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低分子聚酰胺固化剂合成的影响因素分析

更新时间:2009-03-28

前 言

低相对分子质量聚酰胺是环氧树脂固化剂中的一种。低分子聚酰胺是由植物油二聚或三聚酸与脂肪族多元胺反应而成的淡黄色或棕黄色黏稠树枝状液体,相对分子质量为500~9000[1]。聚酰胺因其结构中较长的脂肪酸碳链和氨基,可使固化产物具有强的韧性、粘接力和耐水性,配料比例要求不严格,适用期长,施工性能较好,基本上无挥发物,毒性小,固化体系收缩率低,稳定性好等优点[2]。黄赤[3]以己二酸、二乙烯三胺、三乙烯四胺为原料采用熔融缩聚法制备了低黏度聚酰胺。刘其能[4]以桐油制取浅色低分子聚酰胺用于环氧树脂固化剂,各项性能已达到国外同类水平。二聚脂肪酸聚酸胺以其低毒、施工性好、漆膜附着力强、弹性好和耐水耐候好而广泛应用于海轮、舰艇、采油平台、输油管道、石化装置、机械、电机、汽车、建筑等方面[5]

二聚酸和多亚乙基多胺反应制备的低分子质量聚酰胺,其末端的基团,经加热可形成咪唑啉环[6]。咪唑啉的生成可降低聚酰胺树脂的黏度,增加与环氧树脂的相容性,减缓反应速度。本文对影响低分子聚酰胺合成过程的控制因素如胺值、黏度、色度和咪唑啉含量进行探讨。

1 实验部分

1.1 主要原料

二聚酸、单酸,安庆虹宇化工有限责任公司;二乙烯三胺、三乙烯四胺,南京古田化工有限公司。

1.2 仪器与设备

旋转黏度计:LVDV-S,美国博勒飞公司;傅里叶红外光谱测试仪:Spectrumtwo,铂金埃尔默仪器有限公司;加德纳色标。

1.3 实验过程

在装有搅拌器、冷凝器、分水装置的反应釜中投入二聚酸加热至60℃,依次加入单酸、三乙烯四胺和二乙烯三胺,开动搅拌、加热至140℃用分水器分水,继续加热至160℃,出水缓慢,开启真空至-0.1mPa,保持加热160~170℃反应5h,中间取样检测咪唑啉含量是否在35%~55%之间,不达标继续保温1h。达标后停止反应解除真空充氮气降温至80~90℃,取样检测75℃黏度、胺值,各项指标合格,出料。

1.4 测试与表征

(1)胺值:按高氯酸非水滴定[7]进行测试。

由图2可知,在相同反应条件下,随着二乙烯三胺质量的增加,黏度逐渐降低。由图3可知,在相同反应条件下,保持胺的质量不变,随着单酸的比重增加,黏度逐渐降低,相反若增加二聚酸的比重,黏度会增大,所以增加单酸投料比例可起到降低聚酰胺黏度的作用。

胺值(mgKOH/g)=(cv×56.1)/m

其中:c—高氯酸标准溶液的浓度,mol/L;

本文以新型面阵CMOS探测器[17-19]CMV4000为例,研究了多通道CMOS探测器的非均匀性特点,分析了非均匀性随光照度的变化规律,同时在传统的校正算法的基础上提出了改良算法,并在FPGA中实时实现。设计的所有模块包括滤波模块,非均匀校正模块,以及校正参数的存储模块都由FPGA编程实现,易于控制,系统重构性较高。实验证明,该系统能够有效的实时的对CMV4000进行非均匀性校正,校正后图像的非均匀性明显降低,适用于高速摄像,科学拍摄等应用场合。

(4)咪唑啉含量

On the Strategy of Hebei Historical Inscriptions Protection and Inheriting Chinese Excellent Traditional Culture___________________________ZHANG Jing,YAN Guilian,SUN Ying et al 105

56.1—每摩尔KOH的质量。

(2)黏度

使用博勒飞旋转黏度计测定,将样品装在500mL可以水循环的夹套杯中,水浴加热至75℃,待样品恒温后选择合适的转子和转速测定。

(3)色度

第五,一个符合企业发展状况的企业财务预算管理计划,可以大大的降低企业的财务损失。资金周转问题是公司的一个严重问题,如果问题过于严重甚至可能会市公司破产,在现在一些公司都会有一些“拆东墙补西墙”的问题,在一个项目中投资过大,有新的项目是没有资金可以投资,出现资金周转不开的问题。而好的企业财务预算管理是对企业的资金管理有很大帮助的。通过企业的财务预算管理可以最大限量的规避投资到了的风险。一个企业资金是企业正常运作的核心,就像人的血液一样,而一个好的财务预算管理就像一颗心脏。加上各个部门的相互合作,掌管着整个人体的运作。可以看出一个好的企业财务预算管理计划可以给企业带来巨大的利益,同时规避风险。

