1樓:荼樓
異氰酸酯涉及的化學反應彙總及應用簡述
反應原理
異氰酸酯基(-nco)的高度不飽和的結構,決定了它有較高的反應活性。根據baken等人的異氰酸酯基團的電子共振理論,可以得出由於-nco的共振作用,使其電荷分佈不均勻,產生了親核中心和親電中心。其電子共振結構表示如下:
氮碳氧原子的電負性順序是o>n>c,所以氮原子和氧原子的電子雲密度較大,表現為強的負電性,容易與親電試劑進行反應。與此相反,由於兩端強電負性原子的作用,使得碳原子的電子雲密度降低,表現出較強的正電性,成為親電中心。因此,二異氰酸酯非常容易和含有氫原子的化合物進行反應。
一、聚氨酯合成過程中涉及的基本化學反應
1、nco和羥基的反應
2、nco和水的反應
3、nco和氨基的反應
nco和氨基的反應也是聚氨酯合成工業主要化學反應之一,其主要的應用產品主要在cpu、水性聚氨酯、固化劑以及雙組份聚氨酯等領域。具體應用例項將在今後的內容中以專題的形式進行分享交流。需要特別指出的是,在nco與氨基的反應中,需要嚴格控制反應溫度,因為nco和胺的反應較快,溫度太高容易產生凝膠等不良影響。
4、nco和羧基的反應
nco和羧基的反應是聚氨酯工業中應用較少的反應之一,主要過程是現生成穩定性較差的酸酐,然後分解成脲和二氧化碳。
2樓:愈爾白
rnco + r′oh → rnhcoor′
這個反應屬於二級反應,反應速度隨著羥基含量而變化,不隨異氰酸酯濃度而改變。
異氰酸酯與羥基的摩爾比,一般稱異氰酸酯指數,r值。
r值》1,端nco封端的聚氨酯預聚體。對二異氰酸酯和二元醇而言,r值大於2,體系中含有未反應的遊離異氰酸酯,此時稱之為半預聚體或改性異氰酸酯。
例:一些彈性體預聚體、跑道鋪地膠、聚氨酯密封膠等
r值<1,端oh封端的預聚體。大多聚氨酯膠黏劑的主劑及聚氨酯彈性體生膠。
例:複合膠、聚氨酯油墨連結料、pu革的漿料、磁帶膠、鞋膠等
r值=1,理論上生成分子量無窮大的高聚物,實際上由於水分、雜質等影響不可能。r值越靠近1,分子量越大,體系粘度越大。
異氰酸酯與水的反應
2rnco + h2o → rnhconhr + co2↑
1個水分子與2個nco基團反應得到取代脲,水可以看做一種擴鏈劑或固化劑。這點對聚氨酯的生產及儲存具有重要的指導意義。原材料和產品都需要嚴格控制水分含量。
反應放出二氧化碳氣體,可用在聚氨酯泡沫的生產中,還有溼固化的聚氨酯膠黏劑和塗料。
異氰酸酯與胺基的反應
rnco + r′nh2 → rnhconhr′
rnco + r′nhr〞 → rnhconr′r〞脂肪族伯胺反應速度太快,一般很少用。脂肪族仲胺和芳香族伯胺反應速度稍慢,常用來固化nco封端的預聚體。
moca、e-300、unilink4200等
不同活性氫與異氰酸酯的反應活性
理論上,異氰酸酯可以和所有可以提供活性氫的化合物反應,屬親核反應。在含活性氫的化合物中,親核中心的電子雲密度越大,其負電性越強,它與異氰酸酯反應活性越高,反應速度越快。
脂肪族nh2 ;芳香族nh2;伯oh;水;仲oh;酚oh ;羧基;取代脲;醯胺;氨基甲酸酯。
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