2.1 聚醚的稳定性

    棕榈油与聚醚几乎不互溶，所以首要工作是将其改性使之可以在聚醚中均匀分散。有研究表明可以将棕榈油和甘油先以一定比例投入并在高温下进行酯交换反应，得到含有羟基的不完全酯化甘油酯，然后继续添加其他起始剂和催化剂来 制备稳定性较高的聚醚多元醇。该工艺的缺点是需要较高的酯化温度（约 160 ~ 180 ℃），而对于有些老式反应器来说，这样的温度很难达到。实验发现，在较低的温度和催化剂作用下，仅使棕榈油和含羟基的起始剂少量发生酯化反应，也可达到在聚醚中良好的分散作用，而作为聚合反应的催化剂二甲胺在这里直接成了酯化反应的催化剂。但由于酯交换反应并不完全，大多数棕榈油仍然“溶解”在聚醚体系中，所以这种工艺也难以支撑较高棕榈油含量聚醚的制备。

    本实验通过仅调整棕榈油和环氧丙烷的使用量来制备不同棕榈油含量的聚醚多元醇，所得聚醚的外观及黏度见表 2。 

    由表 2 可见，该工艺制备的聚醚具有较好的稳定性，即便 w 高达 30% 棕榈油的聚醚元醇，仍可形成稳定的乳浊液体系而不发生分层现象。

2.2 组合聚醚的稳定性

    聚醚的稳定性可通过简易稳定性实验来测定：将一定配比的聚醚、催化剂、硅油、水充分混合，于 10 ℃恒温箱中静置 6、12、24 h 后分别观察其状态，结果见表 3。

    表 3 可看出，普通聚醚和棕榈油的互溶性较差，充分混合的组分经长时间放置会出现分层现象。而制备的棕榈油聚醚自身的储存稳定性较好，但由于水、发泡剂、催化剂和硅油等的加入，会一定程度上破坏聚醚与棕榈油的稳定体系，从 实验结果可看到，w（棕榈油）＜ 20% 的组合料具有 较好的储存稳定性，可用于组合料的制备。

2.3 不同聚醚制备的聚氨酯硬泡反应参数及物性

    测试表 1 发泡过程中的发泡时间参数及泡沫样品静置 12 h 后的泡沫物性，测试结果见表 4。

    由于聚合反应的催化剂二甲胺和其与环氧丙烷反应生成的低相对分子质量产物仍部分残留在聚醚中，这些物质在聚氨酯反应过程中提供了碱性环境并对发泡和凝胶反应均有一定程度的催化作用，具体表现就是发泡过程的各阶段都较快。从表 4 可看出，以二甲胺催化制备的棕榈油聚醚和通用聚醚发泡过程中的各项时间指标均相当，二甲胺催化工艺制备的聚醚产品特点是节省了催 化剂的用量但牺牲了发泡调节的范围，但也可以与通用高活性聚醚一样通过酸暂时封闭催化剂的 活性延长起发时间来满足不同使用领域的需要。

    虽 然 棕 榈 油 聚 醚 的 设 计 官 能 度 与 通 用 聚 醚JH – 4110A 相当，但在聚醚聚合反应过程中由于 棕榈油和二甲胺催化剂的存在导致环氧化物开环聚合反应与酯交换反应同时进行，且酯交换反应是无法避免的，这就导致聚醚的实际官能度要稍 低于通用聚醚产品。但从表 4 中的实测数据来看，棕榈油聚醚制备的聚氨酯硬泡耐压性能较通用产品降低并不明显，而且棕榈油产品的抗拉伸性能基本与通用产品相当。可见聚合反应中的副反应导致的官能度方面的差异对聚醚性能的影响很微弱。

    硬泡的保温性能可直接从硬泡的闭孔率和导热系数反映出来。棕榈油中的主体部分以分子间作用力而非键合力存在于高分子链段中。有实验表明，合成的植物油多元醇与通用聚醚匹配使用 时，在一定范围内（w＜25%）植物油多元醇的占比对泡沫制品导热系数的影响微小。这说明棕榈油分子或微团对聚合物的保温性能影响效果微乎其微，所以整体而言，隔热性能的下降主要受到棕榈油对聚合物主体结构的影响。而从实测数据可看出，在一定的棕榈油含量范围内，这种影响 在制品的性能要求范围内是完全可以接受的。

    同样的，聚氨酯硬泡的外观稳定性也主要受 棕榈油对聚合物主体结构性能的影响，其外在数据表现就是泡沫尺寸稳定性的测定值。从表 4 尺寸稳定性的测定数值可看出，棕榈油聚醚制备的 泡沫较通用聚醚制备的泡沫尺寸变化率相对较大，但仍满足绝大多数聚氨酯泡沫的适用要求。

2.4 不同棕榈油含量的聚醚对硬泡性能的影响

    物性实验可以看出，聚氨酯硬泡的物性中压缩强度、拉伸强度、闭孔率、导热系数和尺寸稳定性等都受到棕榈油对聚合物主体结构的影响，而其影响的程度受棕榈油在聚醚中的含量制约。为得到成本与性能的平衡，需要对比相同条件下不同棕榈油含量的聚醚所制备的硬泡性能，实验结果见表 5。
 

    采用相同的制备工艺，仅调整棕榈油与环氧丙烷的配比来改变棕榈油在聚醚中的含量。这样制备的聚醚具有相同的羟值和差异极大的黏度，而且有的聚醚长期静置会产生分层。笔者在发泡过程中进行同样条件的搅拌混合后按表 1 的配方进行发泡并测试。由表 5 可见，其压缩强度和拉伸强度随着棕榈油含量的提高而明显降低。这主要是因为大量棕榈油分子在高聚物中以分子间作用而非键合力分散其中，分散体系对高聚物的结构链段起到了“稀释”的作用，从而降低了高聚物的结构规整性，而在较低的棕榈油用量下，植物油的脂肪族侧链能起到一定程度的增塑效果而提高泡沫塑料的压缩强度和拉伸强度。从性能测试结果可看出，能够满足聚氨酯硬泡适用性能的棕榈油添加量应低于聚醚总质量的 20%。