2013 届毕业（设计）论文题目环氧丙烷和环氧氯丙烷共聚物的合成专业班级学号学生姓名指导教师指导教师职称学院名称材料科学与工程完成日期： 2013年月日环氧丙烷和环氧氯丙烷共聚物的合成Synthesis of theCopolymer of EpoxyPropane andEpichlorohydrin学生姓名指导教师摘要环氧氯丙烷和环氧丙烷开环共聚合成氯醚橡胶，共聚型的聚环氧氯丙烷是耐油，耐寒，耐臭氧，耐气候性和耐燃性良好的橡胶。

但其合成产物中常常含有大量的低分子量齐聚物，而它们的存在则会大大影响氯醚橡胶的平均官能度及其使用性能。

本论文针对上述问题，以3-氯-1-三氟氧硼-2-丙氧基三苯基氧化膦/ 三氟化硼为催化引发体系，控制反应条件，使环氧氯丙烷，环氧丙烷进行阳离子开环聚合。

并对合成的环氧氯丙烷和环氧丙烷共聚物的结构和性能通过黏度和红外光谱进行测定，根据上述的测试结果，有利地说明了以上催化引发体系能有效地引发环氧氯丙烷的阳离子开环聚合，并且所得的聚合物中的低分子量的产物较少。

关键词：环氧氯丙烷和环氧丙烷共聚物；阳离子聚合；3-氯-1-三氟氧硼-2-丙氧基三苯基氧化膦/三氟化硼引发体系AbstractEpichlorohydrin and propylene oxide ring opening copolymerization of epichlorohydrin rubber, epichlorohydrin copolymer of poly is oil based, cold, ozone resistance, weather resistance and good flame resistance of rubber. But the synthetic products often contain large quantities of low molecular weight oligomers, and their presence will greatly affect the average epichlorohydrin functionality andperformance. According to the above problem in the present paper ,3-Chloro-1-boron trifluoride oxide-2-propanoxytriphenylphosphonium salt/boron trifluoride as catalyst initiator system, controlling the reaction conditions, so that epichlorohydrin, propylene oxide for cationic ring-opening polymerization. And the synthesis of epichlorohydrin and propylene oxide copolymer structure and properties by viscosity and infrared spectra were measured, according to the above test results, a favorable description of the above catalyst initiator system could lead to ethylene chloride cationic ring-opening polymerization of propane, and from low molecular weight polymer in the product low.Keywords：Epichlorohydrin and epoxy propane copolymers；Cationic polymerization；3-Chloro-1-boron trifluoride oxide-2-propanoxytriphenylphosphonium salt/boron trifluoride initiator system目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章文献综述 (2)1.1 环氧氯丙烷开环聚合机理 (4)1.1.1环氧氯丙烷的阳离子开环聚合 (5)1.1.2 环氧氯丙烷的配位聚合 (7)1.2 环氧氯丙烷聚合体系的研究 (8)1.3 聚环氧氯丙烷的结构与特性 (12)1.4 聚环氧氯丙烷（共聚型）的应用 (14)1.5 本实验主要研究内容 (15)第二章实验部分 (16)2.1 实验试剂及仪器 (16)2.1.1 实验试剂 (16)2.1.2 实验设备 (16)2.1.3 单体精制 (17)2.2 合成反应 (17)2.2.1 共聚物的合成： (17)2.3 环氧氯丙烷共聚物表征方法 (19)2.3.1 红外光谱 (19)2.3.2 黏度法 (19)第三章结果与讨论 (22)3.1 聚合反应的实验现象及结果 (22)3.1.1 实验现象 (22)3.1.2 实验结果与讨论 (22)3.2 红外光谱分析 (24)3.3分子量的测试 (25)第四章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)前言氯醚橡胶（环氧氯丙烷和环氧丙烷共聚物），经环氧氯丙烷，环氧丙烷开环聚合而成，是一种重要的化工产品。

由于环氧氯丙烷，环氧丙烷是含有环氧基的环状醚，性质活泼，因此很容易进行发生开环聚合。

聚环氧氯丙烷环氧丙烷醚的合成一般采用溶液聚合法经阳离子聚合或配位负离子聚合，但也有学者研究了环氧氯丙烷在庚烷中进行悬浮聚合【1】。

阳离子聚合主要采用以三氟化硼为主的催化剂，配位聚合则主要是以烷基铝为主催化剂，同时还使用其它物质作助催化剂。

通常将配位负离子聚合生成的聚环氧氯丙烷称为环氧氯丙烷橡胶，由于其结构中含有醚键故也称氯醚橡胶。

氯醚橡胶作为一种耐热、耐寒、耐油、耐臭氧性均衡而优良的特种橡胶，现正在汽车、机器等领域广泛地应用。

为了适应各种需求的变化，氯醚橡胶在技术上也一直不断地改进。

第一章 文献综述聚醚多元醇最早主要是通过小分子量二元醇的缩合聚合反应来合成的，但是这类方法合成的聚醚多元醇分子量低切分子量分布很宽没在工业上没有实际的应用价值，因此很快被淘汰。

