聚氨酯泡沫塑料制备共22页文档
聚氨酯泡沫塑料——高化实验报告
聚氨酯泡沫塑料的制备2011011743 分1 黄浩一、实验目的1. 了解制备聚氨酯泡沫塑料的反应原理。
2. 了解各组份的作用及影响。
二、实验原理本实验是使用聚醚与异氰酸酯扩链生成预聚体，并利用水和异氰酸酯的反应来发泡并进一步延长分子链，最终生成多孔松软的发泡塑料。
聚氨酯泡沫塑料的合成可分为三个方面：1. 预聚体的合成。
由二异氰酸酯单体与聚醚330N反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。
2. 发泡与扩链。
在预聚体中加入适量的水，异氰酸酯端基与水反应生成氨基甲酸，随机分解生成一级胺与CO2，放出的CO2气体上升膨胀，在聚合物中形成气泡，并且生成的一级胺可与聚氨酯、二异氰酸酯进一步发生扩链反应。
3. 交联固化。
游离的异氰酸酯基与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联形成体型网状结构。
在本实验中，合成的是软质泡沫塑料，交联反应相对较少，但也存在。
聚氨酯泡沫塑料的软硬取决于所用的羟基聚醚或聚酯，使用较高分子量及相应较低羟值的线型聚醚或聚酯时，得到的产物交联度较低，制得的是线性聚氨酯，为软质泡沫塑料；若用短链或支链的多羟基聚醚或聚酯，所得聚氨酯的交联密度高，为硬质泡沫塑料，伸长率小于10%，复原慢；此外还有半硬质泡沫塑料，性能在上述两种之间。
除了软硬之外，泡沫塑料还有开孔和闭孔之分，前者类似于海绵，具有相互联通的小孔结构，而后者则是由高聚物包裹起来的气囊所构成。
在发泡塑料中，多孔结构可以由聚合本身放出，也可以加入发泡剂，如碳酸氢铵、挥发性溶剂，或者直接在预聚物中吹入气体。
聚氨酯属于聚合反应本身产生气体，异氰酸酯可以与任何带有活泼氢的物质反应，当与水反应时，会产生二氧化碳和有机胺类，后者会继续与异氰酸酯反应，即扩链。
在泡沫塑料的制备过程中，也会使用催化剂，二价的有机锡、锌盐或三级胺，都能活化异氰酸酯。
聚氨酯泡沫塑料有三种制备方法，分别是预聚体法、半预聚体法和一步法，前两者是先聚合、扩链生成预聚体，再进行发泡、交联等，适于制备硬质泡沫塑料。
实验十软质聚氨酯泡沫塑料的制备
四、思考题
聚氨酯泡沫塑料的软硬由哪些因素决定？如何保证均匀的泡孔 结构？
二 、二氮杂双环[2,2,2]辛烷（DABCO） 或三乙醇胺 二月桂酸二丁基锡 硅油 水 烧杯、玻棒、纸盒（100×100×50mm）
35 g 10 g
0.1 g
0.1g 0.1～0.2 g 0.2g
三、实验步骤
（1）在一25 mL烧杯（1#）中将0.1g（约3滴）三乙醇胺溶解 在0.2g（约5滴）水和10g三羟基聚醚中。
实验10 软质聚氨酯泡沫塑料的制备
一、 基本原理
聚氨酯泡沫塑料的合成可分为三个阶段： （1）预聚体的合成，由二异氰酸酯单体与端羟基聚醚或聚酯反
应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。
（2）气泡的形成与扩链，在预聚体中加入适量的水，异氰酸酯 端基与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成端氨基与CO2，放 出的CO2气体在聚合物中形成气泡，并且生成的端氨基聚合物可与 聚氨酯预聚体进一步发生扩链反应。
