Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) Мухамадиева Ляля Тауфиковна

Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак)
<
Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак)
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Мухамадиева Ляля Тауфиковна. Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак) : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.06.- Казань, 2001.- 131 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-2/439-1

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Способы получения полиуретанов и покрытий на их основе (Обзор литературы) 8

1.1 Изоцианатные способы получения полиуретанов и покрытий на их основе 8

1.2 Неизоцианатные способы получения полиуретанов и покрытий на их основе 12

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 33

2.1. Характеристика исходных материалов 33

2.2 Методы исследования 34

ГЛАВА 3. Получение гидроксил содержащих олигоуретанов 41

3.1 Синтез уретангликолей 41

3.1.1 Уретангликоли на основе циклокарбонатов и диаминов ... 41

3.1.2 Уретангликоли на основе циклокарбонатов, аммиака и альдегидов 47

3.2 Синтез гидроксил со держащих олигоуретанов 58

3.2.1 Олигоуретаны на основе уретангликолей 58

3.2.2 Олигоуретаны на основе Р-уретаноспиртов 70

ГЛАВА 4. Использование гидроксилсодержащих олигоуретанов для получения пленкообразующих веществ и покрытий 74

4.1 Уретанформальдегидные олигомеры и покрытия на их основе 74

4.1.1 Уретанформальдегидные олигомеры, полученные с использованием диаминов 75

4.1.2 Уретанформальдегидные олигомеры, полученные с использованием аммиака 87

4.2 Покрытия на основе порошковых композиций из гидроксил-содержащих олигоуретанов и эпоксидных олигомеров 94

4.3 Водорастворимые гидроксилсодержащие эпоксиуретановые олигомеры и покрытия на их основе 103

Выводы 112

Литература 114

Введение к работе

Актуальность проблемы. Полиуретаны (ПУ) относятся к полимерным материалам, имеющим большое промышленное значение. На их основе получают синтетические волокна, эластомеры, пеноматериалы, пластические массы, герметики, резины, клеи, лакокрасочные материалы (ЛКМ) и др.

Полиуретановые ЛКМ образуют покрытия (Пк), отличающиеся высокой эластичностью, твердостью, абразивостойкостью, декоративными и электроизоляционными свойствами, адгезией к различным материалам, атмосфере- и водостойкостью, устойчивостью к действию растворителей и других химических веществ.

Однако широкое использование полиуретанов в производстве ЛКМ сдерживается существующим способом их получения, основанном на применении диизоцианатов, которые являются высокотоксичными, нестабильными к действию влаги воздуха и дорогими продуктами.

В последнее время проводятся поиски неизоцианатных путей синтеза полиуретановых пленкообразующих веществ. Среди них особое внимание уделяется использованию уретанообразования по реакции циклический карбонат-амин. Однако, разработанные при этом материалы по различным причинам (отсутствие исходных веществ, недостаточная растворимость компонентов в доступных растворителях и др.) пока не нашли практического применения. Поэтому поиски новых неизоцианатных путей синтеза полиуретановых пленкообразующих веществ, основанных на использовании доступного отечественного сырья, весьма актуальны.

Цель работы заключалась в разработке неизоцианатных способов получения уретансодержащих олигомеров на основе доступного отечественного сырья с использованием реакции циклический карбонат- амин (аммиак) и изучение пригодности синтезированных олигомеров для формирования лакокрасочных Пк.

Научная новизна работы. Разработан способ получения уретангликолей (УГ), заключающийся во взаимодействии альдегидов с Р-уретаноспиртами (УС). Предложен механизм реакции.

Изучены основные закономерности реакции поликонденсации УГ с образованием гидроксилсодержащих уретановых олигомеров (УО) и найдены оптимальные режимы ее проведения. Показано, что У О могут быть получены также взаимодействием УС с формальдегидом.

Изучена реакция УО с формальдегидом и смесями формальдегид - спирт, что позволило разработать способ получения уретанформальдегидных олигомеров (УФО).

Исследован процесс отверждения смесей УО с эпоксидными олигомерами (ЭО).

Разработан способ синтеза водорастворимых эпоксиуретановых олигомеров (ЭУО) по реакции УГ с модифицированными ЭО.

Практическая ценность работы. Показано, что разработанные с использованием доступных исходных веществ УФО, водорастворимые ЭУО, а также порошковые смеси УО с ЭО могут быть использованы в качестве пленкообразующих веществ для формирования Пк, сопоставимых по своим свойствам с Пк, полученными с использованием диизоцианатов.

