聚氨酯弹性纤维的生产原理p讲义pppppppp
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聚氨酯弹性纤维生产及质量控制
制定详细的原材料质量标准，确保生产过程中使 用的原材料质量稳定。
生产工艺问题及解决方案
01
02
03
04
生产工艺不成熟
生产工艺不成熟可能导致聚氨 酯弹性纤维的性能不稳定。
研发改进生产工艺
投入研发资源，不断改进和优 化生产工艺，提高生产效率和
产品质量。
引入自动化生产线
通过引入自动化生产线，降低 人为操作失误，提高生产过程
02
聚氨酯弹性纤维的生产工艺
原材料的选择与准备
02
01
03
高纯度多元醇
选择高纯度多元醇作为主要原料，确保纤维性能优良 。
异氰酸酯
采用高活性异氰酸酯，提高聚合反应效率。
其他助剂
添加适量催化剂、稳定剂等，调节生产过程。
聚合反应过程
80%
预聚合
将多元醇和异氰酸酯在一定温度 和压力下进行预聚合，形成预聚 体。
100%
扩链
向预聚体中加入扩链剂，增加分 子量，提高纤维性能。
80%
熟化
在一定温度下进行熟化反应，使 纤维结构更加稳定。
纺丝及后处理
纺丝
将聚氨酯弹性纤维通过 纺丝机加工成纤维束。
后拉伸
热定型
对纤维束进行拉伸处理， 提高纤维的弹性与强度。
在一定温度下进行热定 型，稳定纤维形状。
表面处理
对纤维表面进行涂层、浸 渍等处理，提高纤维的耐 磨性、阻燃性等性能。
聚氨酯弹性纤维的应用
01
02
03
04
纺织领域
用于制作运动服、泳装、内衣 等，因其良好的弹性和回复性 而受到青睐。
医疗领域
用于制作医用绷带、手术缝合 线等，因其无毒、无刺激、低 致敏性等特点。
生产工艺问题及解决方案
01
02
03
04
生产工艺不成熟
生产工艺不成熟可能导致聚氨 酯弹性纤维的性能不稳定。
研发改进生产工艺
投入研发资源，不断改进和优 化生产工艺，提高生产效率和
产品质量。
引入自动化生产线
通过引入自动化生产线，降低 人为操作失误，提高生产过程
02
聚氨酯弹性纤维的生产工艺
原材料的选择与准备
02
01
03
高纯度多元醇
选择高纯度多元醇作为主要原料，确保纤维性能优良 。
异氰酸酯
采用高活性异氰酸酯，提高聚合反应效率。
其他助剂
添加适量催化剂、稳定剂等，调节生产过程。
聚合反应过程
80%
预聚合
将多元醇和异氰酸酯在一定温度 和压力下进行预聚合，形成预聚 体。
100%
扩链
向预聚体中加入扩链剂，增加分 子量，提高纤维性能。
80%
熟化
在一定温度下进行熟化反应，使 纤维结构更加稳定。
纺丝及后处理
纺丝
将聚氨酯弹性纤维通过 纺丝机加工成纤维束。
后拉伸
热定型
对纤维束进行拉伸处理， 提高纤维的弹性与强度。
在一定温度下进行热定 型，稳定纤维形状。
表面处理
对纤维表面进行涂层、浸 渍等处理，提高纤维的耐 磨性、阻燃性等性能。
聚氨酯弹性纤维的应用
01
02
03
04
纺织领域
用于制作运动服、泳装、内衣 等，因其良好的弹性和回复性 而受到青睐。
医疗领域
用于制作医用绷带、手术缝合 线等，因其无毒、无刺激、低 致敏性等特点。
聚氨酯弹性纤维的生产原理只是课件
（二）二步法
二步法又称为预聚体法，是将聚氨酯切片熔融后， 加入二异氰酸酯基过量的预聚体，和羟基过量的 聚氨酯发生交联反应，修补断裂的软段,改善纤维 的热性能和弹性回复率。
工艺流程:
该生产方法大都是首先合成弹性体，弹性体经过 螺杆挤压机熔融、挤出，在螺杆的出口处与预聚 体在静态混合器充分混合后，通过计量泵、分配 板到达喷丝板纺丝。
（一）纺丝原液的准备
分子量1000～3000的含二个羟基的脂肪族聚醚与二异氰酸酯按1∶2的摩尔比 进行反应生成预聚物。一般来讲，聚酯二醇不能用于干法纺丝，因为纺丝时的脱 溶剂困难。
