一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法及应用与流程

本发明涉及化学分析，具体的，涉及一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法及应用。

背景技术：

1、聚氨酯是一类重要的高分子材料，因其卓越的性能而被广泛的应用在工业及民用的等各个领域；近年来，研究发现聚氨酯制备出的化学机械抛光垫表现出了优异的性能，化学机械抛光垫作为半导体制程工艺中的重要耗材之一，严重影响着化学机械抛光的性能以及芯片的良率，因此业内对其原料聚氨酯的性能提出的更高的要求，作为聚氨酯材料的重要原材料之一的聚酯多元醇，其化学特性以及合成单体的种类和含量对化学机械抛光垫的性能有着重要的影响。

2、如何快速准确分析聚氨酯中聚酯多元醇的单体含量对抛光垫性能的预测起到至关重要的作用，现有技术中，分析聚氨酯中聚酯多元醇的单体含量的难点在于聚酯多元醇的分离，聚氨酯中通常以氨基甲酸酯键作为主要链接单元，其对于酸碱的耐受性与酯键类似，难以通过常规方法分离出聚酯多元醇；目前常用的分离方法包括液液萃取和固液萃取两种方式，对于液液萃取，由于聚酯多元醇单体中的二元醇物质极性很大，几乎大于所有萃取体系，同时亲水型强，难以通过萃取操作将各种二元醇单体并入一个体系中；对于固液萃取，需先将水除去，若采用较强的减压蒸馏条件将水解反应液旋干，又存在部分二元醇和水共沸导致比例不准的情况，同时水解体系旋干后还会有大量无机盐和有机组分共混，影响后处理操作，大大增加了实验难度和准确性。

3、因此如何快速准确的分析聚酯多元醇中的组成单体的含量的比例是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明基于现有技术中存在的问题，提供一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，该方法不涉及现有技术中的液液萃取和固液萃取的操作。

2、本发明第一方面提供一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，包含使用水解液将聚氨酯水解的步骤，将水解后的样品制备成强碱性水溶液的步骤，将强碱性水溶液稀释制备待测样品的步骤，以及将待测样品进行hnmr测试的步骤。

3、进一步的，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中的水解液包含碱水溶液，所述碱水溶液包含无机碱和水，所述无机碱包含氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或多种组合；

4、进一步的，所述碱水溶液的质量浓度为1％～20％；

5、优选的，所述碱水溶液的质量浓度为4％～10％；

6、进一步的，所述聚氨酯与无机碱的质量比介于0.1～10之间；

7、优选的，所述聚氨酯与无机碱的质量比介于0.33～4之间；

8、进一步的，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中的水解液包含水解助溶剂，所述水解助溶剂包含甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种组合；

9、进一步的，所述碱水溶液与水解助溶剂的体积比介于0.1～10之间；

10、优选的，所述碱水溶液与水解助溶剂的体积比介于0.5～2之间；

11、进一步的，所述无机碱选择氢氧化锂和氢氧化钠的组合，其中，氢氧化锂和氢氧化钠的质量比介于0.1～0.5之间；

12、进一步的，所述水解助溶剂为甲醇；

13、进一步的，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中水解温度介于120～200℃之间；

14、优选的，水解温度介于160℃～180℃之间；

15、进一步的，水解时间介于2h～12h之间；

16、优选的，水解时间介于4h～6h之间；

17、进一步的，所述将水解后的样品制备成强碱性水溶液的步骤中包含在加热条件下将水解后的聚氨酯溶液进行减压旋蒸操作，所述加热温度介于45℃～65℃之间；

18、优选的，所述加热温度为50℃～55℃；

19、进一步的，所述减压旋蒸的真空度介于20mmhg～60mmhg之间；

20、优选的，所述减压旋蒸的真空度介于20mmhg～30mmhg之间；

21、进一步的，所述减压旋蒸的旋蒸时间介于5min～30min之间；

22、优选的，所述减压旋蒸的旋蒸时间介于10min～15min之间；

23、进一步的，所述将强碱性水溶液稀释制备待测样品的步骤中包含使用0.1ml～1ml的氘代水稀释强碱性水溶液的步骤，优选的，氘代水使用量为0.5ml～0.6ml之间；其中，所述强碱性水溶液的取用量介于10mg～50mg之间；

