聚氨酯的合成、性能及应用
聚氨酯的合成和产品的性能及应用分析
前言:
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯（英文名：polyurethane） ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (ＮＨＣＯＯ )的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。
研发历史:
聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。
一介绍：
聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。目前我国聚氨酯制品品种牌号约80种，其中弹性体60余种，泡沫塑料10余种，聚氨酯制品具有强度好、抗压大、抗撕裂性能好、耐磨等性能，产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空.
二．基本聚氨酯的合成
制备来源
由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分
聚氨基甲酸酯
子化合物。
聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：
-N=C=O+HO- → -NH-COO-
随着时间的推移与科学的进步，简单的聚氨酯不能满足人们的需要，因此增加了许多的合成材料。以下主要介绍水性聚氨酯的合成
（一）聚氨酯的合成之水性聚氨酯
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
根据聚氨酯的水性化方法划分
根据制备方法有多种分类。举例如下。
(1)自乳化法和外乳化法
自乳化法又称内乳化法，是指聚氨酯链段中含有亲水性成分，因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。
外乳化法又称为强制乳化法，若分子链中仅含少量不足以自乳化的亲水性链段或基团，或完全不含亲水性成分，此时必须添加乳化剂，才能得到乳液。
比较而言，外乳化法制备的乳液中，由于亲水性小分子乳化剂的残留，影响固化后聚氨酯胶膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备目前以离子型自乳化法为主。
(2)预聚体法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导人亲水成分，得到一定粘度范围的预聚体，在水中乳化同时进行链增长，制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法属于溶液法，是以有机溶剂稀释或溶解聚氨酯(或预聚体)，再进行乳化的方法。在溶剂存在下，预聚体与亲水性扩链剂进行扩链反应，生成较高分子量的聚氨酯，反应过程可根据需要加人溶剂以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于搅拌，然后加水进行分散，形成乳液，最后蒸去溶剂。溶剂以丙酮、甲乙酮居多，故称为丙酮法。此法的优点是丙酮、甲乙酮的沸点低、与水互容、易于回收处理，整个体系均匀，操作方便，由于降低粘度同时也降低了浓度，有利于在乳化之前制得高分子量的预聚体或聚氨酯树脂，所得乳液的膜性能比单纯预聚体法的好。而预聚体法由于粘度的限制，为了便于剪切分散，预聚体的分子量不能太高，可能会影响水性聚氨酯性能，例如粘度高则乳化困难，粒径大，乳液稳定性差；预聚体分子量小则NCO基团含量高，乳化后形成的脲键多，胶膜硬，缺乏柔软性。
丙酮法和预聚体法的主要区别是，在丙酮法中，聚氨酯先预聚成分子量较大的预聚体，由于分子量大的预聚体粘度大，必须稀释降低粘度；而预聚体法中根据需要可加或不加少量丙酮等溶剂。这两者的概念有所交*，有的乳化方法既属丙酮法又属预聚体法。熔融分散法又称熔体分散法、预聚体分散甲醛扩链法。预先合成含叔胺基团(或离子基团)的端NCO基团预聚体，再与尿素(或氨水)在本体体系反应，形成聚氨酯双缩二脲(或含离子基团的端脲基)低聚物，并加入氯代酰胺在高温熔融状态继续反应，继续季胺化。
聚氨酯双缩二脲离聚物具有足够的亲水性，加酸的稀水溶液形成均相溶液，再与甲醛水溶液反应进行羟甲基化，含羟甲基的聚氨酯严缩二脲能在50—130℃用无限水稀释，形成稳定乳液。当降低体系的pu值时，能在分散相中进行缩聚反应，形成高分子量聚氨酯。含离子基团的端NCO预聚体形成端脲基或缩二脲基聚氨酯低聚物后，则直接在熔融状态乳化于水，再加甲醛水溶液进行羟甲基化及扩链反应。
(3)二元胺直接扩链与酮亚胺—酮连氮法
在预聚体分散法中，若采用溶于水的二元伯胺扩链剂扩链，由于一NCO与一NH2的反应速度快，不易得到微细而均匀的乳液，可采用酮亚胺或酮连氮法解决此问题。酮亚胺-酮连氮法是指预聚体与被酮保护了的二元胺(酮亚胺体系)或肼(酮连氮体系)混合后，再用水分散，分散过程中，酮亚胺、酮连氮以一定的速率水解，释放出游离的二元胺或肼与分散的聚合物微粒反应，得到的水性聚氨酯—脲具有良好的性能。
以下是改性水性聚氨酯具体的合成方法
1.1主要原材料准备和精制
异佛尔酮二异氰酸酯类（IPDI），工业品；聚醚多元醇（N220,相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4-丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级，环氧树脂E-20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA）,工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N-甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA），化学纯（EDA），丙酮，分析纯，实用前用4A分子筛干燥处理；偶氮二异丁氰（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂.流平剂.增稠剂.均为工业品。
1.2光引发剂
作为光固化材料的仲要组成部分，光引发剂的作用是吸引一定波长的光能后产生泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类.苯偶姻类.苯乙酮类.硫杂蒽酮类等，在空气中受O2的阻聚作用而影相固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O2的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮.硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可值得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以苯偶姻醚聚碳酸酯为代表，利用这类光引发剂可以合成嵌段共聚物，以获得性能更加平衡或优异的聚合物材料。在常规小分子光引发剂上引入可聚合基团，即得可聚合光引发剂，使其在光固化中大分子化，此类引发剂只用在一些特殊场合。钛茂光引发剂是少数几个能满足各方面要求的金属有机光引发剂之一，他们具有良好的光活性.热稳定性和毒理性能。不仅在可见光区吸收良好，在UV光区也有较强的吸收，但是消光系数太大.只适合薄涂层。阳离子光引发剂主要是碘鎓盐与硫鎓盐.芳茂铁盐。阳离子光引发剂引发效率高，氧气不能阻聚固化反应不能终止，适于色漆和厚膜的固化。
其他助剂
UV固化材料的助剂主要有稳定剂.流平剂.消泡剂.润湿剂.增稠剂.分
散剂.填料和颜料等。其主要作用为：改善涂料的生产工艺，提高涂料的储存稳定性，改善涂料的施工能，改善涂膜性能等
1.3水性聚氨酯树脂的合成过程
1.3.1预聚
在干燥氨气保护下，将脱水过的聚醚二醇、蓖麻油、IPDI和DBDL加入到装有温度计搅拌装置和冷凝回流器的1000mL四口烧瓶中，有二正丁胺滴定法测定
NCO值，反应至NCO接近理论值，然后滴定加BDO，保温1h。NCO达到理论值后加入二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂和三羟甲基丙烷，反应至NCO达到规定值，然后降温加入MMA得PU/MMA预聚物。
1.3.2乳化
（1）常温乳化
预聚物用三乙胺中和后在常温水中乳化，乙二胺扩链得到PU/MMA乳液A。（2）45°C水乳化
讲预聚物用三乙胺中和在45度水中乳化，乙二胺扩链得到PU/MMA乳液B。
1.3.3自由基乳液聚合
将上述乳液A或乳液B加热升温至70~75°C，在3h内均匀滴加引发剂溶液，保温1~2h测试MMA的转化率，直至转化率保持不变，降温出料，用200目筛网过滤，滤液即为改性水性聚氨酯（PUA）乳液。
1.3.4配漆
将定量自制的改性PUA乳液在一定的转速下搅拌，然后依次加入成膜助剂、流平剂等，加增稠剂调黏度到适合值，搅拌均匀，得到清漆。水性木器漆的配比见表1.