Апробация работы. Отдельные разделы работы были представлены на девятой и десятой международных конференциях студентов и аспирантов "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Казань, 1998,2001 г.г.), научно- практической конференции "Энергосбережение в химической технологии 2000" (Казань, 2000 г.), седьмой международной конференции по химии и физикохимии олигомеров "Олигомеры 2000" (Пермь, 2000 г.)

Объем работы .Диссертация состоит из четырех глав. В первой главе дан литературный обзор методов получения ПУ и полиуретановых Пк как с использованием изоцианатов, так и неизоцианатных.

Во второй главе приведена характеристика исходных веществ и описаны методы исследования.

Третья глава посвящена изучению кинетики реакции диаминов с моноциклокарбонатами, синтезу УГ и олигоуретанов на их основе.

В четвертой главе приведены сведения о разработке способов получения УФО, водорастворимых ЭУО, порошковых композиций на основе УО, а также изучении возможности их использования для формирования Пк.

На защиту выносятся:

Способ получения УГ на основе УС и альдегидов.

Способ получения У О по реакции УС с формальдегидом.

Способ получения УФО, пригодных для формирования Пк.

Порошковые композиции на основе смесей У О с ЭО.

Способ получения водорастворимых гидроксилсодержащих ЭУО, пригодных для формирования Пк.

Неизоцианатные способы получения полиуретанов и покрытий на их основе

Актуальность проблемы. Полиуретаны (ПУ) относятся к полимерным материалам, имеющим большое промышленное значение. На их основе получают синтетические волокна, эластомеры, пеноматериалы, пластические массы, герметики, резины, клеи, лакокрасочные материалы (ЛКМ) и др.

Полиуретановые ЛКМ образуют покрытия (Пк), отличающиеся высокой эластичностью, твердостью, абразивостойкостью, декоративными и электроизоляционными свойствами, адгезией к различным материалам, атмосфере- и водостойкостью, устойчивостью к действию растворителей и других химических веществ.

Однако широкое использование полиуретанов в производстве ЛКМ сдерживается существующим способом их получения, основанном на применении диизоцианатов, которые являются высокотоксичными, нестабильными к действию влаги воздуха и дорогими продуктами.

В последнее время проводятся поиски неизоцианатных путей синтеза полиуретановых пленкообразующих веществ. Среди них особое внимание уделяется использованию уретанообразования по реакции циклический карбонат-амин. Однако, разработанные при этом материалы по различным причинам (отсутствие исходных веществ, недостаточная растворимость компонентов в доступных растворителях и др.) пока не нашли практического применения. Поэтому поиски новых неизоцианатных путей синтеза полиуретановых пленкообразующих веществ, основанных на использовании доступного отечественного сырья, весьма актуальны.

Цель работы заключалась в разработке неизоцианатных способов получения уретансодержащих олигомеров на основе доступного отечественного сырья с использованием реакции циклический карбонат- амин (аммиак) и изучение пригодности синтезированных олигомеров для формирования лакокрасочных Пк.

Научная новизна работы. Разработан способ получения уретангликолей (УГ), заключающийся во взаимодействии альдегидов с Р-уретаноспиртами (УС). Предложен механизм реакции. Изучены основные закономерности реакции поликонденсации УГ с образованием гидроксилсодержащих уретановых олигомеров (УО) и найдены оптимальные режимы ее проведения. Показано, что У О могут быть получены также взаимодействием УС с формальдегидом. Изучена реакция УО с формальдегидом и смесями формальдегид - спирт, что позволило разработать способ получения уретанформальдегидных олигомеров (УФО). Исследован процесс отверждения смесей УО с эпоксидными олигомерами (ЭО). Разработан способ синтеза водорастворимых эпоксиуретановых олигомеров (ЭУО) по реакции УГ с модифицированными ЭО. Практическая ценность работы. Показано, что разработанные с использованием доступных исходных веществ УФО, водорастворимые ЭУО, а также порошковые смеси УО с ЭО могут быть использованы в качестве пленкообразующих веществ для формирования Пк, сопоставимых по своим свойствам с Пк, полученными с использованием диизоцианатов. Апробация работы. Отдельные разделы работы были представлены на девятой и десятой международных конференциях студентов и аспирантов "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Казань, 1998,2001 г.г.), научно- практической конференции "Энергосбережение в химической технологии 2000" (Казань, 2000 г.), седьмой международной конференции по химии и физикохимии олигомеров "Олигомеры 2000" (Пермь, 2000 г.) Объем работы .Диссертация состоит из четырех глав. В первой главе дан литературный обзор методов получения ПУ и полиуретановых Пк как с использованием изоцианатов, так и неизоцианатных. Во второй главе приведена характеристика исходных веществ и описаны методы исследования. Третья глава посвящена изучению кинетики реакции диаминов с моноциклокарбонатами, синтезу УГ и олигоуретанов на их основе. В четвертой главе приведены сведения о разработке способов получения УФО, водорастворимых ЭУО, порошковых композиций на основе УО, а также изучении возможности их использования для формирования Пк. На защиту выносятся: 1. Способ получения УГ на основе УС и альдегидов. 2. Способ получения У О по реакции УС с формальдегидом. 3. Способ получения УФО, пригодных для формирования Пк. 4. Порошковые композиции на основе смесей У О с ЭО. 5. Способ получения водорастворимых гидроксилсодержащих ЭУО, пригодных для формирования Пк.