24、优选的，强碱性水溶液的取用量介于20mg～30mg之间；

25、进一步的，所述将待测样品进行hnmr测试的步骤中包括使用水峰压制操作，以及从hnmr测试结果中直接计算出聚酯多元醇中各单体的摩尔比的步骤；

26、本发明第二方面提供一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法的应用，应用在对未知的聚氨酯样品中聚酯多元醇的各种单体的含量进行测定。

27、有益效果

28、本发明的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体的分析方法，尤其是对抛光垫用聚氨酯材料，更易于实施，检测过程高效，结果准确，更加适用于微量检测的优点，对各种聚酯多元醇体系的聚氨酯都能够准确的确定其组成单体的含量比例，应用广泛。

技术特征：

1.一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，包含使用水解液将聚氨酯水解的步骤，将水解后的样品制备成强碱性水溶液的步骤，将强碱性水溶液稀释制备待测样品的步骤，以及将待测样品进行hnmr测试的步骤。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中的水解液包含碱水溶液，所述碱水溶液包含无机碱和水，所述无机碱包含氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或多种组合，所述碱水溶液的质量浓度为1％～20％，优选的，所述碱水溶液的质量浓度为4％～10％，所述聚氨酯与无机碱的质量比介于0.1～10之间，优选的，所述聚氨酯与无机碱的质量比介于0.33～4之间。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中的水解液包含水解助溶剂，所述水解助溶剂包含甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种组合。

4.根据权利要求2或3中任意一项所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述碱水溶液与水解助溶剂的体积比介于0.1～10之间，优选的，所述碱水溶液与水解助溶剂的体积比介于0.5～2之间。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述无机碱选择氢氧化锂和氢氧化钠的组合，其中，氢氧化锂和氢氧化钠的质量比介于0.1～0.5之间；所述水解助溶剂为甲醇。

6.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述使用水解液将聚氨酯水解的步骤中水解温度介于120～200℃之间，优选的，水解温度介于160℃～180℃之间；水解时间介于2h～12h之间，优选的，水解时间介于4h～6h之间。

7.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述将水解后的样品制备成强碱性水溶液的步骤中包含在加热条件下将水解后的聚氨酯溶液进行减压旋蒸操作，所述加热温度介于45℃～65℃之间，优选的，所述加热温度为50℃～55℃；所述减压旋蒸的真空度介于20mmhg～60mmhg之间，优选的，所述减压旋蒸的真空度介于20mmhg～30mmhg之间；所述减压旋蒸的旋蒸时间介于5min～30min之间，优选的，所述减压旋蒸的旋蒸时间介于10min～15min之间。

8.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述将强碱性水溶液稀释制备待测样品的步骤中包含使用0.5ml～1ml的氘代水稀释强碱性水溶液的步骤，优选的，氘代水使用量为0.5ml～0.6ml之间；其中，所述强碱性水溶液的取用量介于10mg～50mg之间，优选的，强碱性水溶液的取用量介于20mg～30mg之间。

9.根据权利要求1所述的聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，所述将待测样品进行hnmr测试的步骤中包括使用水峰压制操作，以及从hnmr测试结果中直接计算出聚酯多元醇中各单体的摩尔比的步骤。

10.一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法的应用，其特征在于，应用在对未知的聚氨酯样品中聚酯多元醇的各种单体的含量的比例进行测定。

技术总结
本发明涉及一种聚氨酯中聚酯多元醇的组成单体含量的分析方法，其特征在于，包含使用水解液将聚氨酯水解的步骤，将水解后的样品制备成强碱性水溶液的步骤，将强碱性水溶液稀释制备待测样品的步骤，以及将待测样品进行HNMR测试的步骤，该方法不涉及传统方法中的液液萃取和固液萃取的操作，更易于实施，检测过程高效，结果准确，更加适用于微量检测的优点。

技术研发人员：陈博,罗乙杰,王磊,高越,陈亚春,赵文,柳焱林
受保护的技术使用者：湖北鼎汇微电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26