催化剂对HDI和水反应的影响及催化机理探讨.docx

催化剂对HDI和水反应的影响及催化机理探讨

有机金属类催化剂包．括二丁基锡二月桂酸酪（简称DBtDL或DBTI.)、－辛

？酸亚锡，锌铅、钻等的环炕酸盐等 其中以这两种锡催化剂，尿为常用．

？

、/, CH2一CH^

、

N-CH:－CH2-N

CH2CH3

CH3CH2-N

心c,、o-c一(C出如CH:,

CH2-CH.2／

CH2Cll3

心cf

sn

=C

(CHl),oCH3

。二．W乙甚＿胺

。

三乙胺

...:·1

一

8

基锡二J::j杠酸粒i

不同类型的催化剂对异氧酸酣反的应有不同程度的影咐，各有其主要的作用范栩。表2-1和2-2显示了叔胶类催化剂与有机锡类催化不剂同在反应体系中的相对活性：

表2-1叔胺类催化剂与有机锡类催化剂的村对活位性1

Table2-lRelative础叽yoftherer血” -aminemd叩严 tin遠咑迅

催化剂 浓度l% 对NCO-0H反 对NOO扎0反

应的相对活性 应的相对活性

无

1. 0

I.. 0

四甲基T二胺

0.

I

56

I. 6

三亚乙基二月女

o.

l

130

27

二丁基锡二月柱酸

0.

I

210

I. 3

酢

辛酸亚锡

0.

I

别

I. 0

表迈各种催化剂对异氛酸酷和胫基反应的相对话怍叫

T,ble1-? ActivityofCl!组lystsin吐玉宝缸,oofisoc声诅lea:ndhydroyl

（胫基纾分为卅二元醇和环氧丙炕和1得的聚琶NCO·基．与O1基反应的温为度70C）

催化剂

NCOJOH=l, I密封后袄胶时间！m

TDi

无 ?240

乙 胺 120

三亚乙基二胺 4

二T基锡二月仕酸酣 6

辛酸亚锡 4

HOI

240

240

240

3

4

前入的研究也·兀．，I

表明，对NCO/H20 反应体系 叔胺类催化剂比有机锡类

细化剂有更强烈的催化作用（见2表-1)。但是，叔胺类催化剂对干脂肪族HDI与OH基的反应的催化作用却很弱（见2表-2)．而有机锡类金属化合物对脂肪族异氛酸酷的反应却具有明显的催作化用（见表2·2)．

本课题研究的体系是用脂肪族的HDI与1七0发生反应生成具有缩二脉结构

的多异佩酸酪，因此在头验中将同时使用叔胺类与有机锡类催化剂，利用－锡胺催化剂的协同效恕”l共同催化．HDI和水的反应。为此，选用了三亚乙基二胺和二丁基锡二月桂酸陆作为催化剂进行研究，

关千催化剂的用虽，根枢前人经阳l,验都在低于反应物重黛的0.1％的范围

内调整．

2. 2催化剂对反应的影响

将二T基锡二月桂酸能和三亚乙基二胺按照不同的比例配制成混合催化剂溶液，井加入HD1和水的反应体系中进行头验，考察这两种催化剂在此体系中的催化作用和协同如过。

根据HDI和水反应的方程式：

OCN-{CH山－NCO+H2040CN一(CH2)6-NH2+CO21(2.-1}

-NCO基和水反应会生成CO2,, CO2 产生量的多少表明参加了反应的水的多少，

CO2产生速度的大小表明了反应速度的大小。因此，可以用收集到相同量的cot的时间作为衡昼反应快慢的指标山，此衡竞不同浓度的催化剂混合溶液催化作用的强弱．

实验装置如钳3-1所示，女验步骤也如3.2.3所述进行。为了便于比较，所有实验都在相同的条件下进行：相同的反应温度、相同的NCO/H10 麻尔比、村间的催化剂加入县（相对子反应物的冤员分数）．

当反应温度为70它、顷WHl0 的摩尔比为6, 按不同比例配制二丁基锡二

月桂酸酕和三亚乙基＝JI女催化剂的涅合溶液，加入县为反应物重量的001％时，

收集200叫CO2所用的时间列于表2-3.并作图于阳2-1中．

表2-3,不同浓度的催化剂涸合溶液催的化效果

T心长2-3lnlluen心of归 concelltJaliio11ofcatal炟mixtures

催化剂溶液

无

二丁基锡二月柱酸酷

二丁基锡二月桂酸庙三亚乙基二 (4: I)二丁基锡二月桂酸酪三亚乙基二胺(3: 2)二丁基锡二月柱酸酪：三亚乙基二胺0 : 4)三亚乙基二胺

空 llllJn

100

22

17

15

20

27

1收集相同泣co，所用时间

1

·sn 4.:1 3:2 1:4 Ami芯

图2-l不向浓度低化剂混合溶液的催化效果

F屯Z-1Cata阳mof面凶scata.lystmi劝丘S