1895年，A.Wurtz 首次利用环氧乙烷（EO ）制得聚环氧乙烷醚二元醇，并将其应用到消泡剂、润滑剂、化妆品以及脱模剂等产品的制备中。

1955年，美国Dow Chemical 公司的Pruitt 和Baggett 以环氧丙烷为单体，用氯化铁与环氧丙烷的络合物做催化剂，制得了高分子量聚环氧丙烷，但未作为橡胶在市场上出售。

1959年美国General Tire 研制出锌系催化剂以后，又制成了环氧丙烷橡胶(POR)。

随着新型催化剂的发现和开环聚合技术的进步，美国的Hercules 公司的Vandenberg 发现于烷基铝中添加定量水为主要组分的催化体系，可大大提高其反应活性，用于以环氧氯丙烷为主的开环聚合，制得了高分子量的无定形聚合物和共聚物，并申请了范围广泛的专利，为环氧氯丙烷橡胶的问世奠定了基础。

1965年，美国Goodrich 公司利用Hercules 公司的技术建立了生产装置，首先推出商品名为Hydrin 100和Hydrin 200的氯醚橡胶和环氧氯丙烷与环氧乙烷等摩尔比的共聚橡胶，并于1969年开始工业规模生产。

由于该橡胶所用原料来源丰富，催化剂价格适中，且所得橡胶物性优良，因而在氯醚橡胶工业化进程中发展即为迅速。

至1973年，美国Goodrich 公司和Hercules 公司先后建成了数千吨/年的工业装置，使氯醚橡胶在同系列橡胶中处于领先地位。

日本和美国大致同时进行氯醚橡胶的工业化研究，日本瑞翁公司在经销上述美国两家公司产品的同时，还在本公司的德山工厂生产含有烯丙基缩水甘油醚的不饱和型共聚物。

1979年由于汽车工业对聚醚橡胶的需要量进一步增大，日本瑞翁公司、大阪制碱公司和美国H.Mercules 公司三家联合制定了氯醚橡胶发展计划，从而使日本的氯醚橡胶进入了崭新的时期。

前苏联对氯醚橡胶的生产也有研究【2】。

我国对聚醚橡胶的研究工作开始于1966年，中国科学院成都有机化学研究所于1971年成功的进行了环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚的氯醚橡胶的扩大试验，并与沧州合成橡胶实验厂合作，以中规模装置130)ta （投入生产。

目前，中国氯醚橡胶产品有均聚型、二元共聚型和三元共聚型3个品种。

氯醚橡胶价格昂贵，故其应用收到限制。

国内开展了氯醚橡胶与各种橡胶的并用研究，取得一定成效。

氯醚橡胶的主要特性如下[9]：1)耐热性氯醚橡胶的耐热性介于ACM和中高丙烯腈结合量的NBR之间，优于CR、NBR及PVC的共混物，而与氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)大致相当。

均聚型氯醚橡胶的使用温度比共聚型约高10~20℃。

氯醚橡胶的耐热性受硫化体系影响较大，以促进剂NA-22/四氧化三铅并用体系硫化的氯醚橡胶的耐热性最好。

2)耐油性和耐寒性耐油性好的橡胶一般耐寒性较差，因此在判断橡胶耐油性优劣时，往往和耐寒性一起进行综合评定。

3)耐臭氧性主链为醚键的均聚型氯醚橡胶和共聚型氯醚橡胶都有很好的耐臭氧性，只有在高臭氧浓度、高伸长率的试验条件下才出现龟裂。

4)气密性氯醚橡胶的耐气体渗透性优异，其气密度约为丁基橡胶的3倍。

另外，其耐汽油蒸汽透过性也比NBR好。

5)耐热性氯醚橡胶以含有氯（含量约38%）而具难燃性，但含有的氧又使难燃性受到一定损害，需要良好的耐燃性时，必须添加氧化锑等阻燃剂。

6)动态性能氯醚橡胶的动态性能比NBR好，在Goodrich屈挠生热试验中，NBR的压缩永久变形和生热均随屈挠试验时间的延长而增大，而氯醚橡胶的相应性能却基本上不随时间变化。

7)物理性能和使用温度的关系氯醚橡胶在常温下的强度比其他特种橡胶低，但随温度上升强度下降的幅度较小，当温度升至100℃以上时，强度仅低于NR。

8)焦烧性氯醚橡胶胶料的焦烧性能较差，可采用如下方法加以改进：①使用硫化速率较慢的硫化剂；②在硫脲类体系中，并用二硫化四甲基秋兰姆及四硫化双五亚甲基秋兰姆等多硫化秋兰姆，若添加金属氧化物加氧化镁等作酸受体，效果会更好；③使用防焦剂。

9)压缩永久变形氯醚橡胶在正常的硫化时间内，硫化反应往往并未结束，因此，在高温下的压缩永久变形受后硫化反应的影响较大。

为此，通常需进行二次硫化或尽量提高硫化速率以提高硫化胶的综合物性。

采用三嗪类硫化剂时，硫化胶的压缩永久变形较小。

10)耐水性和导电性氯醚橡胶的耐水性和NBR相近，含四氧化三铅的胶料耐水性较好，含氧化镁的胶料耐水性明显变差，提高硫化程度可提高耐水性。