组分改姓PUA乳液成膜助剂流平剂增稠剂
规格自制工业品工业品工业品
质量分数94 2-3 0.2-0.4 适量
1.3.5 PUA固化
光固化采用电子束辐射和紫外光辐射一发活性低聚物体系产生交联固化。光固化技术具有固化速度快、节省能源、无溶剂污染等优点，所以光固化聚氨酯已获得了广泛应用，并显示出很好的发展前景。考虑到设备投资等因素，目前以紫外光（UA）固化形式为主。
1.4.乳液及水性木器漆性能测试方法
（1）NOC基含量：GB6743-1986，采用滴定分析法进行测定。（2）固体含量：按GB1725-1989进行测试。（3）涂膜硬度：按HG/T3828-2006进行测试。（4）乳液粘度：采用涂4杯在298.15K下进行测试。
（5）涂膜附着力：GB9286-1998进行测试。（6）最低成膜温度：按GB9267-1998进行测试。（7）涂膜吸水率：按文献{5}进行测试。（8）最低柔韧性：室温下在聚丙烯膜上涂刷制备一层漆膜，干燥7后，撕下聚丙烯膜，将漆膜放入248.15K 下的低温环境中24h，在248.15K的环境中折叠漆膜，观察有无断裂，变形，变色，起皱等异常现象，漆膜没有断裂表明其低温柔韧性好。（9）耐水性：常温耐水性按GB/T4893.1-2005进行测试。试液为蒸馏水，用滤纸润湿待测试板得中间部位，72h取掉滤纸，放置两小时后在日光下目视观测，入3块板中有2块出现气泡，断裂，剥落等病态现象，但允许除现轻微变色，轻微失光，则评为无异常。（10）耐碱性：测定方法同常温耐水性，试液为50g/L的NaHCO3，试验时间为
1个钟头，试验后放置一小时观察。（11）测定方法：与常温耐水性测定的方法一样，测试的试液为体积分数为50%的乙醇水溶液，试验时间为8h，试验后放置1h观察，（12）耐污染性：测定方法同常温耐水性，采用纯黑墨水为试液，试验时间为5h，试验后放置1h进行观察。
1.4.4乳液及水性木器漆性能测试方法
（1）NOC基含量：GB6743-1986，采用滴定分析法进行测定。（2）固体含量：按GB1725-1989进行测试。（3）涂膜硬度：按HG/T3828-2006进行测试。（4）乳液粘度：采用涂4杯在298.15K下进行测试。
（5）涂膜附着力：GB9286-1998进行测试。（6）最低成膜温度：按GB9267-1998进行测试。（7）涂膜吸水率：按文献{5}进行测试。（8）最低柔韧性：室温下在聚丙烯膜上涂刷制备一层漆膜，干燥7后，撕下聚丙烯膜，将漆膜放入248.15K 下的低温环境中24h，在248.15K的环境中折叠漆膜，观察有无断裂，变形，变色，起皱等异常现象，漆膜没有断裂表明其低温柔韧性好。（9）耐水性：常温耐水性按GB/T4893.1-2005进行测试。试液为蒸馏水，用滤纸润湿待测试板得中间部位，72h取掉滤纸，放置两小时后在日光下目视观测，入3块板中有2块出现气泡，断裂，剥落等病态现象，但允许除现轻微变色，轻微失光，则评为无异常。（10）耐碱性：测定方法同常温耐水性，试液为50g/L的NaHCO3，试验时间为1个钟头，试验后放置一小时观察。（11）测定方法：与常温耐水性测定的方法一样，测试的试液为体积分数为50%的乙醇水溶液，试验时间为8h，试验后放置1h观察，（12）耐污染性：测定方法同常温耐水性，采用纯黑墨水为试液，试验时间为5h，试验后放置1h进行观察。
三、聚氨酯的基本性能
聚氨酯橡胶具有很髙的拉伸强度（一般为28~42MPa,最高可达70MPa)和撕裂强度；弹性极好，即使是硬度高时，也同样具有较高的弹性；扯断伸长率很大，一般可达400%~ 600%,最大的可达1000%;具有很宽的硬度范围，最低为邵尔（A)10，大多为邵尔（A) 45~95。当硬度高于邵尔（A)70时，其拉伸强度和定伸应力都高于天然橡胶，当硬度达到邵尔（A)80~90时，其拉伸强度、撕裂强度和定伸应力也是非常高的。聚氨酯橡胶具有良好的耐油性，在常温下，对于多数油和溶剂的抗耐性都优于丁腈橡胶；具有极好的耐磨性，其耐磨性比天然橡胶髙9倍，比丁苯橡胶高3倍；具有良好的气密性，当硬度较高时，其气密性接近于丁基橡胶；具有良好的耐氧、耐臭氧及抗紫外线辐射作用的能力；还具有较好的耐寒性能。但是，由于聚氨酯橡胶的二次交联作用在高温下被破坏，所以其拉伸强度、撕裂强度、耐油性能都随温度的升高而明显地下降。该橡胶长时间连续工作的温度范围一般为80-90?,而短时间使用的温度可达120℃。
(一) 聚氨酯硬泡性能分析聚氨酯硬泡超低的导热系数
聚氨酯硬泡具有优异的热学性能，它的导热系数比空气的导热系数还低（聚氨酯导热系数≤0.023W/m.K/25℃；空气导热系数≤0.025W/m.K/25℃），是目前工程上常用的保温隔热材料无法与之比拟的。50毫米厚的PU硬质泡沫塑料的保温效果相当于80毫米厚的EPS、90毫米厚的矿棉、100毫米厚的软木、280毫米厚的木板或760毫米厚的混凝土。因此，若用聚氨酯硬泡做保温材料，墙体的保温层将变薄，建筑物的自重将减轻，房屋的居住面积也将增大。
聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能
虽然聚氨酯硬泡是聚合物，但它是热固性材料，在燃烧中呈现惰性，不会产生熔融的燃烧性火焰滴落物，而是将形成一个焦化的保护层，这一特性有效抑制了熔融导致火势蔓延的危险。同时，聚氨酯硬泡能够抵抗飞溅的火星和辐射热，它还可以阻止氧气进入板材、或墙体保温层内部与泡沫塑料芯材接触，因而不会引起芯材的直接燃烧，能够保证建筑的完整性。同时通过调整配方，聚氨酯硬泡材料完全可以满足建筑保温材料较高的防火性能要求。
聚苯乙烯泡沫（EPS或XPS）是热塑性材料，在火灾发生时，会首先软化变形，然后伴随着燃烧熔化收缩，并会有灼热的液体滴落或流淌。燃烧到一定程度后，整个保温结构系统将会倒塌。
聚氨酯硬泡与墙体基材优良的自黏接性能
聚氨酯硬泡材料与砌块、砖石等各种材料均能牢固黏结，其黏结强度大于其自身的抗拉强度，能够很好地抗风压。作为外墙保温系统材料，它适用于多种施工工法，施工时，可以充分利用其优良的自黏接性能，使得“聚氨酯硬泡外保温饰面系统”与外墙面更好地结合，省略了EPS、XPS材料的保温体系需要通过界面剂（非水泥沙浆）来解决保温材料和建筑物保温墙体之间的过渡性粘贴工序，并由此节省了材料及人工损耗。
聚氨酯硬泡优良的机械性能和加工性能
聚氨酯硬泡具有优良的物理机械性能，它重量轻，具有较高的压缩强度、剪切强度，它是闭孔率达90％以上的憎水材料，具有卓越的防潮防水、隔音抗震功能；聚氨酯硬泡具有加工多样性，可以根据不同的使用方式来选择现场喷涂、现场浇注、预制板材等不同形式来进行设计、加工；此外，聚氨酯硬泡还具有良好的声学性能、电学性能和耐弱酸、弱碱等化学物质侵蚀、无毒性、无刺激性以及无生物寄生性。
(二) 冷库聚氨酯喷涂保温的性能
聚氨酯（即聚氨基甲酸酯，英文缩写PU）是在高分子主键上含有许多重复的—NHCOO—基团的高分子化合物。聚氨酯系列产品一般是由二元或多元有机异氰酸酯和多元醇在多种助剂的作用下，经过聚合反应得到的高分子化合物，两种主材中若都只含两个或以下羟基官能团时，聚合反应得到的是线型结构的化合
物，若其中一种或两种主材中，部分或全部具有三个或以上官能团时，则可得到体型结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能差异很大。就像钢材一样，虽然都是铁碳合金，但铁碳配比不同，热处理工艺不同，其性能截然不同。聚氨酯原料在各行业应用非常广泛，因应用的行业特性和生产的产品不同，各行业对以聚氨酯为主要原料的组合材料的性能要求也不同。承担保温防水双功能的聚氨酯硬泡（SPF）也完全不同于用于冰箱、冷库仅起保温作用的聚氨酯(PUR)，尽管它们外观结构看似非常相像，但作为建筑保温防水一体化材料，聚氨酯硬泡打破了传统建材功能单一、防水的不保温、保温的不防水、防水层一旦出现渗漏、保温层随即失去保温功能的通病。与其它单功能保温或防水材料相比，聚氨酯硬泡具有明显的优势：
1.聚氨酯硬泡具有一材多用的功能，同时具备保温、防水、隔音、吸振等诸多功能；
2.保温性能卓越，是目前国内所有建材中导热系数最低（≤0.024，绿色环保无氟发泡技术）、热阻值最高的保温材料，导热系数仅为EPS发泡聚苯板的一半；
3.聚氨酯硬泡体连续致密的表皮和近于100%%的高强度互联壁闭孔，具有理想的不透水性。采用喷涂法施工达到防水保温层连续无接缝，形成无缝屋盖和整体外墙保温壳体，防水抗渗性能优异；
4.超强的自粘性能（无需任何中间粘结材料），与屋面及外墙粘结牢固，抗风揭和抗负风压性能良好；
5.整体喷涂施工，完全消除“热节”和“冷桥”；
6.柔性渐变技术可有效阻止防水层开裂；
7.机械化作业、自动配料、质量均一、施工快周期短；
8.化学性质稳定，使用寿命长，对周围环境不构成污染；
9.离明火自熄，且燃烧时只炭化不滴淌，炭化层尺寸和外形基本不变，能有效隔断空气的进入，阻止火势的蔓延，防火安全性能好。
聚氨酯硬泡体材料本身性能的优劣，对建筑物的使用安全性、保温功能、防水功能有着重大的影响，在选材时必须引起高度重视。
建筑业用聚氨酯硬泡体防水保温材料与冷库、冰箱用聚氨酯硬质泡沫保温材料在性能上的极大差别，主要反映在断裂延伸率、闭孔率、尺寸变化率、粘接强度四项性能指标上。
区别之一：断裂延伸率
断裂延伸率是衡量聚氨酯硬泡抗拒应力作用不产生永久变形的重要性能指标，而仅起保温作用，无防水功能的冷库冰箱用聚氨酯硬质泡沫对此项关键的性能指标并无任何要求。国家建材行业标准（JC/T998-2006）中明确规定：聚氨酯硬泡如果作为屋面和墙体防水保温一体化材料使用，必须满足延伸率大于10%%的基本要求，才能保证因使用环境温度变化、屋面及墙体的干缩湿胀、严冬冻融破坏以及建筑物基础不均匀沉降造成的防水层断裂、起鼓和龟裂。使聚氨酯硬泡在发挥优异保温功能的同时，充分展示其可靠的防水功能，只有延伸率满足上述国家行业标准的聚氨酯硬泡才能保证建筑物冬暖夏凉，环境舒适，屋面滴水不漏，外墙永无返潮之虑。