按GB/T12007.1环氧树脂颜色测定方法加德纳色度法配制色标溶液,将质量份数4份样品溶解于6份丙酮或二乙二醇丁醚溶液中,倒入干净比色管中,在白天散射光下与标准色标比对。

综上,我国农业绿色发展在2005—2016年样本期间存在显著的空间相关性,若在研究农业绿色发展的影响因素时,忽视这种空间溢出效应,则可能出现模型估计上的偏差,甚至得出错误的结论及建议。因此,在农业绿色发展的影响因素分析中,引入空间权重矩阵,通过空间计量经济学模型考察邻近地区地理因素及其他因素对农业绿色发展的影响程度。

v—消耗的高氯酸标准溶液的体积,mL;

R—COOH+R'—NH2→ R—CONH—R'+H2O

2 结果与讨论

2.1 胺值的影响因素

胺值的大小主要受投料比的影响。在同样的反应条件下,二聚酸与单酸投料不变,分别增加二乙烯三胺与三乙烯四胺投料量,结果见图1。

  

图1 多元胺的投料量对胺值的影响Fig.1 The effects of amount of polyamines on amines value

由图1可知,影响胺值的主要因素是调节酸与胺的投料比,随着多元胺的增加,胺值呈线性增加,胺的投料比重越大,胺值越大。当二乙烯三胺用量不变,增大三乙烯四胺的比例,胺值比三乙烯四胺的用量不变增大二乙烯三胺的用量时增加的多,这是由于三乙烯四胺分子结构中多一个仲胺。

2.2 黏度的影响因素

在对会计队伍进行职业教育培训过程中,培训单位既承担了培训工作,又承担了考核工作。个别培训单位为了在较短时间内完成整个培训计划,提高经济效益,重视报名数量,不重视参加数量,个别会计人员只报名不参加培训,同样可以通过考试,难以切实发挥继续教育培训应有的职能作用。此外,在进行会计人员继续教育培训过程中,教师一般采用灌输式教学模式,这种教学模式虽然简单直观,但因为将学员的思想禁锢在课堂,不能加强和教师的有效沟通,学员在学习过程中缺乏兴趣。

m—样品的质量,g;

  

图2 二乙烯三胺质量对黏度的影响Fig.2 The effects of mass of diethylenetriamine on viscosity

  

图3 单酸比重对聚酰胺黏度的影响Fig.3 The effects of ratio of mono acid on viscosity of polyamide

配制浓度为0.1mol/L的高氯酸标准溶液并标定,称取适量样品于锥形瓶中,加入冰乙酸-纯苯溶剂溶解样品,加入甲基紫指示剂,用标定好的高氯酸标准溶液滴定至由紫色变为纯蓝色,即为终点。按下式计算胺值。

“喂!你们两个小鬼,在这里鬼鬼祟祟的干什么?”一个严厉的声音从身后传来。霍铁急忙回头,只见一个穿着军绿色大衣的老爷爷正朝这边走过来。他看起来六十多岁,胳臂上套着一个写着“巡逻”字样的袖章。

2.3 色度的影响因素

聚酰胺的色度主要受原料二聚酸的影响。本文采购三种不同厂家的二聚酸制备聚酰胺,而三种聚酰胺的加德纳色度从4~6不等。所以在制备聚酰胺时尽量选择颜色浅的二聚酸。本文通过图3试验发现,随着单酸比重增加,聚酰胺透明度由透明逐渐变浑浊,所以单酸的比重越大,产品透明度越差。

2.4 咪唑啉含量

随着脱水缩合反应的进行,当投料1kg时,脱水达到50g左右,继续保温,酰胺基会与仲胺反应脱水缩合成咪唑啉环。反应式如下

(1)羧酸和氨基的反应

用红外光谱法测定咪唑啉含量[8],配制不同浓度的聚酰胺溶液,测不同浓度下咪唑啉的吸光度,吸光度对浓度作图,测试实际咪唑啉吸光度,通过曲线得到对应咪唑啉浓度,在相同体积下,计算咪唑啉浓度的比值,即为咪唑啉含量。

聚酰胺的黏度主要受投料比影响,在保持酸的比例不变,增大胺的投入,其结果如图2所示。保持胺的比例不变,单酸与二聚酸的投料比对黏度的影响见图3。由于常温下聚酰胺黏度较大,所以本文所测黏度均为恒温75℃时检测。

⑱⑳ ㉑ Breidenbach ,Mediation:Struktur,Chancen und Risiken von Vermittlung im Konflikt,1995,S.72.