硬链段多采用二苯基甲烷－4，4′－二异氰酸酯（MDI）； 软链段选用聚四亚甲基醚二醇（PTMG）（也称聚四氢呋喃PTHF）。 溶剂：二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）Βιβλιοθήκη 熔纺聚氨酯纤维纺丝工艺流程图
1—聚氨酯湿切片料罐 2—干燥塔 3—螺杆挤出机 4—预聚体罐 5—预聚体计量泵 6—熔体计量泵 7—纺丝箱 8—侧吹风装置 9—纺丝甬道 10—第一导丝辊 11—第二导丝辊 12—卷绕头
三）封端法:
以封端剂（例如酚、胺等）将MDI分子上的 异氰酸基先行封闭，合成一种稳定衍生物，然 后与聚氨酯弹性体混合进行纺丝。在挤出时此 衍生物是稳定的，在纺丝时解封闭，使- NCO 基团再活化，解封闭后的由- NCO 基团在纤 维固化成形过程中与聚氨基甲酸酯大分子发生 交联，使纺丝过程中弹性体耐热性能提高，有 利于熔纺，同时提高了纤维的物理机械性能， 这种衍生物称为潜在交联剂。
聚氨酯浓度不断提高，纺丝聚合物溶液细流的表面开始凝固，逐步从凝固浴中析出
形成初生纤维，但是初生态纤维的抗拉强度很低，不能承受过大倍数的喷丝板拉
伸，故采用负拉伸、零拉伸和拉伸倍数不大的正拉伸。纤维在凝固浴出口按所需线
PU树脂原理简介ppt课件
可用于合成聚氨酯预聚体、多异氰酸酯的加和物以及羟基型树脂（如羟
基丙烯酸树脂、羟基聚酯和羟基短油醇酸树脂等）的交联固化。配漆时
nNCO:nOH一般在1～1.05︰1。水性化多异氰酸酯用于水性羟基组分的交 联，此时nNCO:nOH一般在1.2～1.6︰1。
异氰酸酯基和水的反应机理如下：
H O
R N C O + H 2 O R N C O H R N H 2 + C O 2
O 2 N
N C O >
N C O > C H 3
N C O >
C H 2N C O >
N C O > RN C O
由于电子效应的影响，聚氨酯合成用的二异氰酸酯的活性往往增加。 而当第一个 NCO基团反应后，第二个的活性往往降低。如甲苯二 异氰酸酯，两个 NCO 基团活性相差2~4倍。但当二者距离较远时， 活性差别减少。如MDI上的两个 NCO基团活性接近。
O O C NH
C HO3 NH C O hv
H2N
CH3 O
NH C O
[O]
[O ] HN
H3C O O C HN
NN
CH3 O
NH C O
CH2 O
NH C O
德国Bayer公司TDI产品性能指标 :
项目
2,4-TDI含量 TDI纯度 凝固点/0C 水解氯/% 酸度/% 总氯量/% 色度（AHPA） 相对密度/d254 沸点/℃ 黏度（25 ℃ ）
/mPa.s 闪点/0C
T65
65.5±1 >99.5 6～7 <0.01 <0.01 <0.1 <50 1.22 246～247 约3 127
聚氨酯化学和工艺弹性体PPT讲稿
似于天然橡胶主链结构，是名副其实的液体橡胶、经过适当 的扩链或交联反应制得弹性体材料。
当前你正在浏览到的事第十六页PPTT，共四十八页。
(4)其它低聚物多元醇
低官能度的聚丙烯酸酯多元醇制得的弹性体具 有良好的耐水和耐紫外光性能。
精制蓖麻油是一种含烯键的植物油多元醇，制 得的弹性体耐水解、成本低，但强度不高。还有苯 乙烯及丙烯腈接枝聚醚多元醇、接枝聚酯多元醇、 聚脲改性聚醚多元醇等。
承载性、透明或半透明、耐臭氧、可灌封、可浇注、硬度范 围广等优点。
聚氨酯弹性体加工方法多样，新技术新品种不断涌现，其 应用前景将十分广阔。
当前你正在浏览到的事第八页PPTT，共四十八页。
5.1.2 基本分类
1、按低聚物多元醇原料分，聚氨酯弹性体可分为聚酯型、聚 醚型、聚烯烃型、聚碳酸酯型等，聚醚型中根据具体品种
稳定剂。碳化二亚胺类化合物是重要的水解稳定剂，德 国Bayer公司生产的单碳化二亚胺牌号为Stabaxol-1，聚碳 化二亚胺（PCD）牌号为Stabaxol-P。 (3)阻燃剂等助剂