区别之二：尺寸变化率
聚氨酯硬泡受使用环境温度变化的影响，尺寸和体积会发生一定的变化，尺寸变化率的大小与原料的类型、泡体的结构、芯材密度、成型工艺及发泡剂的种类等诸多因素有关，耐温差性能较好的聚氨酯硬泡在-20摄氏度至+80摄氏度的
环境温度下，尺寸不应发生明显的变化。聚氨酯硬泡的闭孔率高达95%%以上，封闭在泡孔中的气体压力随环境温度的变化而变化，如果泡壁的结构强度较小，泡沫尺寸就会因闭孔中气体压力的变化而产生低温收缩或高温膨胀的变形，尺寸相对变形量（即尺寸变化率）越大，聚氨酯防水保温层产生断裂或开口的几率就越大。
(三) 耐低温性能
1．聚氨酯胶粘剂的耐低温性能
双组分聚氨酪胶粘剂的特点之一就是耐低温性能特别优异，这是其他胶粘剂所不具备的。从表可以看出，聚氨酯胶粘剂在低温的剪切强度大大超过其他胶粘剂，而且温度越低，强度越高。超低温胶粘剂在航天器上应用的特点和对胶粘剂的要求如下。
1.特点
(1)工作在液氧温度和液氢温度。
(2)粘接面积很大，往往是整个贮箱的外表面(或内表面)。
(3)能在冷热冲击(加注和泄出推进剂)所产生的温差应力和飞行过程中的气动冲刷的双重作用下工作。
(4)根据运载工具本身制造工艺的要求，最好能在常温固化或在较低的温度下固化。
2.要求
(1)要有足够的超低温韧性和延伸率，确保在接受冷热冲击过程中不致于因金属壳体与非金属高分子材料之间的线胀系数的差异而产生脱粘现象。
(2)要有足够的超低温强度，防止外绝热层脱落。
(3)要有足够的防腐力，在待飞状态时，加注推进剂后将产生严重的抽吸现象，把空气中的介质吸附在接头界面上，产生腐蚀。
(4)要求能在复杂的运载器表面上大面积施工。
(5)要求在固化过程中不产生低分子挥发物。
根据以上这些特点，在粘接大面积绝热层时，采用喷涂工艺涂胶层。而喷涂工艺首先要求胶液必须粘度小，易于成膜。
3.DW系列超低温胶粘剂
2．喷涂工艺
将被粘材料进行表面处理，按上述配方进行配胶喷涂后，室温晾置，随后升温至60℃固化2h。晾置阶段可使所加的溶剂等助剂充分挥发，也可使胶膜在常温下初步凝胶，可有效地避免升温过程中伴随产生的流胶现象。
四、聚氨酯的应用
聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫；非泡沫制品包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤维（氨纶）等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。
一、具有不同形态聚氨酯有不同的用途：
1、聚氨酯泡沫塑料
(1) 硬质泡沫塑料用于建筑、船舶、车厢等作屋面、墙面、门等保温、隔音的结构泡沫塑料，冷藏设备、管线的绝热保温材料，建筑物、矿山、地下工程、封闭坑道、防渗水材料，还作仪器壳体等。
(2) 软质泡沫塑料在建筑、船舶、运输、化工中作隔热、保温、包装、吸音、过滤、吸油等材料，也用于制造服装、日用品。
目前，汽车和家电产品的废泡沫塑料回收已越来越受到人们的重视。国外汽车生产商己提出，2002年前使用30％的回收废泡沫塑料。
美国Argonne国家实验室及其合作者已开发成功一项低成本回收技术，并建成一套试验装置。其生产过程是先除去汽车垃圾中的金属杂质，然后将废泡沫塑料进行清洗、粉碎、干燥，最后用粘合剂将这些废泡沫塑料粘在一起，即可用于生产地毯衬垫及其他垫材。据估算，建一套年生产能力为1000吨的工厂，需投资70万美元，全部投资估计可在两年内收回。
东芝公司开发了冰箱隔热材料聚氨酯泡沫塑料的连续化学回收法（化学分解法）。使用具有压缩、加热及混合三种功能的挤出机，以乙二醇胺为分解剂，将粒碎成smm大小的废旧聚氨酯树脂分解成一部分具有氨基甲酸酯键的低聚物和多元醇为主体的低聚物。将这种分解物与新鲜多元醇和异氰酸酯混合（分解物约占20％），可生产性能良好的再生聚氨酯泡沫塑料。用这种完全回收工艺可连续进行生产，不产生废物，该技术已向实用化发展。其设备使用籍助螺杆的旋转连续地进行压缩、混合及加热的挤出机，注入二乙醇胺连续分解废旧聚氨酯，可高速地得到分解物。聚氨酯树脂的混合比例在80％以上时，间歇法处理需要45分钟，而连续法仅用3分钟便可分解。分解物具有透明性，粘度也比间歇法低很多。据分析，分解物中有68％为含氨基甲酸酯基因的低聚物，另有28％为聚醚多元醇为主体的低聚物。有关聚氨酯树脂的再生，采用在低聚物分解物中加入纯的多
元醇和异氰酸酯成分，高速搅拌制得聚氨酯树脂。当混合比例低于20％时，便成为强度比纯材料高的发泡体。这种再生工艺的特征是，除可高速连续处理外，因分解到进入聚合物内，不产生副产物，也不需要分解物的分离和精制。
2、聚氨酯弹性体
（1）生物降解聚氨酯弹性体
近年来一些开发商利用生物资源的天然结构及特性，生产像木材那样能被微生物分解的聚氨酯弹性体制品。目前日本的一些公司用木粉、蔗糖及废弃的咖啡等天然原料混于聚合物多元醇中制备聚氨酯弹性体，既减少了多元醇的用量，降低了成本，又赋予制品生物分解特性。不久前日本又开发成功新型生物降解型聚氨酯原料，并建１套３００吨／年生产能力的装置，为客户提供这类新型聚氨酯弹性体。
（2）高阻尼聚氨酯弹性体
美国ＥＡＲ特种复合材料公司生产的高性能阻尼聚氨酯弹性体，用途广泛，制成的胶垫、密封件、套环、缓冲件、轴封等有很好的阻尼作用，特别适合用在各种精密设备、医疗设备及日用品、办公用品和电子计算机中。该材料在恶劣的外部环境中也能长期使用，在－１７．８℃的低温环境中仍具有高阻尼性能，而且机械强度高、回弹率高、尺寸稳定性好、耐多种溶剂、耐臭氧和紫外线辐射。（3）液晶聚氨酯弹性体
近年来世界液晶聚氨酯研究比较活跃，主要集中于原料的选择、工艺路线的优化及物性改善方面。液晶聚氨酯是由刚性致介基因和柔性间隔基团连接而成，是一种在熔体状态下具有液晶性能的聚氨酯弹性体。该材料具有良好的机械、热稳定、高弹性、高延伸性能及良好的加工性能。液晶聚氨酯弹性体的合成采取一步或两步聚合的方法加工成型。工艺多样，挤出、注射模塑、涂覆均可。
改性聚氨酯弹性体
耐热聚氨酯弹性体是目前国外许多公司投入大量人力物力进行试验研究的项目。目前日本已在电子电器和其他工业中将此项技术工业化。德国Ｂａｙｅｒ公司采用新型硅灰石纤维增强的ＰＲＩＭ技术制得聚氢酯复合板，能耐１９０℃高温。以１ ４－亚苯基二异氰酸酯为原料合成的聚氨酯弹性体，具有突出的动态力学性能，回弹性好，而且有非常好的挠曲性。目前国外有些公司已开发出商品。
3、含其它基团的聚氨酯
（1）水基聚氨酯树脂
丸红公司和合成革生产商KoatsuCloth公司联合工业化生产了水基聚氨酯树脂。据称该原料生产的合成革具有密度均匀、强度优异的性能，并能降低生产过程中的能耗。普通聚氨酯合成革为溶剂型，对人体和环境有潜在危害性，由其涂布于织物上制得合成革，需要一个聚合过程，能耗也大。两家公司开发的上述产品可应用于服装、鞋类、家庭用品、家具及汽车运输设备。上海翔雄科技公司
也开发了一种水性聚氨酯树脂。该产品具有优越的不变黄性、耐水性，适合于各种纤维加工，各种水性树脂可与之以任意比例稀释而相容，可用干涂花、印花用装料，可添加于水性涂料，防止涂层的开裂，增加光泽及润滑感，用于真皮和PU革的光亮剂、防雨布、伞面的涂层等。
（2）非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）
生产环境友好的产品是清洁生产大环境的组成内容。欧洲技术公司开发成功用于涂料和替代环氧聚氨酯的非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）。它不是由有害的异氰酸酯前身物生产，使用异氰酸酯聚氨酯对环境有不利影响，而NIPU中不含有害物质。NIPU比常规聚氨酯还有更好的机械性能和耐化学性能。NIPU由交联的环化碳酸酯和胺低聚物生产。第一套50吨/年装置已于2001年在以色列兴建。
二、生活中随处可见含聚氨酯的产品：
1、服饰
服装运动用品聚氨酯改变了服装的风格，在我们的生活里发挥着作用。其代表产品有舒适、柔软、具伸缩性及弹性设计自由的氨纶弹性纤维。除了被用于女士化妆用的粉扑、连裤袜、袜子以外，还用于滑雪衫，游泳衣等方面,其惊人的伸长性得到最大限度地利用。在滑雪，游艇等运动用品方面，聚氨酯涂料以其优良的耐磨耗及耐侯性而被选用。具有轻质，富于良好耐磨耗性的硬质泡沫用作滑雪板和冲浪板等的芯材，具有优良弹性和耐磨耗性的聚氨酯弹性体被用作运动鞋的鞋底。
2、生活用品
在居室用品方面，聚氨酯应用制品展示着其舒适性。聚氨酯涂料使家具、钢琴等乐器的表面具有美丽的光泽，起着牢固的保护作用。软质泡沫被用作最常用的坐垫材料以及分散人体压力的健康被褥。在厨房用品方面，硬质泡沫应用于电冰箱等的隔热材。与塑料薄膜具有良好接着性的聚氨酯树脂被用作食品包装用胶粘剂。还有在净水器的密封材、尿布及生理用品等方面的应用。对人体无害的聚氨酯弹性体在其用途方面也正在扩大。此外,在我们的生活中，聚氨酯人造革，合成革，发泡体等被制成包和鞋等，以其自然的风格和耐久性博得好评。
3、电子用品
促进电子工业的发展也是聚氨酯的使命。具有优良耐磨耗性及附着性的聚氨酯胶粘剂在录音/录像带、电脑用磁盘及IC卡和电子乘车票等制造过程中，被作为各种记录媒体磁性材料的粘接剂，使记录密度得到提高。此外，聚氨酯绝缘密封清漆被用于制造漆包线。紫外线（UV）固化型聚氨酯被制成光纤电缆。近年，聚氨酯胶粘剂还被应用于移动电话的印刷线路等方面，并不断地被进一步开发应用以适应时代要求。
4、医疗器械
聚氨酯对医疗事业的进步也正作出贡献。聚氨酯弹性体因其特异的构造而具有优良的人体适应性、粘合性和抗血栓性，被作为最佳的封端材料，运用于人工肾脏的中空细丝束的固定。并进一步改进其抗血拴性及人体适性，积极地进行人工心脏和人工皮肤等方面的应用研究。
5、汽车运输工具
