聚氨酯泡沫塑料的制备实验
阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法
所 示） 明：燃烧 时 ，膨胀 石墨 可 以在 材料 表面 形成 黑色膨 胀炭化 层 ，有 效地 阻止 了热量 的传 递 ，从 而起 到 表 很 好 的阻燃 效果 ， 燃烧 后材料 内部保持 完 好 。 Ｇ用量 对 Ｅ
目前 ，硬质 聚氨酯 泡沫 塑料 （ Ｐ Ｗ） 包装 、运输 减震 及支撑 材料 的研 究中 已经得 到 了广泛 的应 用 。但 Ｒｔ 在 是 未经 阻燃 处 理 的硬 质聚氨 酯泡沫 塑料 的氧 指 数仅约 为Ｉ，易燃且 不 易 自熄 ，存在 极大 的安全 隐 患。结合 ７ 聚氨 酯泡沫 塑料 的阻燃 性能及 燃烧特 点，采 取 固相 阻燃机理 ，选 用环 保型 的膨胀 阻燃 体系 可膨胀石 墨（ Ｇ Ｅ ）
粒 密度 、热性 能 以及 感度特征进 行表 征 。 Ｈ ＭＸ颗 粒 的扫描 电镜 图片（ 图１表 明，该种 高 品质Ｈ 见 ） ＭＸ颗粒形 状 为规整 的十面 体结构 ，晶面光 洁 ， 与普通ＨＭＸ相 比 ，具 有较好 的颗粒外 形 。折光 匹配 光 学显微镜 观察 显示 ，高 品质Ｈ ＭＸ颗粒 内部透光 性较 好 ，无 明显 缺 陷 。激 光粒度仪 测得 的高 品质 Ｈ ＭＸ粒 径 为 ～ ５ ｍ，平 均粒径 ０ ＃ｏ岬 ，分布 较窄 ，基 ＃ｏｐ ． ｌ～ ２ 本 呈 正 态 分 布 。采 用 密 度 梯 度法 测 试 ＨＭＸ颗 粒 密 度 ，高 品 质ＨＭＸ的平 均 颗 粒 密度 为（． １ ＋ ． ０５ １ ０ ００ ） ９ ７ ０
４ ２ 中国工程物理研究院科技 年报 Nhomakorabea ６ 为 了消 除Ｅ Ｇ的引入对Ｒ ＵＦ Ｐ 力学性 能造成 的劣 化 ，选用 了经不 同分子量 的聚 乙烯醇 ＶＡ） 和钛 酸酯 ｌ ｌ ０
软质聚氨酯泡沫塑料
二.实验原理
1.异氰酸酯和羟基反应 多异氰酸酯和多元醇反 应生成聚氨酯
nOCN—RNCO+nHO—Rˊ—OH→ ﹋ [CONH—R—NHCO—ORˊ—O]n﹋
2.异氰酸酯和水反应 带有异氰酸酯基团的化 合物与水反应，先形成不稳定的氨基甲酸，
然后分解成胺和二氧化碳。
～ NCO+H2O→ ～RNHCOOH→ ～NH2+CO2 胺基进一步和异氰酸酯基团反应生成含有脲基的聚
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
解决办法
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
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
软质聚氨酯泡沫塑料的制备
一.软质聚氨酯泡沫塑料的基本介绍
软质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯软泡） 是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡 沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。 聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般 具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、 保温等性能，主要用作家具垫材、交通工 具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料， 工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔 音材料、防震材料、装饰材料、包装材料 及隔热保温材料等。
三.实验试剂及仪器
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。
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。
聚氨酯泡沫塑料的配方设计
聚氨酯泡沫塑料的配方设计1，建筑用PU夹芯发泡板材配方组成（质量分）聚醚9506 30 AC发泡剂 0.5 聚酯P3152 60 添加型/反应型复合 17泡沫稳定剂 2.5 HCFC-141b 25-27复配催化剂 3.2 PAPI(44V20) 230加工条件：1，环境温度：24-25℃2，搅拌速度：2900r/min3，搅拌时间：9-10s4，模具温度：40-45℃5，熟化温度：90-100℃相关性能：泡沫密度0.038g/cm3；压缩强度235MPa；拉伸强度255MPa；热导率0.019W/M .K;粘接强度312MPa。