在特殊场合使用时，配方中需加入具有不同作用 的助剂，如阻燃剂前你正在浏览到的事第二十四页PPTT，共四十八页。
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5.2.1.3 扩链剂及交联剂
用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多，通
常分为二元胺类和醇类。
(1)二胺类扩链剂
浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二胺 扩链剂。芳香族二胺的反应活性低，使得浇注 工艺具有良好的可操作性。浇注型聚氨酯中常 用的、用量最大的是3，3’二氯-4，4’-二苯基甲 烷二胺(亚甲基双邻氯苯胺，MOCA，国外又称 MBCA和MBOCA）。
E-300及E-100
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(4)其它低聚物多元醇
低官能度的聚丙烯酸酯多元醇制得的弹性体具 有良好的耐水和耐紫外光性能。
精制蓖麻油是一种含烯键的植物油多元醇，制 得的弹性体耐水解、成本低，但强度不高。还有苯 乙烯及丙烯腈接枝聚醚多元醇、接枝聚酯多元醇、 聚脲改性聚醚多元醇等。
承载性、透明或半透明、耐臭氧、可灌封、可浇注、硬度范 围广等优点。
聚氨酯弹性体加工方法多样，新技术新品种不断涌现，其 应用前景将十分广阔。
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5.1.2 基本分类
1、按低聚物多元醇原料分，聚氨酯弹性体可分为聚酯型、聚 醚型、聚烯烃型、聚碳酸酯型等，聚醚型中根据具体品种
稳定剂。碳化二亚胺类化合物是重要的水解稳定剂，德 国Bayer公司生产的单碳化二亚胺牌号为Stabaxol-1，聚碳 化二亚胺（PCD）牌号为Stabaxol-P。 (3)阻燃剂等助剂
在特殊场合使用时，配方中需加入具有不同作用 的助剂，如阻燃剂前你正在浏览到的事第二十四页PPTT，共四十八页。
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5.2.1.3 扩链剂及交联剂
用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多，通
常分为二元胺类和醇类。
(1)二胺类扩链剂
浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二胺 扩链剂。芳香族二胺的反应活性低，使得浇注 工艺具有良好的可操作性。浇注型聚氨酯中常 用的、用量最大的是3，3’二氯-4，4’-二苯基甲 烷二胺(亚甲基双邻氯苯胺，MOCA，国外又称 MBCA和MBOCA）。
E-300及E-100
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弹性纤维PPT课件
2 OCN—R2—NCO + HO—R1—OH —→
二异氰酸酯
聚醚或聚酯
HO
OH
∣‖
‖∣
OCN—R2—N—C—O—R1—O—C—N—R2—NCO
预聚体（OCN—R3—NCO）
11
2. 扩链反应
(1)用二元醇作扩链剂
软链段由非结晶性的聚酯或聚醚组成，玻璃化温度很低， 常温下处于高弹态，在室温下被拉伸时，纤维可以产生很大的 伸长变形，并具有优异的回弹性。
硬链段采用具有结晶性且能发生横向交联的二异氰酸酯组 成，虽然链段短，但由于含有多种极性基团，分子间的氢键和 结晶性起着大分子链间的交联作用，可为软链段的大幅度伸长 和回弹提供必要的结点条件(阻止分子间的相对滑移)，还可赋 予纤维一定的强度。软硬链段镶嵌共存的结构赋予聚氨酯纤维 的高弹性和强度的统一。
10
二、聚氨酯嵌段共聚物的制备
纺丝用聚氨酯为线型结构，合成过程一般分两步完成。第
一步为预聚合，即用l摩尔的聚醚或聚酯与2摩尔的芳香二异
