蓖麻油聚醚多元醇在聚氨酯軟泡中的應用
蓖麻油聚醚多元醇主要是指使用雙金屬催化劑（DMC）聚氨酯相對分子質(zhì)量為2000~5600（PU）軟泡與軟泡聚醚多元醇相結(jié)合H-330進行性能試驗。結(jié)果表明，相對分子質(zhì)量為2000的蓖麻油聚醚多元醇的性能明顯優(yōu)于2000的蓖麻油聚醚多元醇H-330聚醚，實驗證明蓖麻油聚醚多元醇可以成功替代聚醚多元醇生產(chǎn)普通軟泡沫。在本實驗的基礎(chǔ)上，分析了蓖麻油聚醚多元醇在聚氨酯軟泡沫中的應用，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了理論支持。
蓖麻油聚醚多元醇的結(jié)構(gòu)原理
多元醇可以通過使用植物油合成。其主要提取原理是利用植物油中不飽和脂肪酸的雙鍵進行環(huán)氧化操作，然后使用催化劑進行反應。這些反應過程與醇或酸等活性氫化合物發(fā)生反應，同時引入羥基結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生具有官能的多元醇成分。蓖麻油是一種含有羥基成分的天然植物油，其蓖麻油酸三甘油酯具有燃點高等諸多特點.凝固點低等。
我國制備聚醚多元醇的常用方法主要是使用傳統(tǒng)的堿催化劑，在這個過程中經(jīng)常發(fā)生皂化反應，容易導致蓖麻油酸的破壞，導致多元醇相容性差，容易沉淀現(xiàn)象，會使多元醇游離酸在聚氨酯泡沫中密封胺催化劑，有腐爛脂肪的異味。根據(jù)實際情況，制定以下實驗方案，主要以蓖麻油為主要原料，采用蓖麻油DMC作為催化劑，有效控制實驗反應，生產(chǎn)出不同相對分子質(zhì)量的蓖麻油聚醚多元醇，以及傳統(tǒng)的軟泡聚醚多元醇H-甲苯二異氰酸酯330（TDI）進行反應，并對實驗結(jié)果進行析。
實驗的準備工作
實驗原料及設(shè)備
主要原料：聚醚多元醇（PPG，H-330），羥值56mgKOH/g，官能度為3；催化劑，（A33.T9)；甲苯二異氰酸酯（TDI80)；精制蓖麻油，羥值163mgKOH/g，平均官能度為2.7、環(huán)氧丙烷(純度>99%)（AK18123)，上述原材料均為工業(yè)級?？扉_反應釜；模具，300，模具，300cm×40cm×40cm，自制;CSS-96型落球回彈測定儀；CSS-273型萬能試驗機；NDJ-7型旋轉(zhuǎn)粘度計；EC20000凝膠滲透色譜儀（GPC）;Nicolet2380傅立葉紅外光譜儀（FTIR）。
進行實驗過程
實驗原理主要是聚合反應，實驗過程包括以下三個步驟。①加熱使其脫水，這一步的主要操作是將DMC與蓖麻油一起放入反應釜中，將溫度控制在105℃，然后減壓使其脫去少量水分，用氮氣代替。②用催化劑活化時，應將其放入反應釜中PO，使釜內(nèi)壓力迅速升高，達到需要壓力時，停止放入PO。此時可以保持釜內(nèi)溫度.如果釜內(nèi)壓力持續(xù)下降，溫度迅速升高，說明催化劑已經(jīng)活化，PO開始聚合，滿足實驗要求。③聚合反應:用進料泵投入相應的PO，聚合反應，使進料速度符合釜內(nèi)壓力，控制溫度所需的度數(shù)。當反應釜內(nèi)壓力不再降低時，減壓去除未完成反應的單體。④試驗配方和工藝流程，如表1所示，對于聚氨酯軟泡沫工藝的配方表，不同的聚醚多元醇活性會根據(jù)催化劑的使用量而改變。
生產(chǎn)技術(shù)：根據(jù)生產(chǎn)配方，將所有原料放入燒杯中攪拌，時間控制在一分鐘內(nèi)，得到A組分；另一個燒杯中加入適量的異氰酸酯B組分。然后合理控制A和B成分的溫度為20℃左右，將B組分倒入A組分的燒杯中，攪拌后直接倒入模具發(fā)泡，詳細記錄發(fā)泡過程和變化，放入120℃烘箱烘烤，檢測泡沫性能變化。
實驗的結(jié)論
蓖麻油聚醚多元醇的相對性質(zhì)
主要用于實驗DMC作為催化劑，實驗樣品無濁度，無皂化反應。如表2所示，可以看到不同蓖麻油聚醚多元醇的羥基值和相對分子質(zhì)量H-比較330的數(shù)值，其中C220.C230.C240.C250.C260分別代表設(shè)計相對分子質(zhì)量20000.3000.4000.5000.蓖麻油聚醚多元醇6000。
表2反映了蓖麻油聚醚多元醇的相對分子質(zhì)量與設(shè)計值基本持平。其中，蓖麻油聚醚多元醇的相對分子質(zhì)量與設(shè)計值基本持平。C220粘度相對較高，有時超過H-330聚醚多元醇的主要原因是C220相對分子質(zhì)量小，羥值高，也是分子間有氫鍵所致。
蓖麻油聚醚多元醇的主要特征
不同分子質(zhì)量的蓖麻油聚醚多元醇和甘油聚醚H-330的對比分析。相對分子質(zhì)量較低的樣品和相對分子質(zhì)量較高的樣品分布不均勻，范圍較廣。C250和C9000~10000高相對分子質(zhì)量階段發(fā)生在260，主要原因是隨著環(huán)氧丙烷量的增加，相對分子質(zhì)量和粘度也增加，主要是由聚合物鏈的反應引起的。C230及C240分布均勻。用羥值測量計算的樣品相對分子質(zhì)量略低于樣品相對分子質(zhì)量，特別是C220與C通過對230的比較，可以看出蓖麻油聚醚多元醇與苯乙烯樣品的分子結(jié)構(gòu)存在一定的差異。支鏈的主要特點是使分子鏈之間的凝膠柱具有阻力效應。
不同分子質(zhì)量的蓖麻油多元醇可以有峰形光譜圖。與原蓖麻油相比，接枝環(huán)氧丙烷后1100cm附近有一個很強的吸收峰，為了吸收峰，附近有一個很強的吸收峰C—O—C(脂肪族醚)伸縮振動峰71；同時，2870cm和2970cm。
蓖麻油聚醚多元醇對軟泡性能的應用
取不同相對分子質(zhì)量的蓖麻油聚醚多元醇PU泡沫分割，進行機械性能測試，結(jié)果見表3。
在C260泡沫的性能數(shù)據(jù)中有明顯的氣泡塌陷，表明沒有強度。主要原因是聚醚的相對分子質(zhì)量較大，導致反應活性低，因此不包括在表中進行比較。從表3可以看出，蓖麻油聚醚多元醇的相對分子質(zhì)量越大，其拉伸強度和伸長率也越大。但在相對分子質(zhì)量超過4000后，拉伸強度呈下降趨勢，伸長率也開始下降。主要原因是相對分子質(zhì)量增加后，相關(guān)交聯(lián)點逐漸減少，強度開始下降。這表明，交聯(lián)點對泡沫硬度有很大的影響。
結(jié)語
但在日常生活中，蓖麻油的生產(chǎn)能力相對較低，無法與石油聚醚相比，這也表明在未來的使用和開發(fā)過程中，應利用蓖麻油的分子結(jié)構(gòu)特性，增加其高性能蓖麻油聚醚多元醇的開發(fā)。