汽车工业对未来汽车所作出的舒适性、安全性及节能等要求都离不开聚氨酯。具有隔热及隔音功能的车顶材，具有舒适性要求的汽车座垫，阻隔噪音及振
动保持安静空间的车底材料和密封材料。此外还有仪表盘、车门、安全气囊、座椅靠背、挡泥板、减冲吸收剂、油封、不爆轮胎及涂料。各种聚氨酯制品被应用于汽车的各个角落。此外，还被制成轮胎防滑链，因其具有柔韧性、耐久性及不损害路面的特性而受到重视。另外，具有优良耐久/耐侯性的聚氨酯涂料也应用于摩托车、轻轨电车、新干线及船舶等的涂装。
6、建筑土木
在建筑/土木领域中聚氨酯也展示着其特性。住宅用硬质泡沫，作为最佳的隔热材料，应用于墙体、地坪及屋顶等方面，大幅减少冷暖气供应负荷，顺应节能要求。聚氨酯涂料也因其具有优良的耐侯性，被用于住宅装修用外墙涂料。此外，运用其防水性、耐药品性及适当的弹性，聚氨酯涂料作为医院、体育馆等建筑的地坪涂料，高层建筑和桥梁等的防腐涂料。聚氨酯还作为枕木和铁轨间的缓冲材、建筑物屋顶等的防水·密封材及木质移动住宅用粘合剂被广泛应用。并应用于全天候跑道和高尔夫球场的施工。
7、工业用材料
聚氨酯也是不可缺少的工业用材料。例如，通过分子设计使磨耗强度达到最佳的弹性体，被应用于复印机和打印机等OA机器及造纸、制铁、电镀等用辊筒，并被制成各种用途的带、管、片及薄膜材料。其加工技术的开发也十分活跃。另外,聚氨酯泡沫具有优良的隔热效果及耐久性，在LNG储罐和地面储罐设施中作为保温材得到应用。聚氨酯粘结剂应用于木屑板及中密度板（MDF）等木质纤维板生产，能避免在家庭内装潢时有甲醛释放而日益受到重视。
结论：
聚氨酯材料作为一种与生活息息相关的高分子材料，在许多的领域已获得很好的应用，展示了广阔的发展前景，可以肯定，在聚氨酯的诸多良好性能下，在加大开发研究的基础上，一定能大大扩宽其应用领域，并发展更丰富的适合各种用途的用品。只要不断的改进与研究，聚氨酯的应用将运用到我们的周围，我们的生活。
聚氨酯介绍
介绍 1、硬质聚氨酯导热系数低，热工性能好。当硬质聚氨酯密度为35～40kg/m3时，导热系数仅为0.018~0.024w/（m．k），约相当于EPS的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。 2、硬质聚氨酯具有防潮、防水性能。硬质聚氨酯的闭孔率在90%以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数，墙面也不会渗水。 3、硬质聚氨酯防火，阻燃，耐高温。聚氨酯在添加阻燃剂后，是一种难燃的自熄性材料，它的软化点可达到250摄氏度以上，仅在较高温度时才会出现分解：另外，聚氨酯在燃烧时会在其泡沫表面形成积碳，这层积碳有助隔离下面的泡沫。能有效地防止火焰蔓延。而且，聚氨酯在高温下也不产生有害气体。 4、由于聚氨酯板材具有优良的隔热性能，在达到同样保温要求下，可使减少建筑物外围护结构厚度，从而增加室内使用面积。 5、抗变形能力强，不易开裂，饰面稳定、安全。 6、聚氨酯材料孔隙率结构稳定，基本上是闭孔结构，不仅保温性能优良，而且抗冻融、吸声性也好。硬泡聚氨酯保温构造的平均寿命，在正常使用与维修的条件下，能达到30年以上。能够做到在结构的寿命期正常使用条件下，在干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因影响，都不会受到破坏。 7、综合性价比高。虽然硬质聚氨酯泡沫材的单价比其它传统保温材料的单价高，但增加的费用将会由供暖和制冷费用的大幅度减少而抵消。 产品用途 本公司生产的硬质聚氨酯保温大板材可广泛用于彩钢夹芯板、中央空调、建筑墙体材料、冷库、冷藏室、保温箱、化工罐体等领域。 特点 ●规格品种多，容重范围：（40—60kg/m3）；长度范围：（0.5米—4米）；宽度范围：（0.5米—1.2米）；厚度范围：（20毫米—200毫米）。 ●切割精度高，厚度误差±0.5mm，从而保证了制成品表面的平整度。 ●泡沫细密，泡孔均匀。 ●容重轻，可以减少制成品的自重量，比传统的产品低30—60%。 ●抗压强度大，可以承受在制造成品过程中的巨大压力。 ●方便质量的检验，由于在切割过程中去掉了四周的表皮，板材的质量一目了然，保证了制成品的保温效果。厚度可按用户要求生产加工。 规格 硬质聚氨酯泡沫泡块（本公司提供不同密度的泡块，用来加工制作各种型材） 品种聚氨酯泡沫泡块（单位mm） 规格4000×1200×1000 2000×1200×1000 硬质聚氨酯泡沫大板材 品种聚氨酯大板材 密度40-60kg/m 规格长度：4000-500mm
聚氨酯材料
聚氨基甲酸酯 百科名片 聚氨基甲酸酯 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。 目录 聚氨基甲酸酯 聚氨酯涂层剂 行业发展 施工工艺 用作鲨鱼皮泳衣 相关新闻 展开 编辑本段聚氨基甲酸酯 基本信息 中文名：聚氨基甲酸酯；聚氨酯 聚氨基甲酸酯 拼音：jù ān jī jiǎ suān zhǐ 前言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(ＮＨＣＯＯ)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基
化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。聚氨酯的结构 英文名：polyurethane 研发历史 聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。 1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。 制备来源 由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分 聚氨基甲酸酯 子化合物。 聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下： —N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ 聚氨酯的发现：20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了TPU。在1950年前后，TPU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系TPU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，TPU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。 主要用途
聚氨酯合成工艺
聚氨酯合成工艺路线 、八— O 前言 聚氨酯是现今合成高分子材料中应用较为广泛、用量较大的一大类合成树脂. 所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。 1主要原料 聚乙二醇（PEG）Mn=2000g/mol ;二异氰酸酯甲苯（TDI）；1，4-丁二醇（丁基锡二月桂酸酯（DBTDL）。 合成路线 ⑴二元醇 n-1OH R3 OH 在此，我们采用二元醇BDO对预聚体进行扩链反应 按其 BDO）； 预聚反应: R2 预聚体扩链反应: 氨基甲酸酯线 性聚氨酯 R2 氨基甲酸酯 ⑵二元胺 n-1HN F4 NH. F O H II I H O H I II 1 H O H I I I * |-O —R[ O C N 1 IL ―2---------- N------- C^-N —R1 1 1 —&— N——C -- N- 氨基甲酸酯脲脲 H N——R2 — NCO C——N——R2 ----- O ------- R i ------ O O H II I Ri — O——C——N 氨基甲酸酯 O H H O I IL R C^O------------- R3— O——C ---------- N
交联反应 : 扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交联聚 氨。 2.1聚醚脱水 准确称量一定质量的PEG于500mL的三口烧瓶中，升温并抽真空，在内温为11O~115C①，真空度133.3Pa的条件下，脱水1.5小时②，然后冷却至50C 以下，放入干燥的仪器内密闭保存备用。 说明：①PEG在125C会分解，故脱水时温度不能高于此分解温度，应控制在110~115 Co ②异氰酸酯与水反应后会使预聚物的粘度增大，进而使预聚物的贮存稳定性显著降低。所以在实 验过程中对多元醇等原材料的含水量和环境湿度都有严格要求。合成前要将PEG加热真空脱水， 并对实验仪器进行干燥脱水，反应还要在干燥氮气保护下进行，以避免空气湿度的影响。 2.2预聚反应 在干燥三口烧瓶的按配方量①将TDI溶液滴入已经脱水的PEG聚醚溶液中 ②，再加入微量的催化剂DBTDL③，搅拌均匀后，此时不加热④，自动升温约半小 时后到(80± 5)C⑤，恒温计时反应2h得到预聚物，密封保存。 说明：①配方为：n (-NCO/ n (-OH) =1.85 ~1.90。若TDI过少不仅会使得PEG两端不 能都均匀的接上TDI，还会因为游离的TDI减少，减少了低聚物链段运动空间，从而使得预聚体 的粘度增大，影响了预聚体的加工性能和最终制品的物理机械性能。 若TDI过多，游离的TDI增多，用BDO扩链时，游离的TDI会与之反应，使得反应初期粘度急剧升高，导致产品的加工性能变差。 ②这样使反应分步进行，且反应活性弱，即低聚物多元醇与TDI的预聚反应有足够 的时间进行，反应比较完全，得到的预聚体再与扩链剂反应，这种情况下就比较容易形成大分子的 ____ O R i O O C l C I I 硬段交联反应后: ^H-O ---- R 1 -- O O H N——H O ------ H I N H O n-1
