聚氨酯弹性体介绍
聚氨酯弹性体介绍
聚氨酯弹性体介绍聚氨酯弹性体的制备方法主要有两种：一种是预聚体法，另一种是直接混合法。
预聚体法是将聚异氰酸酯和聚醋酸酯预聚体在一定的温度下反应得到弹性体。
直接混合法则是将聚异氰酸酯、聚醋酸酯以及包括助剂等在一起混合反应。
这两种方法各有优缺点，具体的选择可以根据应用需求来进行。
聚氨酯弹性体的优点有很多。
首先，它具有极高的弹性模量，因此可以承受较大的压力和拉力，有很好的载荷能力。
其次，它具有极好的耐磨性，即使在高摩擦条件下，也能保持良好的性能。
此外，聚氨酯弹性体还有很好的耐化学腐蚀性能，能够耐受多种酸、碱、溶剂的腐蚀。
另外，聚氨酯弹性体还具有优异的抗冲击性能和耐疲劳性能，适用于各种高冲击负荷的工作环境。
除了上述的优点外，聚氨酯弹性体还具有较低的温度敏感性，可以在较低温度下保持良好的弹性和韧性。
同时，它也具有较好的尺寸稳定性，不易受到形变和变形的影响。
聚氨酯弹性体在工程应用中具有广泛的用途。
首先，在汽车制造工业中，聚氨酯弹性体可以应用于悬挂系统、减震器、橡胶密封件等部位，提供缓冲和减震的效果。
其次，在建筑和桥梁领域，聚氨酯弹性体可以用于隔震垫、桥梁伸缩缝、建筑结构缝隙填充等，提高建筑物和桥梁的抗震能力。
另外，在电子设备和电器领域，聚氨酯弹性体可以用于减震垫、密封垫等，提高设备的稳定性和使用寿命。
此外，聚氨酯弹性体还可以应用于橡胶制品、输送带、雨刮器、工程管道、防水涂料等领域。
总之，聚氨酯弹性体是一种具有优异力学性能、化学稳定性和耐磨性的材料，广泛应用于工程领域。
随着科学技术的不断发展，聚氨酯弹性体的研究和应用将会进一步扩大，并在更多领域发挥其优越性能。
聚氨酯弹性体生产工艺配方技术
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。
所以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。
所以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，改善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：扩链剂多元醇预聚体浇注硫化二异氰酸酯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，通常为2或2~3.相对分子质量为400~6000，但常用的为1000~2000.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。
一般可通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聚酯多元醇聚酯多元醇简称聚酯，是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。
它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成，最常用的二元羧酸是己二酸，最常用的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。
聚氨酯弹性体分析
聚氨酯弹性体分析首先，聚氨酯弹性体的硬度一般为 Shore A 10-100 范围内，可以通过改变聚氨酯材料中的硬度调节剂的含量来调节其硬度。
硬度的不同可以使聚氨酯材料具有不同的弹性特性，满足不同应用领域的需求。
其次，聚氨酯弹性体的弹性模量比较高，一般为40-200MPa。
弹性模量的高低直接影响材料的弹性恢复能力，也影响其在受力时的变形程度。
聚氨酯弹性体具有良好的弹性恢复能力，可以长时间保持弹性形状，不易变形和老化。
再次，聚氨酯弹性体的拉伸强度较大，一般为20-60MPa。
拉伸强度与聚氨酯材料的分子结构和交联程度有关。
拉伸强度越大，表示聚氨酯材料的抗拉性能越好，可以承受更大的拉力。
此外，聚氨酯弹性体的断裂伸长率一般为300-900%。