（2）在另一50mL烧杯（2#）中依次加入25g三羟基聚醚、 10g甲苯二异氰酸酯和0.1g（约3滴）二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀， 可观察到有反应热放出。
（3）然后在1#烧杯中加入0.1～0.2g（约10滴）硅油，搅拌均 匀后倒入2#烧杯，搅拌均匀，当反应混合物变稠后，将其倒入纸盒 中。
（4）在室温下放置0.5h后，放入约70℃的烘箱中加热0.5h， 即可得到一块白色的软质聚氨酯泡沫塑料。
（3）交联固化，游离的异氰酸酯基与脲基上的活泼氢反应，使 分子链发生交联形成体型网状结构。
聚氨酯泡沫塑料的软硬取决于所用的羟基聚醚或聚酯，使用较 高分子量及相应较低羟值的线型聚醚或聚酯时，得到的产物交联度 较低，为软质泡沫塑料；若用短链或支链的多羟基聚醚或聚酯，所 得聚氨酯的交联密度高，为硬质泡沫塑料。
实验十软质聚氨酯泡沫塑料的制备
实验十软质聚氨酯泡沫塑料的制备实验十：软质聚氨酯泡沫塑料的制备1.引言软质聚氨酯泡沫塑料具有轻质、吸能、隔热、隔音等优异性能，在家具、汽车座椅等领域广泛应用。
本实验旨在通过反应注塑法制备软质聚氨酯泡沫塑料。
2.实验原理软质聚氨酯泡沫塑料的制备主要通过异氰酸酯与多元醇反应生成聚合物，再通过强力搅拌注气形成泡沫结构。
3.实验步骤3.1材料准备：异氰酸酯、多元醇、催化剂、膨胀剂、助剂等。
3.2按一定比例将异氰酸酯和多元醇混合，并加入催化剂，反应生成聚合物。
3.3加入膨胀剂和助剂，并通过强力搅拌注气形成泡沫结构。
3.4将泡沫塑料注入模具，等待固化。
3.5取出固化后的泡沫塑料。
4.实验要点4.1材料的选择：需要选择适合的异氰酸酯、多元醇、催化剂、膨胀剂和助剂。
4.2比例的控制：根据实际需要，控制好异氰酸酯和多元醇的比例。
4.3反应条件的优化：包括反应温度、反应时间和搅拌速度等条件要进行适当优化，以确保反应的进行和泡沫塑料质量的优化。
5.实验结果与讨论通过实验观察软质聚氨酯泡沫塑料的外观、密度、力学性能等指标，对实验结果进行讨论。
6.实验结论软质聚氨酯泡沫塑料可以通过反应注塑法制备，实验中得到的泡沫塑料具有一定的力学性能和外观。
7.实验安全注意事项7.1实验过程中注意佩戴防护手套、眼镜等个人防护装备。
7.2实验操作需在通风条件良好的实验室中进行。
7.3禁止饮食和吸烟。
8.实验误差分析通过对实验过程中可能产生的误差进行分析，探讨实验结果的可靠性和准确性。
列出本实验所依据的相关文献。
以上是关于实验十：软质聚氨酯泡沫塑料的制备的PPT内容要求的一个大致框架，希望能帮到你。
如需更详细的内容，请根据具体情况进行编写。
实验二十二 聚氨酯泡沫塑料的制备
实验二十二 聚氨酯泡沫塑料的制备一、实验原理聚氨酯是由异氰酸酯和羟基化合物通过逐步加聚反应得到的聚合物。
它具有各方面的优良性能，因此得到广泛的应用。
目前已有的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘结剂。
其中以聚氨酯泡沫塑料的产量最大，由于它具有消音、隔热、防震的特点，所以主要用于各种车辆的座垫、消音防震材料以及各种包装。
聚氨酿泡沫塑料按其柔韧性的大小可以分为：软泡沫和硬泡沫两大类，另外根据泡沫中气孔的形状又可以分为开孔型和闭孔型两类。
软泡沫—般是由异氰酸酸与双官能团长链聚醚反应合成的，而硬泡沫则是由多官能团的异氰酸酯与多官能团的聚醚(聚酯)制备的。