Уретангликоли на основе циклокарбонатов и диаминов

Синтез УГ на основе циклокарбонатов и диаминов. В колбу снабженную мешалкой и термометром, помещали 1 моль этиленкарбоната (ЭК) или 1,2-пропиленкарбоната (ПК) и при температуре 40-60С дозировали к нему 0.5 моля этилендиамина или гексаметилендиамина (ГМДА). Далее температуру поднимали до 70-90С и выдерживали до полного исчерпывания аминогрупп. Характеристика синтезированных УГ приведена в таблице 3.1.

Синтез (З-уретаноспиртов (УС). В колбу снабженную мешалкой и термометром помещают 1 моль циклокарбоната, нагревают до 40-45 С и при перемешивании добавляют 25%-ый водный раствор аммиака, взятый с избытком 10-15% от теоретически необходимого, с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 50С. При необходимости проводят охлаждение водой. Далее осуществляют выдержку реакционной массы при указанной температуре в течение 30-40 мин. Для выделения продуктов реакции в вакууме водоструйного насоса при 60-70С удаляют воду и непрореагировавший аммиак, а далее при остаточном давлении около 0.1 кПа при 105-110С - циклокарбонат. Очистку УС проводят перегонкой в вакууме. УС представляют собой вязкие жидкости. Кроме того по известному способу [136] были синтезированы два УС взаимодействием ПК с бутиламином и бензиламином. Характеристика синтезированных УС приведена в таблице 3.3.

Синтез уретангликолей на основе уретаноспиртов и альдегидов. В реактор снабженный мешалкой и термометром помещали УС и формальдегид при молярном соотношении 2:1. Соляной кислотой доводили рН реакционной среды до 2. Затем реакционную смесь выдерживали 2-3 часа при темературе около 60С. Выделение УГ проводили следующим образом. После охлаждения и нейтрализации реакционной массы в вакууме водоструйного насоса при температуре 50-60С удаляли воду, а оставшийся УГ очищали высаживанием гексаном из раствора в ацетоне. Остатки растворителя удаляли вакуумированием при 60-70С. Другие УГ получали по описанной выше методике. Характеристика УГ приведена в таблица Синтез олигоуретанов: 1). Поликонденсацией УГ. Образцы олигоуретанов получали при 170-190 С в присутствии 1 масс % дилаурата дибутилолова (ДЛДБО) в установке, состоящей из реактора, снабженного мешалкой и термометром, а также прямого холодильника с приемником в виде градуированной пробирки. Остаточное давление в реакторе поддерживали в пределах 2.0-2.5 кПа. Путем остановки реакции на стадиях выделения рассчитанных заранее количеств побочных продуктов (этилен- или 1,2-пропиленгликоля) получены образцы олигомеров с различной молекулярной массой. Некоторые сведения о синтезированных олигоуретанах представлены в таблице 3.9.