氰酸酯反应，生成分子两端含有异氰酸酯基(一NCO)的预聚
体。第二步采用扩链剂与预聚物继续反应，生成相对分子质
量为20000～50000的线型聚氨酯嵌段共聚物。
1. 预聚体的制备
分解温度约270℃，优于橡胶丝。 吸湿性较强：回潮率为1.1％，优于涤纶和丙纶。 染色性优良：可以使用所有类型的染料染色。在使用裸丝的
场合，其优越性更加明显。
4
三、聚氨酯弹性纤维的用途
1. 裸丝 ： 拉伸与回复性能好。适宜在针织机上与其它化纤长丝 交织。主要纺织产品有：紧身衣、运动衣、护腿袜、外科用 绷带和袜口、袖口等。
2. 包芯纱 ：以聚氨酯弹性纤维为芯纱，外包一种或几种非弹力 短纤维纺成的纱线。芯层提供优良的弹性，外围纤维提供所 需要的表面特征。例如棉包芯纱，除了弹性好以外，还保持 了一般棉纱的手感和外观，其织物具有棉布的风格手感和性 能，可以制出多种棉型织物；毛包芯纱的服装面料不仅要有 一般毛织物的外观和良好的保暖性，而且织物的回弹性好， 穿着时伸缩自如，增强了舒适感，并能显现出优美的体型。 包芯纱是聚氨酯弹性纤维中应用最广泛的品种。
《聚氨酯生产工艺》课件
聚氨酯的性能
物理性能
聚氨酯具有优异的弹性、耐磨、 抗老化等物理性能，可适应不 同环境和应用需求。
化学性能
聚氨酯具有较好的耐酸碱、耐 溶剂等化学性能，可应用于各 种化学介质环境下。
材料力学性能
聚氨酯在机械应力下具有良好 的强度、韧性和耐疲劳性能， 适用于各种工程领域。
聚氨酯的应用案例
建筑领域
聚氨酯作为保温、隔热材料，在 建筑领域广泛应用于屋顶、墙体 和地板等部位。
《聚氨酯生产工艺》PPT 课件
欢迎进入本次关于聚氨酯生产工艺的课件。通过本课件，您将了解聚氨酯的 基本概念、生产工艺、性能以及应用案例。
聚氨酯的基本概念
定义Βιβλιοθήκη 聚氨酯是一种高分子化合物， 由聚合反应形成。具有优异 的物理和化学性能。
分类
聚氨酯根据其结构和应用领 域的不同，可分为弹性体、 硬泡（硬泡板）和硬泡胶三 类。
交通领域
聚氨酯用于汽车制造，如座椅、 汽车内饰以及减震材料，提供更 好的乘坐体验和安全性。
家具领域
聚氨酯常用于家具的填充材料， 提供舒适的座椅和靠背，增加家 具的使用寿命。
总结与展望
1 特点和发展前景
聚氨酯具有多种优异性能和广泛应用，未来 在新材料领域有更广阔的发展前景。
2 未来产业发展方向
加强聚氨酯的绿色生产、高效利用和循环利 用，推动产业可持续发展。
应用领域
广泛应用于建筑、交通、家 具等领域。在汽车制造、建 筑保温材料、家具制造等领 域具有重要地位。
聚氨酯的生产工艺
1
原料准备
选择适合的多元醇、异氰酸酯和助剂，确保原料质量和稳定性。
2
反应体系
了解聚氨酯的反应机理，选择硬韧泡沫体系或柔软泡沫体系，以满足不同应用需 求。
第九章聚氨酯ppt课件
HO-( ROOCR′COO)n-R-OH + 2n H2O
（四）扩链剂
扩链剂是含有活泼氢原子的双官能团低分子量化合
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
物，大多数扩链剂选用二胺、二醇、肼等。 二胺扩链剂有间苯二胺、乙二胺、1,2 -二氨基丙烷
线密度低：为22～4778dtex，最细的可达11dtex； 强度高：湿态为0.35～0.88dN／tex，干态为0.5～ 0.9dN／tex，是橡胶丝的2～4倍。
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
（二）聚醚二醇的合成 聚醚二醇是软链段之一，其相对分子质量越大聚合
物的极性越小，分子链越柔软，一般相对分子质量控制 在1500～3500。常用聚醚二醇有：聚四氢呋喃醚二醇 （又称聚四亚甲基醚二醇）、聚氧乙烯醚二醇、聚氧丙 烯醚二醇等。
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