断裂伸长率是材料在断裂前能够拉伸的程度，也是评价材料韧性的重要指标。
聚氨酯弹性体具有较大的断裂伸长率，说明它具有很好的耐疲劳性能和弹性形变能力。
最后，聚氨酯弹性体具有耐磨性好的特点。
它的耐磨性主要表现在它可以承受较大的摩擦力而不易磨损。
这使得聚氨酯弹性体在一些需要经常摩擦的领域中有着广泛的应用，比如汽车悬挂系统、鞋底等。
聚氨酯弹性体的制备方法主要有溶液法、熔融法和共聚法等。
其中，溶液法是通过在有机溶剂中溶解聚氨酯原料，并通过控制温度和浓度来调节聚氨酯的形态和性能。
熔融法是将两种或多种反应物在一定温度下熔融反应，形成聚合物。
共聚法是将两种或多种含有活性基团的单体通过共聚反应聚合而成。
聚氨酯弹性体的应用非常广泛。
在汽车领域，聚氨酯弹性体用于制造汽车悬挂系统、密封件和减震垫等，可以提高汽车行驶的平稳性和舒适性。
在家具领域，聚氨酯弹性体用于制造沙发、床垫等，可以提供舒适的坐卧体验。
在鞋类领域，聚氨酯弹性体用于鞋底的制造，具有良好的耐磨性和弹性，可以增加鞋子的使用寿命。
总结而言，聚氨酯弹性体是一种具有优异弹性和耐磨性的弹性体材料。
它的性能和应用领域广泛，制备方法简单灵活。
随着科技的进步和应用需求的增加，聚氨酯弹性体在未来有着更加广阔的发展前景。
聚氨酯弹性体介绍
聚氨酯弹性体介绍一、了解聚氨酯弹性体浇注刑聚氨酷弹性体〔Pu)是一种新兴的有机高分子材料，聚氨酯产品具有耐磨、弹性好、耐冲击、耐腐蚀的特性，聚氨酚有”耐磨王”之称。
在实际应用中，其结构特点使其只有优异的耐磨性，以”耐磨橡胶".着称，‘它与金属材料相比具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点;与塑料相比具有不发脆、多作为橡胶制品的更新换代产品，。
并且还具有耐油，耐酸、碱，耐射线辐射等优异性能。
因其卓越的性能而被广泛应用干国民经济众多领域:耐磨性(弹性体中最好)，高强度〔是普通橡胶的3-5倍)，高伸长率(500%-土1500%)，高弹性〔负载支撑容量大，减震效果好)，硬度范围宽(邵氏A20扩邵氏D70)‘耐磨性浇注型聚氨酷乳液Pu弹性体具有杰出的耐磨性能，因此在磨损问题严重的场合有很多重要用途，特别是在采矿，石油，天然气工业。
在现场使用和实验测试中，聚氨酯的耐磨性明显超过许多其他材料。
“应力/应变性能浇注刑聚氨酯Pu弹性体具有较高的模量，高抗张强度及高拉伸率这些性能使得浇注的聚氨酯零件具有很好的韧性和耐用性。
‘压缩性能浇注型聚氨酯弹性体与硬度相当的一般橡胶相比具有高得多的承载能力。
这种高承载能力与优异的耐磨性和韧性相结合使得聚氨酯在工业实芯轮胎和工业辊筒等应用方面的优点非常突出。
‘撕裂强度拼板胶撕裂强度用于实际评估这些弹性体对割裂发展的抵抗能力在实际用途中尤其是涉及冲击磨损的用途，高防撕破力是重要的，空吸塑胶浇注性聚氨酯PU弹性体在这方面远较传统的橡胶占优势。
“耐油性注性聚氨酯Pu弹性体对许多环境的影响有极佳的抵抗能力。
‘它在油类和溶剂中的稳定性比普通的橡胶要好的多。
产品应用: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.机械，交通、油田矿山、、印刷机棍筒，实芯轮、体育等领域;如:板材、棒材、缓冲器、衬胶管道、同步齿形带、洁管器、工业脚轮、密封圈、防震片、筛网、胶辊、纺织罗拉片等:聚氨酯弹体的主要优点1、性能的可调节范围大。
聚氨酯弹性体介绍
异氰酸酯的分类
二 异 氰 酸 酯 ： T D IM D I H D I N D I P P D I IP D I X D I等 异 氰 酸 酯
多 异 氰 酸 酯 ： P A P I
聚氨酯弹性介紹
聚氨酯材料的发展历史
1937年，德国拜耳(Bayer)教授首先利用异氰酸酯与多元醇化合物发生加聚 反应制得聚氨酯树脂以来，经过几十年的发展。聚氨酯已成为当今社会继聚 乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量较大、发展速度最 快的聚合物之一。