在聚氨酯泡沫塑料的制备过程中，主要发生以下三个反应：(1)加成反应 O C N R N C O +HO OH NH C O O 加成反应生成的线型聚氨酯，作为反应物的羟基化合物一般是低分子量的聚醚(聚酯)， 分子量不超过5000。
(2)发泡反应O C N R N C O +NH C O OH H 2O NH 2+CO 2 这个反应产生出大量的C02，由于反应体系中粘度很大，不能逸出，从而在体系内部把反应物扩充成许多气泡的泡沫体，所以它是形成泡沫体的主要因素。
(3)交联反应(凝胶反应)这个反应导致支化、交联，产生凝胶化作用，从而有效把CO 2气体保留在泡沫体内部。
在以上的三步反应中，还需要加入几种催化剂，如：有机锡、叔胺等。
它可以加速异氰酸酯、水、聚醚之间的反应，使泡沫体迅速的生成。
如果我们适当的调节催化剂，反应物料的用量以及控制反应条件，使这三步反应能够紧密的配合，在发泡反应进行的同时，聚合物迅速的生成，使体系的粒度强在聚合体内扩充出许多气泡，最后产生凝胶化，使气大，从而将发泡反应产生的C02泡固定下来，得到我们所需的泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料按其柔韧性可分为软泡沫和硬泡沫，主要取决于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用较高分子量及相应较低羟值的线形聚醚或聚酯多元醇时，得到的产物交联度较低，为软质泡沫；若用短链或支链较多的聚醚或聚酯多元醇时，为硬质泡沫。
聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料简介聚氨酯泡沫塑料是一种重要的塑料材料，其具有轻质、隔热、吸音、阻燃、耐化学腐蚀等特点，在建筑、汽车、家具、电子等领域都有广泛的应用。
本文将介绍聚氨酯泡沫塑料的制备方法、物理特性、应用领域等方面的内容。
制备方法聚氨酯泡沫塑料的制备主要分为两个步骤：制备聚氨酯预聚体和制备聚氨酯泡沫塑料。
制备聚氨酯预聚体1.选择合适的聚氨酯原料，包括聚醚多元醇和二异氰酸酯。
2.将聚醚多元醇和二异氰酸酯按照一定的比例混合，并在一定温度下进行反应。
3.反应一段时间后，产生聚氨酯预聚体。
制备聚氨酯泡沫塑料1.在聚氨酯预聚体中添加发泡剂、催化剂等辅助剂。
2.将发泡剂溶解在预聚体中，并在一定条件下进行反应。
3.反应过程中，发泡剂会分解生成气体，使泡沫塑料形成。
4.经过固化和成型处理后，制备出聚氨酯泡沫塑料。
物理特性聚氨酯泡沫塑料具有以下主要物理特性：1.轻质：聚氨酯泡沫塑料的密度低，因此质量轻，方便搬运和使用。
2.隔热：聚氨酯泡沫塑料具有良好的隔热性能，可以有效减少热量的传导和散失。
3.吸音：聚氨酯泡沫塑料有良好的吸音性能，可以减少噪音对周围环境的干扰。
4.阻燃：聚氨酯泡沫塑料中的阻燃剂可以使其具备较好的阻燃性能，减少火灾风险。
5.耐化学腐蚀：聚氨酯泡沫塑料对一些化学物质具有较好的耐腐蚀性能。
应用领域由于聚氨酯泡沫塑料具有良好的物理特性，因此在各个领域都有广泛的应用，包括：1.建筑行业：聚氨酯泡沫塑料可以用于建筑墙体和屋顶的隔热、保温材料，以提高建筑物的能效。
2.汽车行业：聚氨酯泡沫塑料被广泛应用于汽车座椅、车门、仪表板等部件，以提高乘坐舒适度和安全性。
3.家具行业：聚氨酯泡沫塑料可以制作床垫、沙发垫等家具，具有舒适的触感和吸震效果。
4.电子行业：聚氨酯泡沫塑料可以用作电子产品的保护材料，具有防震、绝缘等特性。
总之，聚氨酯泡沫塑料在各个领域都有着广泛的应用，其优异的物理特性使其成为一种重要的塑料材料。
