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新型环保聚氨酯NIPU文献综述

时间:2019-08-03 09:24来源:毕业论文
NIPU一般指由环碳酸酯化合物与多元胺反应而成的一种新型环保聚氨酯。与传统聚氨酯相比,它的生产工艺和产品本身安全环保,可彻底改变聚氨酯行业高危、高毒、高污染的现状,而且

NIPU一般指由环碳酸酯化合物与多元胺反应而成的一种新型环保聚氨酯。与传统聚氨酯相比,它的生产工艺和产品本身安全环保,可彻底改变聚氨酯行业高危、高毒、高污染的现状,而且它所用的原料-环碳酸酯在合成时需要CO2的参与,CO2的利用不但可以降低温室效应,顺应环保的趋势,又是一种廉价的碳资源。此外,NIPU的制备过程也不受水分的影响,甚至可以在水相中进行反应,且生成的羟基氨基甲酸酯基团可以形成分子内氢键而具有稳定的七元环结构。由于NIPU较强的分子作用力而使得材料耐水解性、耐化学性、耐热性更为优异。目前,NIPU在欧美国家已经实现工业化生产,但我国NIPU的开发还处在初步阶段。鉴于NIPU的良好环境效益和经济效益,其开发和应用将成为我国又一个新的经济增长点。37775
1 NIPU的发展历史
国外于20世纪50年代已开始研究NIPU,因当时原料难得,生产工艺复杂,价格昂贵,所制NIPU平均分子量较低,性能不尽如人意而发展缓慢。直至20世纪90年代,随着人们环保、安全意识的日益增强,开始重视NIPU材料的开发与应用研究,并逐渐实现工业化[1-2]。
1954年,Groszps等用单环碳酸酯与脂肪族二胺反应合成了含有β-羟基氨基甲酸酯的低分子化合物,为NIPU的合成奠定了基础[3]。进入21世纪,NIPU进入快速发展的时期,并取得了许多令人鼓舞的进展。 美国Eurotech公司在NIPU的生产及研发方面处于国际领先地位,该公司与俄罗斯和以色列科学家合作成功开发了替代常规聚氨酯的NIPU,其耐化学性是常规聚氨酯的1.5~3.0倍[4]。2002年Eurotech公司增加了一种新的丙烯酸型产品( A-HNIPU )。主要用于制造高级功能性涂料与粘合剂,具有高光泽性、优异的粘合性、良好的硬度以及耐化学腐蚀性,该产品作为新一代的聚氨酯产品在美国和欧洲经销。2006年Eurotech公司 (华盛顿)宣布突破以HNIPU制备泡沫的技术难关。Global Matrechs Inc(GMBR)是致力于获取、开发、营销第二代工业技术的公司,生产比通用PU更耐久、更环保和更安全的产品,销售HNIPU型透明黏合剂,用于工业油漆、胶黏剂和密封剂[5]。论文网 源-自*六'维:论.文]网[www.lwfree.cn
目前,NIPU在欧美等西方国家正在逐步实现工业化,其发展趋势可与常规PU竞争,欧美一些国家已经采取相关的法律法规对某些领域禁用异氰酸酯,在欧洲的绝缘和包装泡沫市场中正在掀起一场禁止使用异氰酸酯的浪潮。国内对于 NIPU的合成研究也取得了一些进展,但大都仍处在实验室研究开发阶段,相信NIPU的市场依旧前景美好。
2 NIPU的分类
NIPU一般可分为线型NIPU和交联型NIPU。由二元环碳酸酯齐聚物与二元伯胺反应生成的是线型NIPU,由于线型NIPU结构为非空间网络结构,其力学强度不高,耐酸碱腐蚀性不强, 因此,大多不能用作结构主体材料,而交联型NIPU由多元环碳酸酯与二元胺或多元胺反应制得[6]。除了以上两种NIPU之外,还有一些特殊的NIPU,主要包括:
a) 杂化NIPU:由环碳酸酯基、环氧基与氨基反应合成的互穿交联网NIPU,称为杂化NIPU( HNIPU) [7-8];
b) 硅氧烷改性NIPU:通过氨基硅氧烷水解制备多氨基硅氧烷低聚物,多氨基硅氧烷与环碳酸酯反应可制备热稳定性NIPU[9];
c) 丙烯酸改性NIPU:将丙烯酸甘油脂或甲基丙烯酸甘油脂转化为相应的环碳酸酯后,再与丙烯酸单体溶液聚合或乳液聚合,可制备相应的丙烯酸环碳酸酯低聚物,这种低聚物与脂肪族胺反应可制备A-HNIPU[10]。
.3 NIPU的合成反应机理
NIPU常由多官能度环碳酸酯基低聚物与多伯胺基低聚物反应而制得。现在普遍接受的该有机合成的反应原理[11]为:反应第一步,由于原子电负性的差异,胺对羰基碳原子的亲核进攻,形成一种四面体中间体(式I); 新型环保聚氨酯NIPU文献综述:http://www.lwfree.cn/wenxian/20190803/36627.html
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