第一步为预聚合，即用l摩尔的聚醚或聚酯与2摩的芳香二
异氰酸酯反应，生成分子两端含有异氰酸酯基(一
NCO)的预聚体。第二步采用扩链剂与预聚物继续反应
，生成相对分子质量为20000～50000的线型聚氨酯嵌
（四）扩链剂
扩链剂是含有活泼氢原子的双官能团低分子量化合
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
物，大多数扩链剂选用二胺、二醇、肼等。 二胺扩链剂有间苯二胺、乙二胺、1,2 -二氨基丙烷
线密度低：为22～4778dtex，最细的可达11dtex； 强度高：湿态为0.35～0.88dN／tex，干态为0.5～ 0.9dN／tex，是橡胶丝的2～4倍。
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
化
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
（二）聚醚二醇的合成 聚醚二醇是软链段之一，其相对分子质量越大聚合
物的极性越小，分子链越柔软，一般相对分子质量控制 在1500～3500。常用聚醚二醇有：聚四氢呋喃醚二醇 （又称聚四亚甲基醚二醇）、聚氧乙烯醚二醇、聚氧丙 烯醚二醇等。
纤工
艺
学
第九章 聚氨酯弹性纤维
第一步为预聚合，即用l摩尔的聚醚或聚酯与2摩的芳香二
异氰酸酯反应，生成分子两端含有异氰酸酯基(一
NCO)的预聚体。第二步采用扩链剂与预聚物继续反应
，生成相对分子质量为20000～50000的线型聚氨酯嵌
聚氨酯纤维
聚氨酯纤维聚氨酯纤维聚氨酯纤维是聚氨基甲酸酯纤维的简称，又称聚氨酯弹性纤维，中国称氨纶。
一、纤维的发展聚氨酯(PU)纤维是高弹性纤维，由含质量分数85％以上的线性聚氨基甲酸酯高聚物加工制成。
国际上统称为“斯潘德克斯”(Spandex)，我国称为“氨纶”，各公司又都有自己的商品名。
它是一种由PU嵌段共聚物制成的纤维，该共聚物由软段和硬段2种链段构成。
1937年O．Bayer和H．Rinke首先用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和1，4-丁二醇(BDO)合成了PU材料，但未能工业化生产。
随着对PU研究的深入，人们逐渐认识了PU的多种优异性能，高弹性机理也被深入研究。
1959年美国杜邦公司R．J．Ater报道了以聚四氢呋喃(PTMEG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)制取PU弹性纤维的技术，开始实现工业化生产，并命名为Lycra(莱卡)。
从20世纪60年代开始，世界许多国家生产氨纶，欧洲、日本及世界各地陆续建立起不少生产装置，至1967年厂商已有30家左右。
20世纪70年代世界氨纶总产量为0.7万t/a，1990年总产量超过5．8万t/a。
从20世纪90年代末开始，由于市场需求迅速增加，使氨纶生产进入了快速发展阶段，平均年增长率超过l0％。
我国的发展状况我国PU纤维工业起步较晚。
1988年底，烟台氨纶厂引进日本东洋纺织株式会社干法纺丝氨纶生产技术，建成了我国第一套氨纶生产装置，形成了300t/a 的生产规模，后又经过5期改造，扩大了产能。
随后江苏连云港、上海杜邦、广东鹤山、河北保定和浙江华峰等相继引进了国外生产装置，使我国2005年氨纶产能达到21万t/a。
我国氨纶生产工艺技术和装置主要从美、日、韩及德国引进，其他仅有郑州中原氨纶技术工程有限公司自主开发的连续干法氨纶成套生产技术和大连合成纤维研究所与B．F．Goodrich化学公司合作开发的熔融纺丝技术。
中国氨纶技术与发达国家之间的差距至少有10年，70％国内氨纶厂使用的技术是20世纪70年代的东洋纺织技术，虽有改进，但产品质量与国外产品仍存在明显差距。