通常情况下，凡是在高分子结构主链上含有多个氨基甲酸酯基团（－ NHCOO－）的聚合物，统称聚氨酯(polyurethane)。
世界聚氨酯产品产量及预测
万吨
地区 北美自由贸易区
南美 远东 日本 中国 中东和非洲 西欧 总计
1998年
235.0
44.86 70.6 53.5 81.3 41.5 262.0 820.26
2000年
267.0
44.0 65.0 51.0 99.5 46.0 291.5 899.3
2006年
326.5
45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
2008年
390
46 78 60.5 310 58 387 1329.5
2010年
450
50 84 65 360 68 430 1507.0
世界聚氨酯产品市场消耗比例
建筑, 17%
冰箱等制冷 机具, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 18%
聚氨酯材料的发展历史
聚氨酯弹性体的介绍
聚氨酯弹性体的介绍聚氨酯: 在高分子结构主链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的聚合物，统称为聚氨酯，国际上成为polyurethane ，国内也有译为聚氨基甲酸酯、聚脲烷等；聚氨酯是一类用途十分广泛的合成材料，其工业化生产主要由多异氰酸酯和通常含羟基的多元醇反应而制备的。
选择不同数目的官能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、表观形式各种各样的聚氨酯产品。
有十分柔软或者坚硬的泡沫塑料，有耐磨性极佳的弹性体橡胶，有高光泽行的油漆、涂料，也有高会谈行的合成纤维、抗挠曲性能优良的合成皮革，以及粘结性能优良的胶黏剂等等。
聚氨酯已经成为国民经济以及日常生活必不可少材料，我们所从事的聚氨酯弹性体是聚氨酯材料中的一个分支。
聚氨酯弹性体：聚氨酯弹性体又可称为聚氨酯橡胶，所谓的弹性体是指其玻璃化温度低于室温，扯断伸长率>50%，外力撤除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，扯断伸长率较大(如>200%)、100%定伸应力较小(如<30Mpa)、弹性较好的可称为橡胶。
所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料，弹性体和橡胶的定义在很大程度上并无明显的区别，在很多情况下是负向通用的。
聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一类，其原材料品种繁多，配方多种多样，可调范围很大。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至shore A10以下的低模量橡胶，高至shore D85的高模量（大大超出了其它种类的橡胶弹性模量）、抗冲击的弹性材料。
所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介乎于从橡胶到塑料的一类高分子材料。
聚氨酯弹性体按其制品加工方法可分为浇注型（CPU-casting polyurethane）、热塑性（TPU-thermoplastic polyurethane）和混炼型（MPU-millable polyurethane）三大类。
CPU在加工成型前为粘性的液体，其制品成型即可加压硫化游客常压硫化；即可热固化又可常温固化；即可手工浇注又可用机器连续浇注成型。
聚氨酯弹性体
聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体的原料种类繁多，大分子结构中基团组成和排列复杂，而且聚氨酯弹性体的合成方法和加工方法多种多样，这样就构成了聚氨酯弹性体化学结构的复杂性和物理构象的明显差异，从而导致聚氨酯弹性体性能的改变。