Реакцию проводили в две стадии. Первой стадии изучаемой реакции является образование 14- метилольного производного УС. Оно получено при взаимодействии эквимолекулярных количеств формальдегида и УС-1 при рН=10 и температуре 55-60С. В этих условиях реакция протекала в течение 5-6 ч. Продукт реакции выделяли нейтрализацией реакционной массы и последующей отгонкой воды в вакууме. Очистку продукта осуществляли высаживанием его гексаном из раствора в этаноле и вакуумированием от остатков растворителей. Поликонденсацию Ы-мегилол-УС проводили перемешиванием в вакууме водоструйного насоса при остаточном давлении 6.5-7 кПа в присутствии каталитического количества НС1 (0.01 моль на 1 моль реагента). Температуру реакции медленно поднимали от 60 до 120С. О ходе процесса поликонденсации судили по выделению воды, пары которой конденсировали в холодильнике, и по возрастанию вязкости продукта. Реакцию завершали, когда выделение воды заканчивалось и вязкость расплава олигомера, наблюдаемая визуально, оставалась практически неизменной. Характеристика синтезированных олигоуретанов приведена в таблице 3.10.

Синтез уретанформальдегидных олигомеров (УФО): Для проведения реакции применяли растворы уретановых олигомеров (УО) в растворителе с концентрацией 30-35% и формалин с содержанием формальдегида 36%. Ход процесса контролировали, измеряя концентрацию формальдегида в реакционной среде. УФО-1 был получен в среде диоксана при рН=11 и эквимолекулярном соотношении формальдегида и уретановых групп. УФО-2- УФО-5 синтезировали в кислой среде (рН=2) в присутствии бутанола при различном соотношении реагентов. УФО-6- УФО-8 также синтезировали в кислой среде (рН=2) в присутствии этилового и бутилового спиртов при мольном соотношении формальдегида и уретановых групп Температура во всех случаях была 60-80С. Образцы олигомеров в виде растворов в диоксане, бутаноле или этаноле с концентрацией 50-55% получали путем отгонки из нейтрализованной реакционной массы в вакууме азеотропной смеси воды и части растворителя. Характеристика полученных УФО представлена в таблице 4.1 и 4.5.

Приготовление порошковых композиций. УО-4 или УО-11 тщательно перемешивали в расплаве с эпоксидными олигомерами (Э-49П или Э-23) при температуре 110-130С при различных соотношениях. Добавляли 1% ДЛДБО. Охлажденные расплавы измельчали до получения порошка с размером частиц менее 100 мкм.

Синтез водорастворимых гидроксилсодержащих олигомеров. Вначале обрабатывали диэтиламином низкомолекулярные эпоксидные олигомеры Э-40 и ЭД-20. В реакторе, снабженным термометром и мешалкой, растворяли эпоксидный олигомер (0.167 моль) в этилцеллозольве при 80С. При комнатной температуре добавляли диэтиламин (0.334 моль). Далее в течение 1 часа перемешивали без нагрева, затем 1 час при температуре 55-60С, 1 час - при 70-75С, 0.5 часа-при 80С, 0.5 часа-при 100С. Затем растворитель удаляли вакуумированием. Далее проводили соконденсацию УГ (УГ-1 или УГ-5) с полученными гидроксилсодержащими олигомерами при мольном соотношении (2-КЗ): 1. Вводили 2% ДЛДБО. Реакцию проводили при температуре 170-185С в вакууме с остаточным давлением 2-2.5 кПа. Выделяющийся при этом 1,2-пропиленгликоль конденсировали в холодильнике. Реакцию заканчивали при выделении 1,2-пропиленгликоля в количестве 1.1-1.2 моля на 1 моль исходного УГ.

Олигоуретаны на основе уретангликолей

Видно, что высокими защитными свойствами обладают Пк полученные на основе смесей ПЭ-1 с УФО-6 и УФО-8, которые не растворимы в воде. По приведенным в таблице 4.8 показателям они близки к Пк, содержащим в своем составе УФО, полученных с использованием ГМДА (таблица 4.4).

Пониженные защитные свойства Пк на основе композиции 8 могут быть объяснены тем, что они сформированы на основе водорастворимых олигомеров УФО-7 и лапрола-503, и поэтому даже в отвержденном состоянии сохраняют достаточно высокую гидрофильность.

