聚氨酯降解及聚醚多元醇回收研究

论文摘要

聚氨酯材料主要是由多元异氰酸酯和多元醇等原料制备而成的高分子聚合物。改变聚氨酯原料的种类和组成,产品的形态和性能可以得到极大地改变,从而得到从柔软到坚硬的各式各样的产品。聚氨酯产品形态有软、半硬及硬泡塑料、弹性体、纤维、合成革、涂料、树脂、粘接剂、密封胶等,大量的产品被广泛应用于航空、石化、医疗、建筑、交通运输、汽车、矿山、机械、机电、家电、织物、鞋类、合成革、农业等许多领域。大量聚氨酯产品应用的同时也产生大量的废弃物,绝大部分废弃物被填埋或焚烧,这样不但浪费大量可再利用的资源,而且还会造成土地的浪费和大气的污染。对于如何处理这些聚氨酯废弃物,实现它们的回收利用,已经成为一个必须高度重视的问题。本文综述聚氨酯材料的各种回收方法,重点讨论回收聚氨酯材料的糖酵解法和胺解法,针对热塑性聚氨酯弹性体和软泡聚氨酯的性质寻找有针对性的降解方案。本文以乙二醇、二乙二醇和这两种醇的混合物作为降解剂,对热塑性聚氨酯弹性体进行降解,对比三个不同降解剂的降解结果。同时以乙二醇为降解剂,乙醇胺为降解助剂,降解热塑性聚氨酯弹性体,改变乙二醇和乙醇胺的比例,寻找较优降解配比。结合上述两个方面找到三元混合降解剂(乙二醇、二乙二醇和乙醇胺)的最佳配比,用该混合降解剂降解热塑性聚氨酯弹性体。确定混合降解剂的配比后,保持混合降解剂的配比不变,选择不同催化剂降解热塑性聚氨酯弹性体,选出较好的催化剂。之后通过逐步减少降解剂的投入,确定降解剂和热塑性聚氨酯弹性体的物料比,最后得到降解热塑性聚氨酯弹性体的最佳方案。利用该方案降解热塑性聚氨酯弹性体,对降解产物进行处理,产物通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外(IR)和氢谱(1~H NMR)表征,证明降解产物是聚醚多元醇。本文分别以苯胺、乙醇胺、乙二醇为降解剂对软泡聚氨酯边角料进行降解,探索不同降解剂需要的反应温度和反应时间,分离回收降解产物,利用GPC和IR表征回收的产物。根据反应结果和表征找到每种降解剂的最优降解结果,最后比较苯胺、乙醇胺、乙二醇降解结果的优劣,在三种降解剂中选出最适合软泡聚氨酯边角料的降解剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 绪言
• 1.2 物理回收法
• 1.2.1 粘合成型
• 1.2.2 热压成型
• 1.2.3 挤出成型
• 1.2.4 用作填料
• 1.3 能量回收法
• 1.4 热化学回收法
• 1.4.1 热裂解法
• 1.4.2 热氧化裂解法
• 1.4.3 加氢裂解法
• 1.5 化学回收法
• 1.5.1 糖酵解法
• 1.5.2 水解法
• 1.5.3 醇解法
• 1.5.4 氨解法
• 1.5.5 胺解法
• 1.5.6 磷解法
• 1.5.7 酸解法
• 1.5.8 碱解法
• 1.5.9 酶水解法
• 1.6 本论文研究的意义、目的与内容
• 1.6.1 本论文研究的意义和目的
• 1.6.2 本论文研究的内容
• 第2章 热塑性聚氨酯弹性体的糖酵解研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 乙二醇、二乙二醇和混合醇降解
• 2.2.2 乙二醇和乙醇胺降解
• 2.2.3 三元混合降解剂降解
• 2.2.4 碱金属醋酸盐作催化剂降解
• 2.2.5 降解剂用量的选择
• 2.2.6 提纯产物
• 2.2.7 羟值的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 EG-DEG 混合二醇的选择和TPU 降解产物的表征
• 2.3.2 EG-EA 混合降解剂的选择和TPU 降解产物的表征
• 2.3.3 三元混合降解剂降解TPU
• 2.3.4 催化剂的选择
• 2.3.5 降解剂用量的选择
• 2.3.6 产物的提纯
• 2.4 结论
• 第3章 软泡聚氨酯边角料降解研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 苯胺降解FPUF 废料
• 3.2.2 乙醇胺降解FPUF 废料
• 3.2.3 乙二醇降解
• 3.2.4 羟值的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 苯胺降解温度和时间的选择以及降解产物的表征
• 3.3.2 乙醇胺降解温度和时间的选择以及降解产物的表征
• 3.3.3 乙二醇降解温度和时间的选择以及降解产物的表征
• 3.4 结论
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录A 实验原料及试剂
• 附录B 分析测试
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况