胡静创新答辩ppt-欢迎

2005.5大豆油基不饱和聚酯泡沫塑料的制备的初步研究答辩人：胡静导师：容敏智教授章明秋教授吴素平博士生中山大学第五届创新基金答辩论文论文题目2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文主要内容•用丙烯酸与环氧大豆油(ESO)反应制备丙烯酸酯化环氧大豆油(AESO)•制备丙烯酸酯化环氧大豆油(AESO)为基体的不饱和聚酯泡沫塑料课题背景•可生物降解天然复合材料•大豆油多醇(HESO)可制成硬质聚氨酯泡沫塑料(本课题组)•AESO的制备和聚合(Delaware大学)2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文ESO改性方案OOOOOOOOOOHCL,HBr，CH3OHOOXOHXOHOOXOHOXOHOX=Br,Cl,CH3O,orHESOHESO丙烯酸OOOOOOOHOHOOOOOOOOHOOH马来酸酐OOOOOOOOOOOOOOOMA-ESOAESO实验设计—制备AESO•环氧大豆油(ESO)•环氧大豆油(ESO)改性成丙烯酸酯化环氧大豆油(AESO)以文献的方法为基础，尝试改变催化剂,反应温度做相应结构表征(如核磁共振,红外,酸值滴定,GPC)得出最佳方案2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文实验设计—制备泡沫塑料观察AESO的聚合2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文AESO发泡•用不同的引发剂及配比•不同温度•不同交联单体•发泡剂,用不同的引发剂,交联单体发泡,制样•测试泡沫塑料性能•分析结果,建立泡沫塑料与各影响因素的关系得到较统一的聚合方法AESO分子结构图第一部分AESO制备部分--反应机理2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文丙烯酸与环氧基的亲核取代反应碱催化机理AESO制备部分---实验方法反应部分测试部分在反应的0.5h、1h、2h、4h、6h、8h和11h时取样,提纯,测1HNMR分析,FTIR分析,酸值滴定,和凝胶渗透色谱分析GPC.反应配比表物质质量/gESO100丙烯酸21催化剂:N,N-二甲基苄胺三乙烯二胺(DABCO)0.2对苯二酚0.32005.5中山大学第五届创新基金答辩论文催化剂温度/℃三乙烯二胺(DABCO)95(文献方法)三乙烯二胺(DABCO)120N,N-二甲基苄胺120AESO制备部分----结果讨论ppm(t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0-50005001000150020002500300035001.001.7612345678ESO的1HNMR谱图图AESO制备部分----结果讨论现象•环氧基(6)2个H原子的吸收峰(2.8-3.2ppm)逐渐变小，•丙烯酸脂基上的不饱和碳原子(5)上三个H原子的吸收峰(5.8-6.6ppm)逐渐变大，•醚基碳原子上的H原子的吸收峰(约4.5ppm处)也逐渐变大。ppm(t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0-5000500100015002000250030001.001.930.10123456用N,N-二甲基苄胺作催化剂,并在120℃油浴中反应8小时制得的AESO的1HNMR图•我们对用N,N-二甲基苄胺作催化剂,120℃油浴的系列反应做了各反应时间的核磁测试,也对其他系列做了测试,得到的右图的结果AESO制备部分----结果讨论0246810120.00.51.01.52.02.53.03.54.0thecontentofexpoxideofacrylategroupstime/h制备AESO的过程中丙烯酸酯基和环氧基的转化情况epoxiesacrylatesN,N-二甲基苄胺,120℃DABCO,120℃DABCO,95℃图1用N,N-二甲基苄胺作催化剂在120℃油浴中制备AESO的酸值变化曲线图2用DABCO作催化剂在120℃油浴中制备AESO的酸值变化曲线024681012406080100120140160180200Acidnumber(mgKOH/g)time/h024681012406080100120140160180200Acidnumber(mgKOH/g)time/hAESO制备部分----结果讨论酸值滴定AESO制备部分----结果讨论5001000150020002500300035004000%transmittancewavenumbers(cm-1)(1)AESO-dimethyibenzylamine-120/8h(2)AESO-DABCO-95/11h(3)AESO-DABCO-120/8h(1)(2)(3)(1)N,N-二甲基苄胺,120℃,8h,AESO的IR图(2)DABCO,95℃,11h,AESO的IR图(3)DABCO,120℃,8h,AESO的IR图5001000150020002500300035004000%Transmittancewavenumbers(cm-1)(1)ESO(2)AESO-dimethylbenzylamine-120/8h(1)(2)(1)ESO的红外光谱图(2)N,N-二甲基苄胺,120℃,8h,AESO的IR图010203040-2024681012141618MVMinutes7531393113950AESO制备部分----结果讨论010203040-5051015202530MVMinutes61173251图1ESO的GPC谱图DABCO,95℃,11h,(文献方法)AESO的GPC谱图010203040-4-202468101214MVMinutes8117426714774DABCO,120℃，8h,AESO的GPC谱图说明:分子量,低聚物AESO制备部分----小结•各方法制得的AESO的碳架结构和官能团基本一致。