Таким образом, УФО, полученные с использованием дешевого аммиака, могут быть использованы для формирования сетчатых Пк с высокими физико-механическими и защитными показателями. Покрытия на основе порошковых композиций из гидроксилсодержащих олигоуретанов и эпоксидных олигомеров Большинство выпускаемых в настоящее время лакокрасочных материалов (ЛКМ) содержит значительное количество (40-70%) органических растворителей, которые безвозвратно теряются в процессе сушки Пк. Токсичность и пожароопасность используемых растворителей создает определенные трудности при организации окрасочных работ, а выбросы их паров в атмосферу является одним из источников загрязнения окружающей среды. Кроме того органические растворители дороги. Сокращение или полное исключение из рецептур ЛКМ органических растворителей является важной задачей развития современной лакокрасочной промышленности [168,169]. Одним из путей ее решения является создание порошковых композиций, для которых характерно полное отсутствие растворителей. Твердые эпоксидные олигомеры (ЭО) находят широкое применение в качестве порошковых термореактивных пленкообразователей [169]. Известно достаточно много отвердителей этих олигомеров. Для получения Пк с комплексом хороших физико-механических и защитных свойств за рубежом в качестве отвердителей нашли применение блокированные диизоцианаты [169, 170]. Их получают взаимодействием диизоцианатов с некоторыми соединениями, содержащими активный атом водорода, например, с фенолами, лактамами и др.: При повышенной температуре (150 С и более) указанная реакция протекает в обратном направлении и образующийся диизоцианат отверждает ЭО, а реагент Я -Н испаряется из Пк. Композиции из ЭО и блокированных диизоцианатов, а также Пк на их основе называют эпоксиуретановыми [171]. Такие Пк сочетают в себе положительные свойства эпоксидных и полиуретановых Пк. Наличие в их составе уретановых групп повышает прочностные и защитные свойства, устойчивость к абразивному износу. Отсутствие производства эпоксиуретановых пленкообразователей в нашей стране объясняется высокой стоимостью диизоцианатов [124]. Следовательно расширение сырьевой базы уретансодержащих реакционноспособных компонентов для порошковых пленкообразователей является актуальной задачей. Гидроксилсодержащие УО, разработанные нами, являются твердыми веществами и, следовательно, представляют практический интерес для получения порошковых лакокрасочных композиций. Изучалась возможность отверждения порошковых композиций, представляющих собой смеси уретановых олигомеров У0-4 или УО-11 (таблица 3.9) с твердыми ЭО. В качестве ЭО использовались промышленные образцы олигомеров марок Э-49П и Э-23 с содержанием эпоксидных групп 2.8 и 4.9 % соответственно. Испытаны композиции на основе смесей указанных выше компонентов в различных соотношениях (таблица 4.9) [172,173]. В качестве катализатора отверждения применялся дилаурат дибутилолова (ДЛДБО). Приготовление композиций заключалось в тщательном перемешивании олигомеров в расплаве при температуре 110-130С, охлаждении и измельчении до получения порошка с размером частиц менее 100 мкм. Охлажденные расплавы композиций прозрачны, что свидетельствует о хорошей совместимости исходных олигомеров. Дифференциально-термический анализ композиций, проведённый на дериватографе, показал, что температура их отверждения лежит в пределах 160-210С. Экзотермический эффект отверждения невелик и не позволяет количественно интерпретировать протекающие при этом химические превращения. На рисунке 4.11 представлены кинетические кривые образования сетчатого полимера в Пк на основе композиций из Э-49П и УО-4 при 180С. Видно, что при увеличении содержания УО-4 в композициях от 10 до 30% (масс.) скорость формирования структуры Пк возрастает. Дальнейшее увеличение доли УО-4 не желательно вследствие замедления указанного превращения.

О влиянии катализатора на процесс гелеобразования в Пк можно судить по рисунку 4.12. В отсутствии ДЛДБО при 180С полимер сетчатого строения образуется только через 30-35 мин. При введении 0,5% катализатора содержание гель-фракции в Пк при указанной температуре уже через 10 мин достигает значения 70%. Увеличение количества ДЛДБО в исследуемых композициях выше 1.0% не целесообразно, так как оно не приводит к существенному ускорению процесса. Поэтому в дальнейшем во все композиции ДЛДБО вносился в количестве 1%.

Уретанформальдегидные олигомеры, полученные с использованием диаминов

Указанные предположения сделаны на основе данных ИК- спектроскопии. В ИК-спектрах Пк после отверждения не только сохраняются полосы поглощения уретановой группы, но и возникает новая полоса при 1640 см"1, характеризующая наличие карбонильной группы аллофаната.