水性聚氨酯性能优缺点
水性聚氨酯的优点： 聚氨酯的全名叫聚氨基甲酯。水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，其分子结构中含氨基甲酸酯基、脲键和离子键，内聚能高，粘结力强，且可通过改变软段长短和软硬段的比例调节聚氨酯性能。 水性聚氨酯乳液相比较与溶剂型聚氨酯具有以下优点： （1）由于水性聚氨酯以水作分散介质，加工过程无需有机溶剂，因此对环境无污染，对操作人员无健康危害，并且水性聚氨酯气味小、不易燃烧，加工过程安全可靠。 （2）水性聚氨酯体系中不含有毒的-NCO基团，由于水性聚氨酯无有毒有机溶剂，因此产品中无有毒溶剂残留，产品安全、环保，无出口限制。 （3）水性聚氨酯产品的透湿透汽性要远远好于同类的溶剂型聚氨酯产品，因为水性聚氨酯的亲水性强，因此和水的结合能力强，所以其产品具有很好的透湿透汽性。 （4）水作连续相，使得水性聚氨酯体系粘度与聚氨酯树脂分子量无关，且比固含量相同的溶剂型聚氨酯溶液粘度低，加工方便，易操作。 （5）水性聚氨酯的水性体系可以与其它水性乳液共混或共聚共混，可降低成本或得到性能更为多样化的聚氨酯乳液，因此能带来风格和性能各异的合成革产品，满足各类消费者的需求。 并且，由于近年来溶剂价格高涨和环保部门对有机溶剂使用和废物排放的严格限制，使水性聚氨酷取代溶剂型聚氨酷成为一个重要发展方向。 水性聚氨酯膜的优点： 水性聚氨酯树脂成膜好，粘接牢固，涂层耐酸、耐碱、耐寒、耐水，透气性好，耐屈挠，制成的成品手感丰满，质地柔软，舒适，具有不燃、无毒、无污染等优点。将成革的透氧气性、透湿性、低温耐曲折性、耐干湿擦性、耐老化性等，与溶剂型聚氨酯涂饰后的合成革进行了对比研究。结果表明，经水性聚氨酯涂饰的合成革的透氧量达到了4583．53 mg／(em3·h)，为溶剂型的1.5倍，且透水汽量达到了615．53 mg／(cm3·h)，约为溶剂型的8倍；低温耐曲折次数大于4万次，为溶剂型的2倍。采用水性聚氨酯替代传统的溶剂型聚氨酯完成合成革的
聚氨酯制备
第2章实验部分 2.1实验原料及仪器 2.1.1实验原料 实验用到的主要试剂见表2.1。 表2.1实验主要原料 试剂名称缩写纯度生产厂家甲苯二异氰酸酯TDI 分析纯上海凌峰化学试剂有限公司聚氧化丙烯二醇1000 PPG1000 工业级天津石化三厂 聚氧化丙烯二醇2000 PPG2000 工业级天津石化三厂 聚氧化丙烯二醇2000 TDB2000 工业级天津石化三厂 聚四氢呋喃醚二醇1000 PTMG1000 工业级天津石化三厂 聚氧化丙烯三醇1000 TMN1000 工业级天津石化三厂 凤凰牌环氧树脂6101 E-44 工业级江苏三木化工集团有限公司正丁醇n-butanol 分析纯国药集团化学试剂有限公司三羟甲基丙烷TMP 工业级天津市博迪化工有限公司2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯Tx-2 分析纯国药集团化学试剂有限公司二端氨基低聚醚胺D2000 工业级江苏三木化工集团有限公司三端氨基低聚醚胺T403 工业级江苏三木化工集团有限公司盐酸HCl 分析纯国药集团化学试剂有限公司 碳酸钠Na2CO3分析纯国药集团化学试剂有限公司 二正丁胺C2H8N2分析纯国药集团化学试剂有限公司 丙酮C3H6O 分析纯国药集团化学试剂有限公司 乙醇C2H6O 分析纯国药集团化学试剂有限公司 乙醇C2H6O 工业级哈尔滨华信化工有限公司
2.1.2实验仪器 实验室用的主要仪器设备见表2.2。 表2.2实验使用的主要仪器设备 设备名称设备型号生产厂家环境力学分析谱仪粘弹仪DMA 50 法国METRA VIB公司动态热分析仪DMA+450 法国METRA VIB公司差示扫描量热仪（DSC）Q800 美国TA公司的Q800 FT-IR Spectrometer FT-IR 200美国V ARIAN公司 数显邵尔A硬度计TH-200 北京时代之峰科技有限公司FA2004型电子分析天平FA2004上海天平仪器厂 DK-98-1电热恒温水浴锅DK-98-1天津市泰斯特仪器有限公司电热恒温真空干燥箱DZF 上海跃进医疗器械厂 数显式鼓风干燥箱GZX-GF-Ⅱ上海跃进医疗器械厂2.2材料的制备 2.2.1阻尼层材料 约束复合阻尼材料主要由约束层和阻尼层共同组成，阻尼层材料主要为复合材料提供阻尼性能。目前对于阻尼层的选择主要是具有较宽的阻尼温域和较高的阻尼损耗峰值。聚氨酯弹性体材料由于其软段相与硬段相之间存在一定的不相容性，能在材料内部形成微相分离，为材料提供额外的阻尼性能。【49】 2.2.1.1阻尼层材料的制备 本研究中，以预聚体法合成相应的聚氨酯弹性体材料。所谓预聚体法，是指通过控制端羟基低聚物与多异氰酸酯反应过程中异氰酸基团过量，使生成的聚合物端基为异氰酸根，然后选用特定的扩链剂（交联剂）对其进一步固化并成型。 本课题在阻尼层材料制备过程中，分别以PPG2000和TDI作为聚氨酯弹性体中的软段和硬段。其中软段PPG2000为低分子量聚醚，由环氧丙烷在特定初始剂作用下开环聚合而成，因此其结构中含有大量的醚键和饱和碳链，较端羟基聚酯和聚烯烃分子链更为柔顺，能够为聚氨酯弹性体材料提供较高的阻尼损耗峰值；相应的硬段部分选择甲苯二异氰酸酯（TDI），根据基团贡献理论，在分子
聚氨酯结构与性能的相关性
聚氨酯结构与性能的相关性 聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。 聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成，是一种嵌段聚合物。一般长链二元醇构成软段，而硬段则是由多异氰酸酯和扩链剂构成。软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。 软段对性能的影响 聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大部分，不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不相同。 极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。因为，聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基，这种聚氨酯内部不仅硬段间能够形成氢键，而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键，使硬相能更均匀地分布于软相中，起到弹性交联点的作用。在室温下某些聚酯可形成软段结晶，影响聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高，但耐水解性能比聚醚型的差。聚四氢呋喃（PTMEG）型聚氨酯，由于PTME G规整结构，易形成结晶，强度与聚酯型的不相上下。一般来说，聚醚型聚氨酯，由于软段的醚基较易旋转，具有较好的柔顺性，优越的低温性能，并且聚醚中不存在相对易于水解的酯基，其耐水解性比聚醚型好。聚醚软段的醚键的α碳容易被氧化，形成过氧化物自由基，产生一系列的氧化降解反应。以聚丁二烯为软
聚氨酯合成工艺
聚氨酯合成工艺路线 刖言 聚氨酯是现今合成高分子材料中应用较为广泛、 用量较大的一大类合成树脂.按其 所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。 主要原料 聚乙二醇（PEG ） Mn=2000g/mol ;二异氰酸酯甲苯（ 丁基锡二月 桂酸酯（DBTDL ）。 合成路线 硬段 在此，我们采用二元醇BDO 寸预聚体进行扩链反应。 TDI ); 1, 4-丁二醇(BDO ); 预聚反应: 预聚体扩链反应: 氨基甲酸酯 线性聚氨酯 L O 1 —O ——Ri ——O ——C H O 一 II 」R N ------ 2------ N ---- C —(-O ------- R 3— O ? 氨基甲酸酯 O H 1 I C ——N ------ R2 ----- 硬段 O H H O H [ O I R I I L I *— O ——Ri —O ——C ——N ---------------- 2 ----- N ---- C — 脲 氨基甲酸酯 氨基甲酸酯 H O H I I I C ---- N ------ R N ■ F-l H O -1 4-* —NCO ——O ——Ri —O ——* ------- n H O
交联反应: 扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交 联聚氨。 硬段交联反应后: N ——H '2 N ---- H ^O 「 O H O II O H 1 H O Il ' _O — —R1- —O 一 -C - N . _R2_ —N II f —R 3—O — -C - 1 —N — —R2 ------ N — 2.1聚醚脱水 准确称量一定质量的PEG 于500mL 的三口烧瓶中，升温并抽真空，在 内温为11O~115C ①，真空度133.3Pa 的条件下，脱水1.5小时②，然后冷却至 50 r 以下，放入干燥的仪器内密闭保存备用。 说明：①PEG 在 125C 会分解，故脱水时温度不能高于此分解温度，应控制在 110~115 Co ②异氰酸酯与水反应后会使预聚物的粘度增大，进而使预聚物的贮存稳定性显著降 低。所以在实验过程中对多元醇等原材料的含水量和环境湿度都有严格要求。合成 前要将PEG 加热真空脱水，并对实验仪器进行干燥脱水，反应还要在干燥氮气保护 下进行，以避免空气湿度的影响。 2.2预聚反应 在干燥三口烧瓶的按配方量①将TDI 溶液滴入已经脱水的PEG 聚醚溶液 中②，再加入微量的催化剂DBTDL ③，搅拌均匀后，此时不加热④，自动升温 约半小时后到(80± 5)C ⑤，恒温计时反应2h 得到预聚物，密封保存。 说明：①配方为：n (-NCO/ n (-OH ) =1.85 ~1.90。若TDI 过少不仅会使得 PEG 两端不 能都均匀的接上 TDI ，还会因为游离的 TDI 减少，减少了低聚物链段运动空间，从 _____ O ____ R1 ____ O O H H O R3= O _______ C _ N ______ R 2 ______ N 硬段 H O N _____ R 2