随着科技的进步，聚氨酯泡沫塑料的制备方法和性能还将不断改进和提升，为各个行业带来更多的应用可能性。
实验二十二 聚氨酯泡沫塑料的制备
实验二十二 聚氨酯泡沫塑料的制备一、实验原理聚氨酯是由异氰酸酯和羟基化合物通过逐步加聚反应得到的聚合物。
它具有各方面的优良性能，因此得到广泛的应用。
目前已有的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘结剂。
其中以聚氨酯泡沫塑料的产量最大，由于它具有消音、隔热、防震的特点，所以主要用于各种车辆的座垫、消音防震材料以及各种包装。
聚氨酿泡沫塑料按其柔韧性的大小可以分为：软泡沫和硬泡沫两大类，另外根据泡沫中气孔的形状又可以分为开孔型和闭孔型两类。
软泡沫—般是由异氰酸酸与双官能团长链聚醚反应合成的，而硬泡沫则是由多官能团的异氰酸酯与多官能团的聚醚(聚酯)制备的。
在聚氨酯泡沫塑料的制备过程中，主要发生以下三个反应：(1)加成反应 O C N R N C O +HO OH NH C O O 加成反应生成的线型聚氨酯，作为反应物的羟基化合物一般是低分子量的聚醚(聚酯)， 分子量不超过5000。
(2)发泡反应O C N R N C O +NH C O OH H 2O NH 2+CO 2 这个反应产生出大量的C02，由于反应体系中粘度很大，不能逸出，从而在体系内部把反应物扩充成许多气泡的泡沫体，所以它是形成泡沫体的主要因素。
(3)交联反应(凝胶反应)这个反应导致支化、交联，产生凝胶化作用，从而有效把CO 2气体保留在泡沫体内部。
在以上的三步反应中，还需要加入几种催化剂，如：有机锡、叔胺等。
它可以加速异氰酸酯、水、聚醚之间的反应，使泡沫体迅速的生成。
如果我们适当的调节催化剂，反应物料的用量以及控制反应条件，使这三步反应能够紧密的配合，在发泡反应进行的同时，聚合物迅速的生成，使体系的粒度强在聚合体内扩充出许多气泡，最后产生凝胶化，使气大，从而将发泡反应产生的C02泡固定下来，得到我们所需的泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料按其柔韧性可分为软泡沫和硬泡沫，主要取决于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用较高分子量及相应较低羟值的线形聚醚或聚酯多元醇时，得到的产物交联度较低，为软质泡沫；若用短链或支链较多的聚醚或聚酯多元醇时，为硬质泡沫。
聚氨酯泡沫塑料的制备
要制得泡沫孔径均匀和性能优异 的泡沫，必须采用复合催化剂、外加 发泡剂和控制合适的条件，使三种反 应得到较好的协调。在聚氨酯泡沫制 备过程中主要如下反应。 2.1 预聚体的合成 由二异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇 反应生成含异氰酸酯端基德聚氨酯预 聚体。 OCN-R -NCO+HO-R-OH→OCNR-NHCOO~~~OOCHN-R-NCO
3.实验配方组成
• 甲苯二异氰酸酯（TDI） • 三羟基聚醚（相对分子质量为 2000~4000） • 二月桂酸二丁基锡 • 1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷（DABCD) （三亚乙基二胺） •水 • 有机硅油
4.实验仪器
• • • • • 烧杯 玻璃棒 纸盒（80mm×80mm×80mm） 台秤 烘箱