Тот факт, что процесс отверждения сопровождается потерей массы олигомера вследствие выделения побочного продукта (1,2- пропиленгликоля), доказан нами экспериментально. Термогравиметрические кривые образцов ЭУО, неподвергнутых нейтрализации уксусной кислотой, полученные в изотермическом режиме при 180 и 200С представлены на рисунке 4.18. Видно, что потеря во всех случаях составляет не более 9% и мало зависит от структуры ЭУО, хотя и прослеживается тенденция увеличения потери массы образца с увеличением содержания в составе ЭУО уретановых групп. Из этого рисунка видно также, что процесс отверждения, связанный с потерей массы, практически заканчивается через 30 минут и после этого изменение массы образцов не происходит. Термогравиметрический анализ отвержденных Пк, проведенный на дериватографе при скорости подъема температуры 5С в минуту, показал, что потеря массы Пк в количестве 10% наблюдается при 240-260С, 20% - при 280-350С, 50% - при 380-520С и возрастает с увеличением содержания в структуре Пк уретановых групп. Указанные данные свидетельствуют о достаточно высокой термостабильности Пк. Значения молекулярной массы отрезка цепи между узлами сетки Мс и плотность сшивки Пс в отвержденных Пк, определенные по величине равновесного модуля высокоэластичности, приведены в таблице 4.11. Из таблицы видно, что густота сетки в отвержденных пленках возрастает с увеличением содержания в исходном ЭУО уретановых групп ( от ЭУО-1 к ЭУО-3). Все результаты, приведенные выше, касались процесса отверждения ЭУО, полученных с использованием УГ-1. Изучение процесса отверждения Пк на основе ЭУО-5, синтезированного с применением УГ-5, показало, что образование сетчатого полимера в этом случае протекает довольно медленно, а его содержание не превышает 75%. Пк, полученные при этом обладают плохой эластичностью и устойчивостью при ударе (10-15 мм и 0.5-1.0 Дж соответственно). Следовательно, ЭУО-5 и Пк на их основе не представляют практического интереса. Некоторые физико-механические свойства Пк на основе ЭУО, отвержденные в течении 60 минут, приведены в таблице 4.12. Из таблицы можно сделать вывод, что при отверждении олигомеров ЭУО-1-КЭУО-4 при температуре 180-200С образуются Пк с высоким содержанием гель-фракции и хорошими физико-механическими свойствами. Изучались устойчивость Пк на основе олигомеров ЭУО-2 и ЭУО-4 в агрессивных средах. Полученные данные представлены в таблице 4.13. Видно, что в 10%-ом растворе серной кислоты защитные свойства не высоки, что объясняется образованием в Пк солевых групп вследствие взаимодействия кислоты с аминогруппами полимера. По устойчивости в среде дистиллированной воды и 3%-ого раствора №С1 Пк не уступают эпоксиуретановым Пк, полученным традиционным изоцианатным способом. Таким образом, нами разработан способ получения водорастворимых ЭУО. Пк, полученные на их основе, обладают комплексом высоких физико-механических и защитных (кроме кислых сред) свойств, соизмеримых со свойствами эпоксиуретановых Пк, сформированных из растворов олигомеров в органических растворителях. Указанное позволяет предположить, что разработанные олигомеры и Пк на их основе представляют практический интерес. ВЫВОДЫ Разработаны неизоцианатные способы получения гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклический карбонат-амин (аммиак). 1. Изучена кинетика реакции образования уретангликолей (УГ) при взаимодействии диаминов с моноциклокарбонатами. Показано, что реакция имеет общий второй порядок и первые порядки по реагентам. 2. Разработан способ получения УГ без использования диаминов, заключающийся во взаимодействии альдегидов с Р-уретаноспиртами - продуктами реакции циклокарбонатов с аммиаком. Изучена кинетика и предложен механизм реакции. 3. Исследованы основные закономерности реакции поликонденсации УГ с образованием гидроксилсодержащих уретановых олигомеров (УО). Определены оптимальные режимы ее проведения. Синтезированы образцы УО, различающиеся молекулярной массой и химическим строением. 4. Разработан способ получения УО по реакции р-уретаноспиртов с формальдегидом. 5. Разработан способ получения уретанформальдегидных олигомеров (УФО) взаимодействием УО с формальдегидом или смесями формальдегид - алифатический спирт. 6. Показано, что УФО могут быть использованы в качестве пленкообразующих веществ при получении покрытий с высокими физико-механическими и защитными свойствами. 7. Разработаны порошковые композиции на основе смесей У О с эпоксидными олигомерами, пригодные для формирования качественных покрытий.

Похожие диссертации на Получение гидроксилсодержащих олигоуретанов и покрытий на их основе с использованием реакции циклокарбонат-амин (аммиак)