提高聚氨酯耐温性.pdf
提高聚氨酯耐温性 聚氨酯弹性体是以二异氰酸酯和低聚物多元醇为基本原料聚合而成的高分子材料，具有机械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能，但其使用温度一般不超过80℃，100℃以上材料会软化变形，机械性能明显减弱，短期使用温度不超过120℃，严重限制了其广泛应用。因此，许多研究机构及学者对聚氨酯弹性体耐热形变性能进行了研究，并制备了许多耐热性能优良的材料，使其在较高的温度下具有较好的机械性能。但是聚氨酯弹性体结构的复杂性，影响其耐热形变因素很多。作者从低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂、聚合工艺条件、引入分子内基团、加入填料、与纳米材料复合等方面综述了弹性体耐热性的影响因素。 1原料对聚氨酯弹性体耐热性影响 聚氨酯弹性体由软段(低聚物多元醇，主要分为聚酯型、聚醚型和聚烯烃型多元醇等)和硬段(二异氰酸酯和扩链剂)组成。低聚物多元醇的相对分子质量是多分散的，而多异氰酸酯往往是多种异构体的混合物，异构体的存在会破坏硬段的规整性，使得弹性体的耐热性降低。严格控制原料的纯度，降低缩二脲和脲基甲酸酯等热稳定性差的基团的摩尔分数，可以提高弹性体耐热性。 1.1低聚物多元醇 不同结构的低聚物多元醇与相同异氰酸酯反应生成的氨基甲酸酯，其热分解温度相差很大，伯醇最高，叔醇最低，这是由于靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易断裂的缘故。由于酯基的热稳定性比较
好，而醚基的碳原子上的氢容易被氧化，所以聚酯型聚氨酯耐热性能比聚醚型聚氨酯好。由聚酯所制备的聚氨酯，聚酯类型的不同对热性能几乎没有太大的影响。对于聚醚型聚氨酯，聚醚的类型对其耐热性能有一定的影响，如由甲苯二异氰酸酯(TDI)、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)分别与聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)所制备的聚氨酯，放入121℃环境下老化7天后，二者的拉伸强度存在明显差别，前者室温下拉伸强度保留率为44%，而后者保留率为60%。低聚物多元醇相对分子质量或分子链长对聚氨酯热降解的特征分解温度没有明显的影响，刘凉冰研究了聚酯型和聚醚型聚氨酯的降解机理，并分析了影响其耐热性的因素，得出聚酯型聚氨酯弹性体耐热性能优于聚醚型的结论。 1.2异氰酸酯 硬段是影响聚氨酯弹性体耐热性能的主要结构因素。硬段的刚性、规整性、对称性越好，其弹性体的热稳定性亦越高。硬段质量分数增加，形成较多的硬段有序结构和次晶结构，使两相发生逆转，硬段相成为连续相，软段分散在硬段相中，从而提高了高温下弹性体的拉伸强度和耐热性。从分子结构上看，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDl)与TDI分子结构类似，均含有NCO基和苯环结构，但是由于结构简洁性、刚性、规整度和对称性较弱，导致其弹性体的微相分离程度不够，制得的弹性体热稳定性均一般。一般情况下，异氰酸酯纯度越高，异构体越少，生成的聚氨酯弹性体规整度、对称性越高，耐热性越好。结构规整的异氰酸酯形成的硬链段极易聚集，提高了微相分离程度，
聚氨酯生产工艺
聚氨酯生产工艺流程 摘要： 聚氨酯(Po1yurethane, PU)的发展。1937，德国Bayer合成第一种聚氨酯热塑性塑料Durthane U40年代，制得了合成纤维贝纶U(Perlon U)。50年代，得到聚氨酯弹性体、弹性纤维和泡沫塑料。60年代，聚氨酯涂料和粘合剂等开始应用。我国聚氨酯工业起始于20世纪50年代末，1959年上海市轻工业研究所开始聚氨酯泡沫塑料的研究。 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控、配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点，可广泛用于人造革、涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行以及高新技术领域必不可少的材料之一，其本身已经构成了一个多品种、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工业体系，这是其它树脂所不具备的。 关键词：原料规格、合成工艺、反应速率影响因素、蒸汽汽提反应单元论述 一、原料规格 聚氨酯树脂主要的原料是含异氰酸酯基（NCO）的多异氰酸酯(isocyanate)和含活泼氢的聚醚(ployether ployol )与聚酯多元醇(polyester ployol)。将以上两种基本原料进行化学改性，这种改性的多元醇中间体，可制成具有特殊工艺和特殊物理性能的聚氨酯树脂，从而增加聚氨酯品种与应用领域。除以上原料外，聚氨酯树脂产品广泛采用催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过聚氨酯树脂生产工艺、降低成本，延长使用寿命，增加品种等。 异氰酸酯 脂肪族 芳香族 脂环族 低聚物多元醇聚酯多元醇 聚醚多元醇 环氧丙烷聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇 其它聚醚多元醇 其它多元醇 扩链（交联）剂胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂 催化剂 叔胺类催化剂 金属有机化合物 其它配合剂 阻燃剂 抗氧剂 紫外线吸收剂着色剂 增塑剂 聚氨酯原料
发泡聚氨酯的优缺点及其应用
发泡聚氨酯的优缺点及其应用 一、发泡聚氨酯的优点 发泡聚氨酯由双组分组成，甲组分为多元醇，乙组分为异氰酸酯，施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出，呈雾状，一分钟发泡凝固成型。这种材料近几年才引进，用于建筑保温防水经过二、三年的使用，有较多的了解，优点很多，使用范围很广。 1.保温性能好。导热系数0. 025左右，比聚苯板还好，是目前建筑保温较好的材料。 2.防水性能好。泡沫孔是封闭的，封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。 3.因现场喷涂，形成整体防水层，没有接缝，任何高分子卷材所不及，减少维修工量。 4.粘结性能好。能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固，不怕大风起。 5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修，不必铲除原有的防水层保 温层，只需清除表面的灰、砂杂物，即可喷涂。 6.施工简便速度快。每日每工可喷200多平米，有利于抢进度。 7.收头构造简单。喷涂发泡聚氨酯收头，不用特别处理，大为简化。如使用卷材，在女儿墙处，需留凹槽，收头在凹槽内;若不能留凹槽，需用扁铁封钉收头，还要涂嵌缝膏。 8.经济效益好。如果把保温层和防水层分开，不仅造价高，而且工期长，而发泡聚氨 酯一次成活。 9.耐老化好。据国外已用工程总结和研究测试获知，耐老化年限可达30年之久。 二、发泡聚氨酯的应用 1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料，作为保护层;上人屋面，在上坐 浆铺面砖。 2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿，瓦块座浆在望板上，不会发生滑动。 3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。配式大墙板，喷在板肋间，粘结好又严密。如用空心砌块，可将发泡聚氨酯喷在孔洞内，塞充饱满冻库的墙壁，喷涂尤佳。 目前墙体改革很关键的是保温技术，发泡聚氨酯可以大展宏图。 4.地下室外墙保温防水，是发泡聚氨酯大显身手的部位，既能保温、防水，又省去其 他保护层，一举二得。 三、发泡聚氨酯的缺点 虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性，但也不是万能的，存在短处和不适宜之处。 1.在10℃以卜的温度，发泡率降低。因此使用时明显受到季节的制约。 2.厕所卫生间只需防水而不要保温，不宜使用发泡聚氨酯。
聚氨酯弹性体生产工艺配方技术样本
聚氨酯弹性体工艺流程 一、聚氨酯弹性体的概述 二、聚氨酯弹性体的主要原料 三、聚氨酯弹性体主要生产设备 四、模具的加工 五、聚氨酯弹性体生产工艺流程 六、生产过程中注意事项 一、聚氨酯弹性体的概述 所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温, 扯断伸长率＞50%, 外力撤出后复原性比较好的高分子材料, 而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。在弹性体中, 其扯断伸长率较大( ＞200%) 、 100%定伸应力较小( 如＜30Mpa) 、弹
