三聚体又称作为三体,是三个相同分子化合生成的产物。非常容易形成三聚体的化学品有甲醛、三氧化硫、氰酸和脂肪族的异氰酸酯等。 

三聚体是高分子合成中的一个基本概念,是三聚反应的产物,即三个相同的分子A聚合成一个分子A3,该分子A3即称为三聚体,是一种低分子量的聚合物,相同概念的还有二聚体、四聚体、五聚体等低分子量聚合物,这些聚合物无论是环状的,还是线形的都统称齐聚物,齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的,增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。

HDI三聚体

六亚甲基二异氰酸酯(HDI)在催化作用下可以发生三聚反应。HDI 三聚体的异氰脲酸酯环的结构稳定, 在高温下不易分解, 因此它具有热稳定性好、 耐磨性好、 耐腐蚀性好等优点, 常作为聚氨酯固化剂被普遍用于家具、 汽车工业、航空工业和体育器材等领域中。

合成工艺:在氮气的保护下, 向装有搅拌器、 温度计以及回流冷凝管的干燥四口圆底烧瓶中加入 HDI 单体 100g。搅拌10 ～15 min, 加热升温至70 ℃, 滴加0. 5 g 用醋酸丁酯稀释的催化剂, 在 0. 5 h 内滴加完毕, 保持温度在70 ～100 ℃之间, 保温反应约4 h。反应期间,每隔 1 h 用二正丁胺法测定反应溶液的—NCO值, 当—NCO含量降低至 30% ～ 40% 时, 加 1 g 苯甲酰氯,继续搅拌 0. 5 h 终止反应, 停止加热搅拌, 降温出料,得到无色透明的液体。

TDI三聚体

甲苯二异氰酸酯(TDI)在催化作用下可以发生三聚反应,形成含异氰脲酸酯环的三聚体。TDI 三聚体具有挥发性低、 毒性小、 官能度高、 热稳定性好、 耐腐蚀性好等优点, 常作为聚氨酯固化剂被普遍应用在涂料、 粘合剂中。

合成工艺:(1)在氮气保护的条件下, 往装有搅拌、 温度计以及回流冷凝管的干燥四口圆底烧瓶中加入 TDI(80/20)单体100 g, 醋酸丁酯 100 g。搅拌 5 ～ 10 min, 加热升温至 40 ℃, 滴加0. 5 g催化剂的醋酸丁酯溶液(醋酸丁酯 10 mL)。滴加完毕后, 保持温度在 40 ～80 ℃之间, 保温反应约 8 h, 每隔 1 h 测定一次反应溶液的—NCO值, 当—NCO含量降低到 8. 5% ～9% 时, 加入 1 g 苯甲酰氯, 继续反应 0. 5 h, 停止加热搅拌, 降温出料, 得到浅黄色透明液体。(2)在上述工艺基础上, 滴加预设定量的醇, 保温反应 30～60 min, 对 TDI 三聚体进行改性处理。 

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