聚氨酯弹性体是在固体状态下使用，在各种外力作用下所表现的机械强度是其使用性能最重要的指标。
一般来说，聚氨酯弹性体和其它高聚物一样，其性能与分子量、分子间的作用力、链段的韧性、结晶倾向、支化和交联，以及取代基的位置、极性和体积大小等因素有着密切的关系，但是,，聚氨酯弹性体与烃系（PP、PE等）高聚物不同，其分子结构是由软段（低聚物多元醇）和硬段（多异氰酸酯、扩链交联剂等）嵌段而成的，在其大分子之间，特别是硬链段之间的静电力很强，而且常常有大量的氢键生成，这种强烈的静电力作用，除直接影响力学性能外，还能促进硬链段的聚集，产生微相分离，改善弹性体的力学性能和高低温性能。
1、机械性能与结构的关系聚氨酯弹性体的机械性能取决于聚氨酯弹性体的结晶倾向，特别是软链段的结晶倾向，但是，聚氨酯弹性体是在高弹状态下使用的，不希望出现结晶，所以，就需要通过配方和工艺设计，在弹性和强度之间找到平衡，使制备的聚氨酯弹性体在使用温度下不结晶，具有良好的弹性，而在高度拉伸时能迅速结晶，并且这种结晶的融化温度在室温上下，当外力解除后，该结晶迅速融化，这种可逆结晶结构对提高聚氨酯弹性体的机械强度是非常有益的。
聚氨酯弹性体能否具有可逆结晶，主要取决于软链段的极性、分子量、分子间力和结构的规整性。
聚酯的分子极性和分子间力大于聚醚，所以聚酯型聚氨酯弹性体的机械强度大于聚醚型聚氨酯弹性体；软链段中的侧基会使结晶性降低，从而会降低制品的机械性能。
聚氨酯硬链段的结构对聚氨酯弹性体的机械性能也有直接和间接的影响，通常，芳族二异氰酸酯（如MDI、TDI）要大于酯族二异氰酸酯（如HDI）；有对称结构的二异氰酸酯（如MDI）能赋予聚氨酯弹性体更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度；扩链交联剂结构对弹性体机械性能的影响与二异氰酸酯相似。
聚氨酯弹性体的性能及应用
（4）合成革 用 PU制成的合成革材料具有最接 近天然革的性能，手感好、透气性高、柔软适 度，广泛用于服装、家具、箱包及车辆座椅等。 （5）制鞋工业 聚氨酯弹性体具有缓冲性能好， 质轻、耐磨、防滑等特点，加工性能好，已成为 制鞋工业中一种重要的鞋用合成材料，制造棒球 鞋、高尔夫球、足球等的运功鞋、鞋底、鞋跟、 鞋头，以及滑雪鞋、安全鞋、休闲鞋等。
(l)PU的力学性能 的力学性能
PU弹性体的硬度变化范围比较宽， 可从邵 氏 A10 到D80， 断裂伸长率高 达 600%～ 800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度 仅为 A70，断裂仲长率为 550%。 PU弹性体的撕裂强度较高，比天然橡胶大 2～ 10 倍。 PU弹性体对交变营地的作用表现出明显的滞后 现象，在这一过程中外力作用的一部分能量消 耗于聚氨酯弹性体的内部转变为热能。因此， 聚氨酯弹性体具有明显的吸振性能，也可称为 阻尼性能。
（6）其他方面 用浇铸 PU 弹性体可制造轧辊，可用于高承重和 高耐磨的钢铁及造纸工业中;PU 弹性体还可用于 油田、采矿和冶金工业中高耐磨和高强度的结构 材料，具体有油田旋转除砂器、选煤筛网、浮选 机、螺旋选矿机、矿砂输送管和传动带。
PU弹性体的应用 弹性体的应用
(1)汽车工业 汽车用热塑性弹性体以聚酯型 为主。具体产品有：保险杠、挡泥板、方向 盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪 表盘及防滑链等。
（2）建筑材料 主要用于运动场人造跑 道、建筑混凝土和天花板浮雕的模板等。 （3）医疗器材利用 PU弹性体的生理相容性 和抗血栓性的优点，可用于绷带、心脏助动 器、血泵、人造血管、人工肾及人造心室等。
(3) PU 的环境性能
