氨酯是一类不溶于水的嵌段共聚VECTOR222型FT2IR光谱仪:德国物,通过向分子骨架上引入亲水性基团,能使其BRUKER公司产品;ST21型表面张力仪:日本岛津公司产品。分散或溶解于水相中。本文通过配方设计,将4,4′2二苯甲烷
4、二异氰酸酯(MDI)、聚乙二醇、Tab.1Mainmaterialandthedosage(mol)ofpreparationthesurfactantSampleMDICastoroilPEG2000PEG4000PEG6000MethanolPU210.30.10.10.2PU220.30.10.10.2PU230.30.10.10.21.2非离子型聚氨酯表面活性剂的合成口烧瓶中,搅拌下油浴加热至50℃,将MDI溶准确称量一定化学计量的聚乙二醇、蓖麻于少许丙酮后,在1h内缓慢滴加到体系中,并油和50mL丙酮(见Tab.1),加入到装有温度加入0.1%(质量)的催化剂
5、DBT,52℃保温反[3]计、液封搅拌、带干燥管的冷凝器的250mL四应2h～3h,用正丁胺滴定法判断反应终点。X收稿日期:2002201207;修订日期:2003209215作者简介:石元昌(1971-),男,讲师.70高分子材料科学与工程2003年当NCO达到理论值后,加入甲醇继续反应0.5酯表面活性剂溶液,室温下用吊片法测定表面h,结束反应。将上述反应产物置于蒸馏瓶中,张力。蒸馏分离和回收丙酮后,即得到白色半透明的2结果与讨论聚氨酯固体粉末,该固体产物可以完全溶于水2.1产物的合成及其红外光谱分析中。本文所制备的聚氨酯是通过MDI的异氰1.3红外光谱和表面张力的测
6、定酸酯基团与聚乙二醇、蓖麻油及甲醇的羟基进将样品溶于丙酮后的混合物溶液滴在一块行反应得到的。由于位阻效应,可认为蓖麻油分NaCl盐片上,涂均匀后转移至25℃的保干器子上仅有两个羟基参与了反应。该表面活性剂中,真空挥发溶剂,待丙酮挥发完全后,将第二的合成反应如Fig.1所示。块NaCl盐片压在干燥的样品上,进行红外光谱测试。配制一系列不同浓度及盐度下的聚氨OHCH2OCOR′OH+2CH3OHCHOCOR′+HO(CH2CH2O)nH+3OCNRNCOCH2OCOR′OHOCONHRNHCOO(CH2CH2O)nCONHRNHCOOCH3CH2OCOR′OHCHOCOR′
7、CH2OCOR′OCONHRNHCOOCH3Fig.1ThereactionschemeforthepreparationofpolyurethanesurfactantR:theportionofMDI;R′:thefattyacidportionofcastoroil.-11735cm处的吸收峰分别为C-O官能团与C=O官能团的伸缩振动峰,属于典型的聚醚型[4]聚氨酯分子的特征吸收,证明通过该合成路线得到了预定产物。2.2产物的表面活性研究本文所制备的聚氨酯具有类似于小分子表面活性剂的双亲结构,其中聚氧乙烯链段作为亲水基团,而MDI的
