[科普中国]-三聚体

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。

释义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。

相关概念单体：通过反应能制备高分子化合物的物质称做单体。如乙烯是单体，能通过反应制备聚乙烯。聚合是逐步进行的，两个单体结合生成二聚体，二聚体也能和单体结合生成三聚体，两个二聚体结合能生成四聚体，以此类推逐渐生成更多聚体。低分子量的聚合产物，例如二聚体、三聚体、四聚体、五聚体……无论是环状的，还是线形的统称齐聚物。 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1。

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广泛用于家具、 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， 控制温度在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2。

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广泛应用在涂料、 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， 控制温度在 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3。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学