PU 弹性体的耐水性一般，在水中浸泡或暴露 于湿气中，会引起力学性能下降;但聚醚型 PU 的耐水解性要比聚酯型好 5～10 倍。 PU 弹性体的耐油性、耐非极性、弱极性溶剂 和耐霉菌性能好，其中以聚醚型好于聚酯型。 但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。可长 期于户外使用。 PU弹性体具有突出的耐辐射和耐臭氧性能的 PU弹性体的生理相容性好，具有良好的抗血 栓性，可用于医学。
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低聚物多元醇化合物 PLOYOL
聚酯多元醇 聚碳酸酯二醇 聚碳酸酯二醇(Polycarbonate d iols,PCDL)是分子两个末端都带羟基(— OH)、分子主链含有脂肪族亚烷基和碳酸酯基(—OCOO—)重复单元的聚 合物,与传统聚碳酸酯材料相差很大,而与脂肪族聚酯多元醇和聚醚多元醇 相近 . 聚己内酯多元醇 聚己内酷多元醇(Poly一capro}actoneglyCol,简称PCL)是由己内醋单体、 起始剂(二醇、二胺和醇胺类)、催化剂(钦酸四丁醋、钦酸四异酷、辛酸 亚锡等)经开环聚合而成。
世界聚氨酯产品产量及预测
万吨
地区 北美自由贸易区
1998年
235.0 44.86 70.6 53.5 81.3 41.5
2000年
267.0 44.0 65.0 51.0 99.5 46.0
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0
2008年
390 46 78 60.5 310 58
扩链剂
二胺类扩链剂胺类扩链剂MOCA 产品名称：3,3‘-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷或二邻氯二苯胺甲烷 目前使用最为普遍的芳香族二胺扩链剂，是由邻氯苯胺和甲醛进行缩合反应，并经 中和、醇洗、重结晶等步骤制备的，在MOCA分子中，由于在氨基的邻位存在氯原 子的吸电子作用和位阻功能，从而使氨基的反应活性适当降低，能够很好地适应 聚氨酯凝胶工艺。同时，它又能赋予材料优异的机械性能，因此MOCA一直是聚氨 酯，尤其是聚氨酯橡胶、涂料等产品生产中极其重要的扩链剂，MOCA为白色至浅 黄色针状结晶体，有吸湿能力，易溶于丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺溶剂，溶 于乙醇、苯、甲苯。 液体MOCA Ethacure100和Ethacure 300(雅宝化工），它们在室温下均为琥珀色透明液体，毒性 小且使用方便，能赋予聚氨酯优良的机械性能。
+ HO
CH 2
OH
4
扩链剂的种类
扩链剂
醇类扩链剂 1,4-丁二醇BDO全称为1,4-丁二醇，聚氨酯聚合物基本是（A-B）x类型的线型结构 的嵌段共聚物，其软链段由聚醇大分子构成，而硬链段是由二异氰酸酯与低分子 二醇反应构成，而1，4-丁二醇具有适中的碳-碳链长度，能使软、硬链段产生微 区向分离，使氨基甲酸酯硬链段的结晶性更好，即使得MDI-1，4丁二醇硬链能较 好地定向，这样，结晶和定向排列使聚合物分子间更容易形成氢链，这意味着它 能产生较好的有序结晶，结晶的阻旋作用和聚合物链段迁移，最终表现出聚合物 具有优异的韧性和硬度。 乙二醇（EG MEG）、二乙二醇（DEG）、丙二醇乙二醇（EG MEG）、二乙二醇 （DEG）、丙二醇这几种产品和BDO一样，在PU行业中主要应用于聚酯多元醇的 原料。但相对BDO来说，这几种多元醇在PU行业应用当中比率非常小。 苯二酚二羟乙基醚（HQEE） 是一种对称的芳香族二醇扩链剂。作为TDI / MDI系列聚氨酯制品的扩链，能明显提 高和改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能
低聚物多元醇化合物 PLOYOL
分类
低聚物多元醇化合物 PLOYOL
聚醚多元醇主要由环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃单体的开环聚合合成，聚 合体系中除了上述单体外，还存在催化剂（KOH）和起始剂(多元醇或胺) 以控制聚合速率、分子量及其官能度。聚合反应式可用通式表示为：