5.实验步骤
• 5.1 用稍硬的纸折成尺约为 80mm×80mm×80mm的纸盒以作模具用 。 • 5.2 配制溶液 • (1)配制甲溶液 在25ml的烧杯中， 加0.1g二月桂酸二丁基锡和5滴水， 溶解后再加入10g三羟基聚醚，作为甲 溶液。
• （2）配制乙溶液 在250ml烧杯中， 依次加入25g三羟基聚醚，10g甲苯二 异氰酸酯，5滴二月桂酸二丁基锡，搅 匀，此时有反应热放出，此为乙溶液 。 • （3）甲溶液中加入约10滴有机硅油， 搅匀后，将此溶液迅速倒入乙溶液中 ，用玻璃棒迅速搅拌，待反应物变稠 后，将其转移到纸模具中，于温室放 置0.5h，在放入约70℃的烘箱中烘1h ，即可得到一块软质聚氨酯泡沫塑料 。
聚氨酯泡沫的制造分为三种：预 聚体法、半预聚体法和一步法。本实 验主要采用一步法。一步法发泡即是 将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、 水及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂 等一次加入，使链增长、气体发生及 交联等反应在短时间内几乎同时进行 ，在物料混合均匀后，1-10秒即行发 泡，0.5-3分钟发泡完毕并得到具有较 高分子量一定交联密度的泡沫制品。
软质聚氨酯泡沫塑料
六.制备泡沫塑料时产生的弊病原因及解决办 法
弊病
开裂
可能原因
发泡后期凝胶速度大于气体 发生速度 物料温度过高 异氰酸酯用量不足
解决办法
减少有机锡催化剂用量或提 高胺类催化剂用量 调整物料温度 调整异氰酸酯用量
泡沫崩塌
气体发生速度过快 凝胶速度过慢 硅油稳定剂不足或失败 物料配比不准 搅拌速度不当
凝胶速度大于发泡速度 搅拌速度太慢 异氰酸酯用量过多 搅拌速度过快 物料计量不准
方案二：
(1)将除甲苯二异氰酸酯外的组分按质量称取于一 个纸杯中，然后加入一定质量的甲苯二异氰酸酯， 迅速搅拌约30s，观察发泡过程。 (2)室温静置20min后，将泡沫在90～120℃烘箱中 熟化1h左右，移出烘箱冷至室温。 (3)按照高、中、低密度的3种配方各制备一次，若 有失败，找出原因重做。 (4)将3种密度泡沫取样测试密度、抗张强度、撕裂 强度、压缩强度和回弹性，测试所得各项性能列 表对比。
3.脲基甲酸酯反应 氨基甲酸酯基团中氮原 子上的氢与异氰酸酯反应，形成脲基甲酸酯：
～NCO+ ～NHCOO ～→ ～NHCONCOO ～
4.缩二脲反应 脲基中氮原子上的氢 与异氰酸酯反应形成缩二脲：
～NCO+ ～NHCONH ～→ ～NHCONCONH ～
三.实验试剂及仪器
Hale Waihona Puke 仪器：AV212电子天平，BZ2．S／TNIS万能材料试验仪；Nicolet isl0型傅里叶变换红 外光谱仪；减压蒸馏装置；烧杯；玻璃搅拌棒；烘箱。 试剂： 三羟甲基聚醚：一种甘油为起始剂，环氧丙烷、环氧乙烷 为聚合单体，含有较高伯羟基活性成份，由环氧乙烷封端。 三乙醇胺：无色粘性液体。有碱性，能吸收空气中的二氧化碳和硫 化氢等气体。易溶于水、乙醇，微溶于苯和乙醚，低毒。用作分 析试剂，酸性气体吸收剂，软化剂和润滑剂，以及用于有机合成。 去离子水：发泡剂。 硅油：使气泡均匀稳定 二月桂酸二丁基锡：活化异氰酸酯。 甲苯二异氰酸酯：性质活泼，能与端基是羟基的树脂，如聚酯（二 元酸与多元醇的缩合物）、聚醚（二、三、四、六等多羟基聚醚） 等进行交联；极易与水反应产生二氧化碳气体。