Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/3351
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dc.contributor.advisor戴憲弘zh_TW
dc.contributor.advisorShenghong A. Daien_US
dc.contributor.author廖偉志zh_TW
dc.contributor.authorLIAW, WEI CHIHen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T05:31:47Z-
dc.date.available2014-06-06T05:31:47Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/3351-
dc.description.abstractAbstract In this research, new general processes of alkoxylation (ethoxylation and propoxylation) have been developed for converting polycarbonates (PC) into bis-phenol A (BPA) based diols for use in PU production. Improvements in alkoxylation of phenol and BPA were accomplished in the initial stage of our study by using ethylene carbonate or propylene carbonate as the key reagents. Under the influence of sodium carbonate as the base catalyst at 170℃, high yields of mono-ethoxylated or propoxylated alcohol products for each phenol group were achieved. Further extension of similar alkoxylation chemistries, we could add urea directly into solution of phenols / BPAs to obtain the desired hydroxyl deriveatives. In this convient alkoxylation process, zinc oxide was found to be the suitable catalyst. The yield and selectivity of these urea-based alkoxylation were accomplished in the excess of 90%. Different alkoxylation diols of BPA were synthesized from PC by our new alkoxylation process. They were used as raw materials in preparation of PU by an one-shot process. Now, we were able to produced high molecular weight PU with recycled diols.en_US
dc.description.abstract摘要 在本研究中,我們發展出以乙烯醚化及丙烯醚化法[(ethoxylation and propoxylation) ; 總稱烯醚化(alkoxylation)]轉換聚碳酸酯(PC)成為BPA衍生的二元醇類,並且將其應用於聚胺酯(PU)的製作。 在最初階段,我們改進了以乙基碳酸酯或丙基碳酸酯作為酚與BPA乙烯醚化法的關鍵試劑,當在溫度170℃下,以及碳酸鈉(Na2CO3)為觸媒的影響下,可以得到酚團基上,以各接一個EO / PO單位取代的醇類。另外, 將烯醚化法更進一步的延伸,我們以尿素直接加入消化PC尚含EG/PG的反應溶液去得到醇類的產物,而ZnO為製備碳酸酯的適合觸媒,可獲得產率與選擇率大於90%的烯醚化產物。 新的烯醚化法可以從改質PC合成出的不同種類的BPA二元醇,這些二元醇類可被當作以一步驟法製備PU的原料,至目前為止,我們可以應用回收的二元醇製作出高分子量的PU。zh_TW
dc.description.tableofcontents主目錄 摘要……………………………………………………………………………………I Abstract ………………………………………………………………………………II 主目錄………………………………………………………………………………III 圖目錄………………………………………………………………………………VI 表目錄……………………………………………………………………………VIII 第一章 序論…………………………………………………………………………1 第二章 文獻回顧……………………………………………………………………5 2.1 EO/PO乙烯醚化及丙烯醚化之應用…………………………………………5 2.2 合成alkylene carbonate的相關文獻…………………………………………6 2.3 聚碳酸酯與乙二醇的相關反應………………………………………………8 2.4 BPA與乙基碳酸酯及丙基碳酸酯的相關反應………………………………10 2.5 Polycarbonate光碟片的回收及應用………………………………………12 第三章 實驗內容…………………………………………………………………15 3.1 實驗目的………………………………………………………………………15 3.2 實驗大綱………………………………………………………………………16 3.3 實驗藥品與儀器………………………………………………………………16 3.3.1 合成化合物所用試藥………………………………………………16 3.3.2 催化劑………………………………………………………………19 3.3.3 其他試劑……………………………………………………………19 3.3.4 實驗儀器……………………………………………………………20 3.4 第一部分:酚及BPA之乙烯醚化及丙烯醚化(Ethoxylation and Propoxylation of phenol/BPA) ………………………………………………………………………22 3.4.1 乙烯醚化 ( Ethxoylation ) ………………………………………………22 3.4.1.1 酚的乙烯醚化 ( Ethoxylation of Phenol ) ………………………………22 3.4.1.1.1 實驗步驟………………………………………………………22 3.4.1.1.2 實驗結果………………………………………………………23 3.4.1.1.3 實驗結果討論…………………………………………………24 3.4.1.2 BPA的乙烯醚化 ( Ethoxylation of BPA ) ……………………………24 3.4.1.2.1 實驗步驟……………………………………………………25 3.4.1.2.2 實驗結果……………………………………………………26 3.4.1.2.3 實驗結果討論…………………………………………………26 3.4.2 丙烯醚化 ( Propoxylation ) ………………………………………………27 3.4.2.1 酚的丙烯醚化 ( Propoxylation of Phenol ) ……………………………27 3.4.2.2.1 實驗步驟……………………………………………………27 3.4.2.2.2 實驗結果……………………………………………………28 3.4.2.2.3 實驗結果討論…………………………………………………29 3.4.2.2 BPA的丙烯醚化 (Propoxylation of BPA) ……………………………30 3.4.2.2.1 實驗步驟……………………………………………………30 3.4.2.2.2 實驗結果……………………………………………………31 3.4.2.2.3 實驗結果討論…………………………………………………31 3.5 第二部分: 一步驟使聚碳酸酯廢料轉變成二元醇類 (Converting Waste Polycarbonate Into Diols by One-Step Method) ……………………………………32 3.5.1 分析方法:OH價測試方法………………………………………………32 3.5.1.1 實驗步驟………………………………………………………33 3.5.2 以尿素和二醇類使聚碳酸酯轉變成二元醇之流程圖…………………34 3.5.2.1 PC之乙烯醚化 ( Ethoxylation of Polycarbonate );製作二元醇BHE-BPA…………………………………………………………………………… 35 3.5.2.5.1 實驗步驟………………………………………………………35 3.5.2.5.2 實驗結果………………………………………………………36 3.5.2.5.3 實驗結果討論…………………………………………………38 3.5.2.2 廢棄PC光碟之乙烯醚化 ( Ethoxylation of Waste CD ) ;製作二元醇Recycled BHE-BPA………………………………………………………………… 39 3.5.2.5.1 實驗步驟………………………………………………………39 3.5.2.5.2 實驗結果………………………………………………………41 3.5.2.5.3 實驗結果討論…………………………………………………42 3.5.2.3 PC之丙烯醚化 ( Propoxylation of Polycarbonate );製作二元醇BHP-BPA…………………………………………………………………………… 44 3.5.2.5.1 實驗步驟………………………………………………………44 3.5.2.5.2 實驗結果………………………………………………………45 3.5.2.5.3 實驗結果討論…………………………………………………46 3.5.2.4 廢棄PC光碟的丙烯醚化 ( Propoxylation of Waste CD );製作二元醇Recycled BHP-BPA………………………………………………………………… 47 3.5.2.5.1 實驗步驟………………………………………………………47 3.5.2.5.2 實驗結果………………………………………………………48 3.5.2.5.3 實驗結果討論…………………………………………………49 3.5.2.5 回收的BHP-BPA之鏈延長反應( End Capping Reaction of Recycled BHP-BPA);製作二元醇End-capping of Recycled BHP-BPA…………………… 50 3.5.2.5.1 實驗步驟………………………………………………………50 3.5.2.5.2 實驗結果………………………………………………………51 3.5.2.5.3 實驗結果討論…………………………………………………51 3.6 第三部份:應用回收之二元醇作為合成PU所需的原料 (Raw Materials for Synthesizing PU Based On Recycled Diols ) ……………………………………… 53 3.6.1 回收二元醇 (Recycled BHE-BPA,Recycled BHP-BPA與Endcapping of Recycled BHP-BPA)在PU之製作………………………………………………… 53 3.6.1.1 從乙烯醚化/丙烯醚化PC回收之二元醇來合成PU (Synthesis of PU with Rrecycled Diols From Ethoxylation / Propoxylation of PC) ……………………… 53 3.6.1.1.1 實驗步驟………………………………………………………53 3.6.1.1.2 實驗結果………………………………………………………55 3.6.1.1.3 實驗結果討論…………………………………………………56 第四章 總結………………………………………………………………………58 參考文獻……………………………………………………………………………61 圖目錄 圖3- 1 酚的乙烯醚化反應過程之FTIR (liquid film) 63 圖3- 2 2-phenoxyethanol之FITIR (liquid film) 63 圖3- 3 2-phenoxyethanol之1H-NMR 64 圖3- 4 2-phenoxyethanol之GC 64 圖3- 5 BPA的乙烯醚化反應過程之FTIR (liquid film) 65 圖3- 6 BHE-BPA(6)之FTIR (KBr) 65 圖3- 7 BHE-BPA(6)之1H-NMR 66 圖3- 8 BHE-BPA之HPLC 66 圖3- 9 酚的丙烯醚化反應過程之FTIR (liquid film) 67 圖3- 10 1-phenoxy-2-propanol及其異構物之FTIR (liquid film) 67 圖3- 11 1-phenoxy-2-propanol及其異構物之1H-NMR 68 圖3- 12 1-phenoxy-2-propanol及其異構物之GC 68 圖3- 13 BPA的丙烯醚化反應過程之FTIR (liquid film) 69 圖3- 14 BHP-BPA(12), (13), (14)之FTIR (KBr) 69 圖3- 15 BHP-BPA(12), (13), (14)之1H-NMR 70 圖3- 16 BHP-BPA(12), (13), (14)之13C-NMR 70 圖3- 17 BHP-BPA(12), (13), (14)之HPLC 71 圖3- 18 監測聚碳酸酯乙烯醚化之FTIR (liquid film) 71 圖3- 19 聚碳酸酯的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之FTIR (KBr) 72 圖3- 20 聚碳酸酯的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之1H-NMR 72 圖3- 21 聚碳酸酯的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之HPLC 73 圖3- 22 聚碳酸酯原料之GPC 73 圖3- 23 聚碳酸酯完全溶解在EG中之GPC 74 圖3- 24 聚碳酸酯的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之GPC 74 圖3- 25 監測廢棄光碟的乙烯醚化之FTIR (liquid film) 75 圖3- 26 廢光碟的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之FTIR (KBr) 75 圖3- 27 廢光碟的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之1H-NMR 76 圖3- 28 廢光碟的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之HPLC 76 圖3- 29 廢棄光碟原料之GPC 77 圖3- 30 廢光碟的乙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之GPC 77 圖3- 31 監測聚碳酸酯的丙烯醚化之FTIR (liquid film) 78 圖3- 32 聚碳酸酯丙烯醚化蒸餾後之FTIR (liquid film) 78 圖3- 33 聚碳酸酯丙烯醚化蒸餾後之1H-NMR 79 圖3- 34 聚碳酸酯丙烯醚化蒸餾後之HPLC 79 圖3- 35 聚碳酸酯完全溶解在PG中之GPC 80 圖3- 36 聚碳酸酯丙烯醚化蒸餾後之GPC 80 圖3- 37 監測廢光碟的丙烯醚化之FTIR (liquid film) 81 圖3- 38 廢光碟的丙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之FTIR (liquid film) 81 圖3- 39 廢光碟的丙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之1H-NMR 82 圖3- 40 廢光碟的丙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之HPLC 82 圖3- 41 廢光碟的丙烯醚化蒸餾後的瓶底剩餘物之GPC 83 圖3- 42 監測回收的BHP-BPA鏈延長反應之FTIR 83 圖3- 43 鏈延長反應產物之1H-NMR 84 圖3- 44 鏈延長反應產物之13C-NMR 84 圖3- 45 鏈延長反應產物之GPC 85 圖3- 46 由纯BHE-BPA合成PU1之GPC 85 圖3- 47 由回收的BHE-BPA合成PU2之GPC 86 圖3- 48 由纯BHP-BPA合成PU3之GPC 86 圖3- 49 由回收的BHP-BPA合成PU4之GPC 87 圖3- 50 由鏈延長反應回收的BHP-BPA合成PU5之GPC 87 圖3- 51 由1,4-BDO合成PU6之GPC 88 圖3- 52 不同硬鏈段種類合成PU之TGA 88 圖3- 53 由合成的BHE-BPA製備PU1之DSC 89 圖3- 54 由回收BHE-BPA製備PU2之DSC 89 圖3- 55 由合成的BHP-BPA製備PU3之DSC 90 圖3- 56 由回收BHP-BPA製備PU4之DSC 90 圖3- 57 由鏈延長反應改質BHP-BPA製備PU5之DSC 91 圖3- 58 由1,4-BDO製備PU6之DSC 91 表目錄 表3- 1 不同比例的乙烯醚化反應之比較 92 表3- 2 聚碳酸酯乙烯醚化餾出物之GC 92 表3- 3 物理與化學方式處理廢光碟之乙烯醚化比較 92 表3- 4 聚碳酸酯丙烯醚化餾出物之GC分析 93 表3- 5 物理與化學方式處理廢光碟之丙烯醚化比較 93 表3- 6 BHP-BPA與EC不同莫耳比的鏈延長反應 93 表3- 7 鏈延長反應13C-NMR之分析 94 表3- 8 PU配方表 94 表3- 9 合成PU之比較 94 表3- 10 合成PU之物性分析 95 表3- 11 各節中製備BHE-BPA(7) diols之比較 95 表3- 12 各節中製備BHP-BPA[(12)(13)(14)] diols之比較 95zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher化學工程學系zh_TW
dc.subjectureaen_US
dc.subject尿素zh_TW
dc.subjectpolycarbonatesen_US
dc.subjectethoxylationen_US
dc.subjectpropoxylationen_US
dc.subjectalkoxylationen_US
dc.subject聚碳酸酯zh_TW
dc.subject乙烯醚化zh_TW
dc.subject丙烯醚化zh_TW
dc.subject烯醚化zh_TW
dc.titleStudy of Converting Waste Polycarbonate With Urea/Glycols into PU Raw Materialsen_US
dc.title以尿素和二元醇轉換聚碳酸酯廢料為PU原料之研究zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
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