•提高温度至120℃：（1）不会引起除甘油三酯聚合以外的副反应。(2)有利于提高酯化率和生成更多的甘油三酯低聚物，比文献的方法要高约15%。在120℃的温度制备AESO是可行的。•两种催化剂制备AESO：作用效果基本一致。用N,N-二甲基苄胺作催化剂比DARCO所得AESO酯化率略高一些。目前，N,N-二甲基苄胺价格较低，成本更低。•选用方法用N,N-二甲基苄胺作催化剂在120℃油浴中制备AESO，反应8h•聚合AESO的结构类似于不饱和聚酯，我们用氧化还原引发剂，加上交联单体聚合•发泡大豆油基不饱和聚酯泡沫塑料是热固性泡沫塑料，其发泡过程是与熔体的缩聚反应同时进行的第二部分泡沫塑料的制备-----反应机理AESO分子结构图泡沫塑料的制备----实验部分聚合发泡•引发剂体系：过氧化苯甲酰和二甲基苯胺过氧化环己酮和环烷酸钴•交联单体：苯乙烯，甲基苯烯酸甲酯（MMA）•改变温度：过氧化苯甲酰和二甲基苯胺体系•发泡：不同引发剂体系，交联单体•测试：制样，密度，膨胀率，立体显微镜，压缩测试，回弹效果，泡沫塑料的制备-----结果讨论•表1不同BPO含量的反应情况对比(80℃水浴下)表2不同叔胺含量的反应情况对比(80℃水浴下)表3在同一配方下不同水浴温度的反应情况对比01234560100200300400500600700Time/sBPO含量/%黏度突然增大时间能使气泡膨胀时间0.10.20.30.40.50.6020040060080010001200Time/s叔胺含量/%黏度突然增大时间能使气泡膨胀时间6264666870727476788082840100200300400500600700800900Time/s温度/℃黏度突然增大时间能使气泡膨胀时间未能凝胶未能凝胶泡沫塑料的制备--结果讨论17781167024681012141618纯MMA1:1纯苯乙烯膨胀倍数BPO系列CHP系列不同物质的膨胀倍数图泡沫塑料的制备---结果讨论不同单体的力学性能----应力应变曲线010203040500100200300400500600MMA苯乙烯:MMA1:1苯乙烯应变/%应力/N*m-2*1000-100102030405060708004080120160200240应力/N*m-2*1000应变/%MMA苯乙烯:MMA1:1苯乙烯以CHP为引发剂制得的泡沫塑料的应力-应变曲线以BPO为引发剂制得的泡沫塑料的应力-应变曲线泡沫塑料的制备---结果讨论不同引发剂--应力应变曲线01020304050-1000100200300400500600700应力/N*m-2*1000应变/%CHP系列BPO系列01020304050050100150200250应变/%应力/N*m-2*1000CHP系列BPO系列交联单体用苯乙烯、两种不同引发剂所得泡沫塑料的应力-应变曲线交联单体用混合MMA/Styrene＝1：1、两种不同引发剂所得泡沫塑料的应力-应变线泡沫塑料的制备---结果讨论压缩后回弹体积968577100100100020406080100120MMA两种等量混合苯乙烯压后体积/%BPO系列CHP系列不同引发剂和不同交联单体对泡沫塑料的压缩50%后尺寸回复率的影响在CHP引发下，用不同交联单体所得的泡沫塑料的立体显微镜图（放大64倍）泡沫塑料的制备---结果讨论单体：纯MMA单体：苯乙烯：MMA=1:1单体：纯苯乙烯泡沫塑料的制备----小结(1)要制备大豆油基不饱和聚酯泡沫塑料，必须选择适当的反应配方(2)利用了合适的引发剂和发泡剂,制成了目标产品(3)通过改变引发剂的种类和交联单体的种类,调节大豆油基不饱和聚酯泡沫塑料的力学性能，膨胀程度，泡孔结构等,初步做到了用分子结构调节泡沫塑料性能的尝试实验总结探索性课题:•完成了丙烯酸酯化环氧大豆油(AESO),根据本实验的情况,对已有的方法进行了改进.•制成了丙烯酸酯化环氧大豆油(AESO)为基体的不饱和聚酯泡沫塑料,并对其进行测试,对控制其制品性能有初步的掌握.2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文实验展望•尝试多种类型的发泡方法(发泡剂,工艺等)•对泡沫塑料进行更多的表征(分子结构等)•寻找标准化更高的工艺生产•进行改性,功能化(如增强型泡沫塑料)•对泡沫塑料的降解性能的研究2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文致谢•衷心感谢容敏智教授,章明秋教授,杨桂成老师的宝贵指导和热情帮助.•感谢吴素平师姐的悉心指导和帮助•感谢材料所,实验室的师兄师姐及同学的关心和帮助•感谢创新基金的大力支持2005.5中山大学第五届创新基金答辩论文