性较好的可称为橡胶。因此弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。 聚氨酯弹性体, 又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类, 其原材料品种繁多, 配方各种各样, 可调范围很大。聚氨酯弹性体硬度范围很宽, 低至绍尔A10以下的低模量橡胶, 高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。因此聚氨酯弹性体的性能范围很宽, 是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。 二、聚氨酯弹性体主要原材料 聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类, 即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂( 交联剂) 。除此之外, 有时为了提高反应速度, 改进加工性能及制品性能, 还需加入某些配合剂。下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。 反应过程: 多元醇与二异氰酸酯反应, 制成低分子量的预聚体; 经扩链反应, 生成高分子量聚合物; 然后添加适当的交联剂, 生成聚氨酯弹性体。其工艺流程如下: 2.1 低聚物多元醇 聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低, 一般为2或2~3.相对分子质量为400~6000, 但常见的为1000~ .主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε-己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。一般可经过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。 2.1.1聚酯多元醇
医用聚氨酯材料研究进展
本文由灬抱抱熊贡献 ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 ■ ＰＵ 技术 医用聚氨酯材料研究进展 ◆ 鲍 俊 杰 ，刘 都 宝 ，黎兵，许戈文 安徽大学化学化工学院 ＰＵ 技 术 ＰＵ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 摘 要 ：概述了医用聚氨酯材料的发展背景、医用聚氨酯的性能以及分类。综述了医用 聚氨酯材料在人工心脏、人造血管、矫形绷带、计生用品、医用胶粘剂、医用敷料、人工 皮肤、 药物载体等领域的应用， 同时指出了医用聚氨酯目前存在的问题以及未来的发展前 景。 关 键 词 ：聚氨酯，医用，进展。 １ ． 医用聚氨酯发展背景 １．１ 聚氨酯树脂发展史 聚氨酯是在高分子结构主链上含有许多氨基甲酸酯基 团（－ ＮＨＣＯＯ －）的聚合物，国际上称为 ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ， 我国某些资料译为聚氨基甲酸酯、 聚脲烷等。 按行业习惯， 目前我国将此类聚合物通称为聚氨酯， 其系列产品统称为 聚氨酯树脂， 是合成材料中的重要品种， 它已跃居合成材 ［１］ 料第六位 。 聚氨酯树脂是一种新型的具有独特性能和多方面用途 的高聚物， 已有７０多年的发展历史。 它以二异氰酸酯和多 元醇为基本原料加聚而成， 选择不同数目的官能基团和不 同类型的官能基， 采用不同的合成工艺， 能制备出性能各 异、 表现形式各种各样的聚氨酯产品。 有从十分柔软到极 其坚硬的泡沫塑料， 有耐磨性能优异的弹性橡胶， 有高光 泽性的油漆、 涂料， 也有高回弹性的合成纤维、 抗挠曲性 能优良的合成皮革、 粘结性能优良的胶粘剂以及防水涂料 和灌浆材料等， 逐渐形成了一个品种多样、 性能优异的新 ［２］ 型合成材料系列 。 ７２ 环 球 聚 氨 酯 网 ｗｗｗ ．ｐｕｗｏｒｌｄ． ｃｏｍ 由于这种高聚物具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘 接性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等，因此，它 是发展较快的一种高分子合成材料， 被广泛用应于工业及 日常生活中， 并几乎渗透到国民经济各个部门。 其产量与 品种与年俱增， 国外有人说： “７０年代聚氨酯树脂工业的 地位相当于２０年代的钢铁工业、 ４０年代的聚烯烃。［２］我国 ” 从６０年代初在这个领域内开展科研工作， 并逐步建立了工 业生产装置。 到目前为止， 我国的聚氨酯工业从科研到生 产已基本形成体系， 初具规模。 １．２ 医用聚氨酯 大量动物实验和急慢性毒性实验证实，医用聚氨酯 无毒、 无致畸变作用， 对局部无刺激性反映和过敏反应， 聚 ［３］ 氨酯在医学领域上应用具有较好的生物相容性 。 医用聚 氨酯材料有与人体组织相容性和血液相容性好，良好的韧 性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物，无毒性，良好的耐 磨损、 粘结性、 抗曲挠性能，容易成型加工，性能可控等优 异的性能， 并能根据要求生产出透明的产品等等。 这些优 势保证了使用聚氨酯产品无论是生产体内或体外的医疗用 ＰＯ ＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＰＵ 技术？医用聚氨酯材料研究进展 具都能使其发挥出良好的性能。 自２０世纪５０年代聚氨酯首次应用于生物医学，四十多 年来，聚氨酯在医学上的用途日益广泛， １９５８年聚氨酯首 次用于骨折修复材料，而后又成功地应用于血管外科手术缝 合用补充涂层， ７０年代开始，聚氨酯作为一种医用材料已 倍受重视。 到了８０年代，用聚氨酯弹性体制造人工心脏移 植手术获得成功，使聚氨酯材料在生物医学上的应用得到进 一步的发展［４］，近年来，随着科技的进步和研究水平的 提高， 新的医用聚氨酯材料不断涌现， 制品的性能也不断 完善。 １．２．１医用聚氨酯的性能 聚氨酯是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的、含有 许多 －ＮＨＣＯＯ－ 基团的极性高聚物，通过选择适当的软、硬 链段结构及其比例，就可合成出既具有良好的物理机械性 能，又具有血液相容性
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺引言：随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。聚氨酯的合成工艺： 1.1 主要原材料准备和精制异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业品;聚醚多元醇（N220，相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4- 丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级；环氧树脂E- 20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA），工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N- 甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA）、乙二胺（EDA）、丙酮，分析纯，使用前用4A 分子筛干燥处理；偶氮二异丁腈（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂、流平剂、增稠剂，均为工业品。 1.2光引发剂作为光固化材料的重要组成部分，光引发剂的作用是吸收一定波长的光能后产生活泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等，在空气中受O 2 的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O 2 的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮、硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可制得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以苯偶姻醚聚碳酸酯为代表，利用这类光引发剂可以合成嵌段共聚物，以获得性能更加平衡或优异的聚合物材料。在常规小分子光引发剂上引入可聚合基团，即得可聚合光引发剂，使其在光固化中大分子化，此类引发剂只用在一些特殊场合。钛茂光引发剂是少数几个能满足各方面要求的金属有机光引发剂之一，它们具有良好的光活性、热稳定性和毒理性能。不仅在可见光区吸收良好，在U V 光区也有较强的吸收，但消光系数太大，只适合薄涂层。阳离子光引发剂主要是碘鎓盐与硫鎓盐、芳茂铁盐。阳离子光引发剂引发效率高，
聚氨酯分子结构与性能的关系