(2)聚酰胺自身形成咪唑啉环

R—CONH—CH2—CH2—NH—RH2O

在相同反应条件下,改变保温时间及反应温度对咪唑啉含量影响结果如图4和图5所示。

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图4 保温时间对咪唑啉含量的影响Fig.4 The effects of holding time on imidazoline content

  

图5 反应温度对咪唑啉含量的影响Fig.5 The effects of reaction temperature on imidazoline content

由图4可知,随着保温时间的延长,咪唑啉含量会增加,当增加到一定值时继续延长保温时间咪唑啉含量保持不变,最佳保温时间为5h。由图5可知,当提高反应温度时,咪唑啉含量会增加,当增加到一定值时继续提高反应温度咪唑啉含量保持不变,且在高温下反应生成的聚酰胺颜色加深,所以最佳反应温度为160~170℃。

2.5 红外光谱分析

在相同配料条件下,保温4h与6h的聚酰胺树脂红外光谱如图6和图7所示。

  

图6 保温4h聚酰胺红外光谱Fig.6 The IR spectrum of polyamine with a holding time of 4h

  

图7 保温6h聚酰胺红外光谱Fig.7 The IR spectrum of polyamine with a holding time of 6h

由图6和图7可看出1646~1650cm-1为酰胺基吸收峰。对比图6,图7中在1606cm-1附近出现了明显的咪唑啉特征吸收峰。由峰面积对比可知随着保温时间延长咪唑啉含量逐渐增大,而保温4h的聚酰胺75℃黏度是3100mPa·s,保温6h的聚酰胺75℃黏度是2750mPa·s,进而验证了咪唑啉含量的增多可降低聚酰胺树脂的黏度。

3 结论

(1)相同反应条件下,胺的比重越大,胺值越大。

(2)相同反应条件下,单酸与二聚酸投料一定,二乙烯三胺比重越大,黏度越小。胺的投料一定,单酸占二聚酸的比重越大,黏度越小。

课程设计是基于一定的目标和要求对课程的实体(课程方案、课程计划等)进行规划和安排,主要包括课程目标确立和课程内容选择和组织。[5]我们根据工作绩效改进和专业素养提升的培训目标,分别设置了指向教学技能提升和学习反思能力提升的两条课程主线,围绕“双主线”进行课程内容选择和组织。基于工作绩效改进的课程主线以学科核心内容为载体,将教学设计与实施作为主线;基于专业素养提升的课程主线则以反思框架为载体,以课程反思为主线,课程设计思路如图1所示。

(3)聚酰胺的色度主要取决于二聚酸的颜色。单酸比重越大,聚酰胺的透明度越差。

(4)相同反应条件下,保温时间越长,咪唑啉含量越大,后基本保持不变。反应温度越高,咪唑啉含量越大,后基本保持不变。

参考文献:

[1] 于平,张国亮.室温快固化环氧树脂固化剂研究进展[J].当代化工,2012,41(2):173~176.

[2] 张国辉.聚酰胺固化剂贺缩水甘油醚稀释剂合成及改性性能研究[D].长春:吉林大学,2011.

[3] 叶龙,彭永利.低粘度聚酰胺的合成[J].武汉工程大学学报,2010,32(11):81~84.

[4] 刘其能.桐油制取浅色低分子聚酰胺树脂的研究[J].贵州化工,1993(4):36~39.

[5] 王定选.我国聚酰胺固化剂的现状与展望[J].热固性树脂,1997(2):39~41.

[6] 胡玉明,吴良义.固化剂[M].北京:化学工业出版社,2004.

[7] 张兰芬,周秀丽.环氧树脂固化剂胺值的测定[J].涂料技术与文摘,2004,25(1):40~41.

[8] 李树安,张珍明.红外光谱法测定烷基咪唑啉含量[J].日用化学工业,1991(4):38~40.

 
郭焕,吕政昊
《化学与粘合》 2018年第03期
《化学与粘合》2018年第03期文献

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