2，冰箱用聚氨酯硬质泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚HBL-06 90-96 泡沫稳定剂 1.5-2.5聚酯HBL-16 4-10 水 1.5-2.5二甲基环己胺 2-4 HFC-245fa 30-40六氢化三奈 1-2 PAPI 150相关性能：泡沫密度0.0346g/cm3，热导率20.2mW/m.K3,开孔型微孔泡沫芯材配方配方组成（质量份）聚醚多元醇 100 复合催化剂 3-6泡沫稳定剂 0.5-1.0 发泡剂 7-10开孔机 0.5-1.04，环戊烷发泡的组合聚醚配方组成（质量份）聚醚多元醇 100 水 1.8-2.4匀泡剂 2 环戊烷 12-14催化剂 1.2-2.0 PAPI 1.05-1.105，组合聚醚WF101配方配方组成（质量份）硬泡聚醚NH-4201 100 交联剂 2-4泡沫稳定剂 1.5-3 水 1-3乳化剂 1-2 异戊烷 6-16催化剂 1-26，复合面料泡沫垫配方组成（质量份）聚醚三元醇（MN=6000) 100 有机硅表面活性剂 0.5山梨醇聚醚多元醇 1 水 3.2胺催化剂NIAX-1 0.18 MDI 52胺催化剂NIAX-4 0.45 异氰酸酯 1007，软质PU泡沫塑料配方组成（质量份）1# 2# 3# 4# 5# 6#聚醚多元醇 100 100 100 100 100 100异氰酸酯 37.5 51.1 51.1 53.5 51.1 64.6水 2.7 4.0 4.0 4.2 4.0 5.0F11硅油表面活性剂 0.8 0.9 0.9 1.1 1.1 1.3胺催化剂 0.1 0.12 0.1 0.12 0.15 0.15锡催化剂 0.2 0.24 0.24 0.21 0.25 0.25相对密度 0.034 0.028 0.026 0.024 0.020 0.020拉伸强度 0.11 0.10 0.10 0.09 0.08 0.05伸长率 130 120 140 145 160 75压缩变形 3.5 5.0 5.5 4.8 6.9 5.88，聚醚型块状PU软质泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚三元醇 100 泡沫稳定剂 0.1TDI80/20 45-47 水 3-4有机锡 0.3-0.5 F-11 0-15叔胺 0.2-0.3相关性能：相对密度0.02-0.025；拉伸强度0.09-0.1MPa；撕裂强度0.3-0.4KN/m；伸长率200%-500%;50$%压缩强度0.006MPa；落球回弹率35-40%9，PU硬质泡沫塑料（配方组成）质量份喷涂配方浇注配方喷涂配方浇注配方2型阻燃醚 100 100 F11 80 -403聚醚70 18 TCEP(发泡剂) 80 6泡沫稳剂 5 5 水-6有机锡0.8 0.1 PAPI 290 1 97三乙烯二胺/乙二醇 8 --10，聚氨酯泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚100；硅油1-4； PAPI 140-180；三乙醇胺0.7-1.5；蒸馏水0.4-1.5。
关于聚氨酯泡沫塑料发泡的研究
二、聚氨酯发泡工艺
制造方法简介
针对座椅泡沫，成型方法主要是模具成型，就是把液体物料通过计量泵的计算，由合头充分混合后注入 模具，在模具内固化成型。
模塑发泡示意图
二、聚氨酯发泡工艺
座椅泡沫模具：按结构分-----两片式模具（上模、下模） 常用模具材料：钢、铝、铸铝环氧？？
泡沫模具内容
2、聚氨酯发泡工艺
底部空洞
1锡助剂量太多
4 泡体底部出现蜂窝状孔洞两层皮 2料温太高
出现
3底纸不平或倾倒料时泼溅
1减少锡助剂用量 2调整料温 3正确操作
5
烧心 泡体内部发黄变质没有强度易撕 碎、冒烟
发泡过程中放热太多且不能尽快散发出去，是 导致内燃的危险因素
1检查TDI计量是否准确 2检查H2O用量是否太多
2、聚氨酯发泡工艺
一、聚氨酯软泡发泡原理简介
3、主要发泡过程及主要化学反应
⑤熟化过程 （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）
（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）
阻燃型喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能研究
ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｏ ｌ ， ｗｅ ｒ ｅ ２ ５， ４， ２， ２ ８， ３ ａ ｎｄ ２５ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ｂ ｙ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ， ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．
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０ 前
言
是以Ｄ Ｍ Ｍ Ｐ 为代表的全磷（ 磷酸酯） 阻燃剂； 三是反应型溴系 阻燃剂。 而近年来用含卤磷酸酯阻燃剂较为普遍 。有文献
