聚氨酯树脂应用和推广

● 两种同分异构体的活性略有不同: 2,6 – 体 < 2,4 – 体
●2 ,4 － 体 ， ― N C O的 反 应 活 性 :甲 基 邻 位 上 的< 对 位 上 的 。
随 温 度 升 高 反 应 活 性 的 差 异 减 小 。
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(2 ) 二 苯 甲 烷 二 异 氰 酸 酯
M D I
O C N
聚氨酯
小组成员：高元 刘巧妹
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简介
聚氨基甲酸酯 ( 聚氨酯 )： 在大分子主链上含有相当数量
氨基甲酸酯键：
的氨基甲酸酯 (氨酯) 键的高聚物。
H N
O C O
聚 氨 酯 ( P U ) 由 多 异 氰 酸 酯 与 活 泼 氢 化 合 物 通 过 逐 步 加 成 聚 合 反 应 而 制 得 。
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用 途 广 泛 ： ★ 纤 维 （ 弹 性 纤 维 ）、 ★ 弹 性 体 、 ★涂料、★ 胶粘剂、★ 软、硬泡沫塑料、 ★ 人造革、……
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4 .3 .1 异 氰 酸 酯 4 .3 .1 .1 异 氰 酸 酯 的 合 成 R― NCO 合 成 方 法 很 多 。 工 业 上 ：
●
R ： 脂 肪 族 or 芳 香 族 基 团
伯 胺 光 气 化 法 直 接 合 成 法 （ 一 氧 化 碳 法 ）
●
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工 业 上 采 用
●
伯 胺 光 气 化 法 ：
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●
T D I – 100
T D I – 80 T D I – 65
2 ,4 – 体
2 ,4 – 体 :2 ,6 – 体 = 8 0 : 2 0 2 ,4 – 体 :2 ,6 – 体 = 6 5 : 3 5
C H3 C H3 NC O OCN NC O
●
*
NC O
2 ,4 – 体2 ,6 –体1R N RO -
+ C H
+
O
[ R N C OR
1
H OH ] R N
烯 醇
氨 基 甲 酸 酯
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聚氨酯合成原理 制造工艺过程：一步法 二步法 （预聚体法）
( 1 ) 一 步 法 一 步 法 ： 异 氰 酸 酯 和 醇 类 化 合 物 直 接 进 行 逐 步 加 成 聚 合 反 应 以 合 成 聚 氨 酯 的 方 法 。
(7 )良 好 的 耐 高 、 低 温 性 能 ；
(8 )价 格 昂 贵 。
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聚氨酯的合成原理
二异氰酸酯 + 二羟基化合物 线型聚氨酯
二 异 氰 酸 酯
+ 三 羟 基
or 四 羟 基 化 合 物
体 型 聚 氨 酯
聚 醚 o r 聚 酯 型 聚 氨 酯
二 异 氰 酸 酯 +含 游 离 羟 基 的 低 分 子 聚 醚 o r聚 酯
●
聚 氨 酯 涂 料 中 使 用 最 广 ， 最 便 宜 的 二 异 氰 酸 酯 ;
●
水白色或淡黄色液体，易燃;
●
制得的聚氨酯物理性能较好;
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●
沸点低，蒸汽压高，毒性大。
●
制得的聚氨酯涂料容易泛黄。
甲 苯 二 异 氰 酸 酯 有 二 种 同 分 异 构 体 ： 2 ,4 – T D I 、 2 ,6 – T D I
2 O C N
预 聚 体
氨 基 甲 酸 酯 链 节
氨 基 甲 酸 酯 和 取 代 脲 链 节 , 极 性 很 大 , 构 成 了 聚 氨 酯 大 分 子 链 中 的 “ 刚 性 链 段 ”。
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4 .3 聚 氨 酯 生 产 的 主 要 原 料
聚 氨 酯 的 主 要 原 料 ： 有 机 多 元 异 氰 酸 酯 多 元 醇 化 合 物 扩 链 剂 、 交 联 剂 、 催 化 剂 … …
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n O H ( C H ) O H n O C N ( C H ) C O+ 2 4 2 6 N O C N H ( C H ) H 2 6 N O C H ) C O ( 2 4 O
n
P e r l o n U ( 贝 纶 U )
体 型 聚 合 物
●
过 量 的 异 氰 酸 酯 ， 一 定 条 件 下 发 生 次 级 反 应
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●
选 用 官 能 度
> 2 的 原 料
扩链反应 扩链：分子量不高的聚合物, 通过末端活性基团的反应 (或 其 他 方 法 )使 分 子 相 互 连 结 而 增 大 分 子 量 的 过 程 。 相应的反应称为扩链反应。
扩 链 而 生 成 高 聚 物 。
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●
用 二 元 醇 扩 链 ：
N C O +H O R' O H O O C N N H C O R' O O C N H N C O
C H
2
N C O
●
制 造 弹 性 涂 料 时 , 其 涂 膜 的 强 度 和 耐 磨 性 比
T D I 高
●
白 色 结 晶 固 体
●
耐 候 性 较 差
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●
它 的 蒸 气 压 低 ， 毒 性 比 T D I 小
●
M D I 比 T D I 贵
M D I：
缺 点 ： ◎ ◎ ◎ 需 高 温 （ 1 6 0 ～ 2 2 0 ℃ ）， 高 压 （ 2 9 M P a ） 下 进 行 工 艺 复 杂 需 贵 金 属 (P t 等 ) 作 催 化 剂
直 接 合 成 法 仍 不 能 取 代 伯 胺 光 气 化 法
！
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4.3.1.2 几种常用的异氰酸酯 (1) 甲苯二异氰酸酯 TDI
3
聚氨酯涂料特点 (1)涂膜耐磨性特强;
(2)优良的保光保色性，极高的装饰性；
(3)附着性优良（金属、非金属表面） ;
(4 )材 料 的 弹 性 可 以 根 据 需 要 加 以 调 节 ；
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(5 )材 料 耐 化 学 品 性 、 耐 盐 、 耐 油 等 性 能 良 好 ；
(6 )能 在 较 低 温 度 下 固 化 ；
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4 . 2 . 1异 氰 酸 酯 的 分 子 结 构 与 反 应 机 理
R ― N ═ C ═ O
― N ═ C ═ O 高 度 不 饱 和 基 团 ， 电 子 云 分 布 不 均 匀 ：
R ― N ═ C ═ O
。 。
。 。 。 。
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异 氰 酸 酯 与 活 泼 氢 的 反 应 机 理 ：
O C OR
R ― N H 2 + C O C l2 — — → R ― N C O + 2 H C l 缺 点 ： 光 气 毒 性 大 ， 副 反 应 多 ， 且 有 焦 油 状 副 产 物
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●
直 接 合 成 法 （ 一 氧 化 碳 法 ）： 催化剂 R ― N O 2 + 3 C O — — — — → R ― N C O + 2 C O 2↑