螇聚氨酯分子结构与性能的关系 聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成，是一种嵌段聚合物。一般长链二元醇构成软段，而硬段则是由多异氰酸酯和扩链剂构成。软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。 2.3.1 影响性能的基本因素 聚氨酯制品品种繁多、形态各异，影响各种聚氨酯制品性能的因素很多，这些因素之间相互有一定的联系。对于聚氨酯弹性体材料、泡沫塑料，性能的决定因素各不相同，但有一些共性。 基团的聚能 聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。聚氨酯的性能与其分子结构有关，而基团是分子的基本组成成分。通常，聚合物的各种性能，如力学强度、结晶度等与基团的聚能大小有关。聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基团外，不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。各基团对分子引力的影响可用组分中各不同基团的聚能表示，有关基团的聚能（摩尔能）见表2-11。
表2-11 基团的聚能/（kJ/mol） 由表2-11可见，酯基的聚能比脂肪烃和醚基的聚能高；脲基和氨基甲酸酯基的聚能高，极性强。因此聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型，聚氨酯-脲的聚力、粘附性及软化点比聚氨酯的高。 聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子的吸引力有关，
这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关，也即与基团种类及密集程度有关。 氢键 氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和含H原子的基团之间，与基团聚能大小有关，硬段的氨基甲酸酯或脲基的极性强，氢键多存在于硬段之间。据报道，聚氨酯中的多种基团的亚胺基（NH）大部分能形成氢键，而其部分是NH与硬段中的羰基形成的，小部分与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的。与分子化学键的键合力相比，氢键是一种物理吸引力，极性链段的紧密排列促使氢键形成；在较高温度时，链段接受能量而活动，氢键消失。氢键起物理交联作用，它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。氢键越多，分子间作用力越强，材料的强度越高。 结晶性 结构规整、含极性及刚性基团多的线性聚氨酯，分子间氢键多，材料的结晶程度高，这影响聚氨酯的某些性能，如强度、耐溶剂性，聚氨酯材料的强度、硬度和软化点随结晶程度的增加而增加，伸长率和溶解性则降低。对于某些应用，如单组分热塑性聚氨酯胶粘剂，要求结晶快，以获得初粘力。某些热塑性聚氨酯弹性体因结晶性高而脱模快。结晶聚合物经常由于折射光的各向异性而不透明。 若在结晶性线性聚氨酯中引入少量支链或侧基，则材料结晶性下降，交联密度
聚氨酯分子结构与性能的关系00708
聚氨酯分子结构与性能的关系 聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成，是一种嵌段聚合物。一般长链二元醇构成软段，而硬段则是由多异氰酸酯和扩链剂构成。软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。 2.3.1 影响性能的基本因素 聚氨酯制品品种繁多、形态各异，影响各种聚氨酯制品性能的因素很多，这些因素之间相互有一定的联系。对于聚氨酯弹性体材料、泡沫塑料，性能的决定因素各不相同，但有一些共性。 基团的内聚能 聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。聚氨酯的性能与其分子结构有关，而基团是分子的基本组成成分。通常，聚合物的各种性能，如力学强度、结晶度等与基团的内聚能大小有关。聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基团外，不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。各基团对分子内引力的影响可用组分中各不同基团的内聚能表示，有关基团的内聚能（摩尔内能）见表2-11。 表2-11 基团的内聚能/（kJ/mol）
由表2-11可见，酯基的内聚能比脂肪烃和醚基的内聚能高；脲基和氨基甲酸酯基的内聚能高，极性强。因此聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型，聚氨酯-脲的内聚力、粘附性及软化点比聚氨酯的高。 聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子内的吸引力有关，这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关，也即与基团种类及密集程度有关。 氢键 氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和含H原子的基团之间，与基团内聚能大小有关，硬段的氨基甲酸酯或脲基的极性强，氢键多存在于硬段之间。据报道，聚氨酯中的多种基团的亚胺基（NH）大部分能形成氢键，而其中大部分是NH与硬段中的羰基形成的，小部分与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的。与分子内化学键的键合力相比，氢键是一种物理吸引力，极性链段的紧密排列促使氢键形成；在较高温度时，链段接受能量而活动，氢键消失。氢键起物理交联作用，它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。氢键越多，分子间作用力越强，材料的强度越高。 结晶性 结构规整、含极性及刚性基团多的线性聚氨酯，分子间氢键多，材料的结
NEU聚氨酯生产工艺流程图
NEU聚氨酯生产工艺流程图 如喷枪、模具选择与确认、PU料、油漆等 以A组分料和B组分料混合反应形成的具有防水和保温隔热等功能 的硬质泡沫塑料，称为聚氨酯硬质泡沫，简称聚氨酯硬泡。 A组分料是指由组合多元醇（组合聚醚或聚酯）及发泡剂等添加剂 组成的组合料，俗称白料。A组分料是形成聚氨酯硬泡的必要原料 之一。B组分料是指主要成分为异氰酸酯的原材料，俗称黑料。B 组分料也是形成聚氨酯硬泡的必要原料之一。 作用为在脱模时起到易脱模效果，无粘模情况。 1、按客户要求喷不同颜色效果（参照目录或样品） 、本公司采用油漆为聚氨酯氟碳漆，是属于自干漆中的一种。 1、作用为减少汽泡量 2、使其成型无脱皮现象 是根据产品大小可调节浇注量（以时间（秒）计算） 聚氨酯料发泡时间一般为5秒中内可观察发泡情况，所以合模时需 速度快，并将其固定夹夹紧，以免溢料而不良。 1、取出工件需在平板上施加压力，使其冷却定型（平面度）。 2、巡检中检查表面是否有脱皮、汽泡多等现象及尺寸。待冷却检查 表面自结皮是否偏软（用手指按压） 将产品多余边料用角磨机去除。 补土组将表面汽泡及裂缝情况进行修补 此道检验工序为关键检验，检查其1、表面汽泡（≤2MM汽泡不需 挑起及修补2、检验是否有裂缝3、表面是否有胶皮、软皮4、修 补是否美观、牢固。 将表面脱模剂清洗干净。检验方法为：手摸表面是否有滑润感。
点补油漆时是将表面有修补原子灰部份及石头上油漆有超边到水泥砂浆层。点补时需按原有颜色进行点补，点补表面需美观（无超边现象）。 巡检中检察板与板之间对接情况，对接后缝隙控制在1MM以内。及测量切边后的尺寸。 这道检验为最后关卡，需着重检验。1、检验表面汽泡2、是否有断裂、缺角，断裂及缺角部分是否修补美观。3、点补颜色是否美观、 是否有超边现象，整体颜色是否协调一致。
聚氨酯是什么材料
聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯的简称，英文名称是polyurethane，它是一种高分子材料。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等。 日常应用 家具业应用 1.油漆、 2.涂料、 3.粘合剂、 4.沙发、 5.床垫、 6.座椅扶手 家用电器应用 1.电器绝缘漆 2.电线电缆护套 3.冰箱、冷柜、消毒柜、热水器等保温层 4.洗衣机电子器件防水灌封胶 建筑业应用 1.密封胶、 2.粘合剂、 3.屋顶防水保温层、 4.冷库保温、 5.内外 墙涂料6.地板漆、7.合成木材、8.跑道、9.防水堵漏剂10 塑胶地 板 交通行业应用 1. 飞机、汽车内饰件座椅，扶手，头枕，门内板，仪表盘，方 向盘，保险杠，减震垫，挡泥板2.地毯衬里，油漆3.保温绝缘部件、管路4.密封垫圈5.防滑链 制鞋、制革业应用 1. 鞋内、外底 2.粘合剂 3.皮革整饰剂 4.人造革、合成革涂层 体育行业的应用
塑胶运动场地（包括篮球、排球、羽毛球、网球场地、跑道的铺设），运动服装（舞蹈服、泳衣、舞蹈服）；运动鞋、滑板车 工业应用 PU软泡Flexible PU 垫材——如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域； 吸音材料——开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料； 织物复合材料——垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具 PU硬泡Rigid PU 冷冻冷藏设备——如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料； 工业设备保温——如储罐、管道等； 建筑材料——在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大； 交通运输业——如汽车顶篷、内饰件（方向盘、仪表盘）等； 仿木材——高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比