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ ｌ ａ ｍ ｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｐ ｏ ｌ ｙ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｆ ｏ ａ ｍ（ Ｒ Ｐ Ｕ Ｆ ）ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｏ ｎ ｅ － ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｗ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ
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聚氨酯泡沫塑料的制备实验
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，因此得到了广泛的应用。
目前的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘接剂。
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。
主要用于各种车辆的坐垫、消音防震材料以及各种包装用途 一、实验目的
熟悉多种不同密度软质和硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，了解聚氨酯泡沫塑料发泡的原理。
对比软硬泡沫使用原料的不同，合理设计配方，掌握分析影响泡沫材料性能的工艺因素
二、基本原理
聚氨酯泡沫的形成是一种比任何其他聚氨酯的形成都远为复杂的过程，处在聚合物系统中的化学和物理状态变化外，泡沫的形成又增加了胶体系统的特点。
要了解聚氨酯泡沫的形成，还需要涉及到气体发生和分子增长的高分子化学、核晶过程和稳定泡沫的胶体化学以及聚合体系熟化时的流变学。
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、、水以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。
要制得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发生如下反应。
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的聚氨酯预聚体。
OCN -R-NCO + H O
OH OCN-R-NH-C-O
O
O-C-NH-R-NCO
O
2、起泡的形成与扩链
异氰酸根与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成胺与与二氧化碳，放出的二氧化碳气体在聚合物中形成起泡，并且生成的端基聚合物可与异氰酸根进一步发生扩链反应得到含脲基的聚合物
NCO + H 2
O
NH-C-OH
NH 2 + CO 2
O
NH 2 +
NCO
扩链
N-CH-NH
O 3、交联固化
异氰酸根与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联，形成网状结构
NH CO NH
R + OCN -R -
NCO + NH
CO
NH + CON -R -NCO +------R
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的较低羟值的线性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。
根据气孔的形状聚氨酯泡沫可分为开孔型和闭孔型，可通过添加助剂来调节。
乳化剂可使水灾反应混合物中分散均匀，从而可保证发泡的均匀性；稳定剂可防止在反应初期泡孔结构的破坏。
三、仪器与原料 1、仪器
烧杯、玻璃、台秤、纸杯、烘箱 2、原料
原料 高密度泡沫 中密度泡沫 低密度泡沫 聚醚330 100
100 100 甲苯二异氰酸酯 30-35 35-40 37-42 水 1.5-2.5 2.5-3 3-3.5 辛酸亚锡 0.1-0.2 0.2-0.3 0.2-0.3 三乙基二胺 0.2-0.3 0.1-0.2 0.1-0.2
硅油 1.0-2.0 1.0-2.0 1.5-2.5
NH CO
N-CONH-R-NCO-NH R
R
CO
NH-OCN-R-NCO
二氯甲烷0.5-1.5 0.5-1.5 15-2.5
四、实验步骤
1、将除甲苯二异氰酸酯外的组分按重量称取于一个纸杯中，然后加入一定重量的甲苯二异氰酸酯，迅速搅拌约30秒，观察发泡过程
2、室温静置20分钟后，将泡沫在90-120°C烘箱中熟化1h左右，移出烘箱冷至室温
3、按照高、中、低密度的三种配方各制备一次，若有失败，找出原因重做
4、将三种密度泡沫取样测试密度、抗涨强度、撕裂强度、压缩强度和回弹性。
测试所得各项性能列表对比
5、参考有关资料设计一个硬质聚氨酯泡沫的配方，根据设计的配方参照上面的实验步骤硬质聚氨酯泡沫
五、思考题
1、对比三种配方制备的软质聚氨酯泡沫的性能，分析影响密度的因素有哪些？
2、聚氨酯泡沫塑料的软硬有哪些因素决定
3、如何保证均匀的泡孔结构？
六、参考文献
1、梁辉等主编。
高分子化学实验。
北京：化学工业出版社，2004。