R YHn xCH2 CH O base Y CH2 R CH O x H n
家具和床 垫, 26%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 18%
鞋用, 6% 汽车模塑泡 沫, 15% 汽车弹性体 和RIM, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6% 汽车弹性体 和RIM, 7% 汽车模塑泡 沫, 13%
2001年
2010年
聚氨酯主要原料
异氰酸酯的分类
异氰酸酯及其结构特征 结构特点
低聚物多元醇化合物 PLOYOL
聚酯多元醇
聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸（酸酐或酯）与多元醇（包括二醇） 缩（或酯交换）或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲 酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩 二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。 聚酯多元醇耐水解性往往不如聚醚型产品，不同种类的聚酯多元醇耐水 解稳定性相差很大。多元醇相对分子质量越大，用量越多，则表面硬度越 低，伸长率越大，强度越低。改变合成单体的种类和比例可以制成软、硬 度不同的系列聚氨酯产品 聚酯分子中含有较多的极性酯基(－COO－)，可形成效强的分子内氢键， 因而聚酯型聚氨酯具有较高的强度、耐磨及耐油性能
聚氨酯合成常用的聚醚型二醇主要产品有：聚环氧乙烷（聚乙二醇）二醇 （polyethylene glycol ，PEG）、聚环氧丙烷（聚丙二醇）二醇 （polypropylene glycol ，PPG）、聚四氢呋喃二醇（polytetramethylene glycol ，PTMEG）以及上述单体的均聚或共聚二醇或多元醇，其中PPG产 量大、用途广，PTMEG综合性能优于PPG，其产量近年来增长较快 聚醚多元醇制得的弹性体具有较好的水解稳定性、耐候性，低温柔顺性和耐 霉菌性等性能。
在分子结构中含有异氰酸酯基团(－N＝C＝O）的化合物，均称为异氰酸酯
（isocyanate）,其结构通式如下： R－（NCO）n
式中R为烷基、芳基、脂环基等；n＝1、2、3….整数。在聚氨酯材料合成中，
主要使用n≥2的异氰酸酯化合物。
异氰酸酯的分类
重要的异氰酸酯
甲苯二异氰酸酯 TDI 甲苯二异氰酸酯是最早开发、应用最广、产量最大的二异氰酸酯单体
聚氨酯材料的发展历史
• • • • • • • 在美国 1947年，DuPont和Monsanto公司建立了TDI试验车间，在Good Year Aircraft 公司和Lockheed Aircraft公司开始进行硬质聚氨酯泡沫塑料的生产 1951制得油改性聚氨酯涂料，以后研究成功双组分催化固化型聚氨酯涂料与单组 分湿固化型涂料。 1958年Goodyear Tire & Rubber公司的Schollenberger报道了热塑性聚氨酯弹性 体(TPU)，并于1960年实现了工业化。 1959年杜邦公司试制成功聚醚型聚氨酯弹性纤维，牌号为莱克拉(Lycra)。 1960年美国橡胶公司制成聚酯型聚氨酯弹性纤维，牌号为维里茵(Vyrene)。 1963年6月杜邦公司研究成功聚氨酯合成皮革，其外观与手感类似于天然皮革， 牌号为科法姆(Corfam)。 1969年，Bayer公司首先报道了采用高压碰撞混合法生产聚氨酯泡沫塑料，并展 出第一台具有自清洁和循环混合头的反应注射成型（RIM）设备。 1974年，美国大量采用RIM工艺生产大型聚氨酯制件。 1979年，玻纤增强的聚氨酯RIRIM工艺生产汽车挡泥板和车体板
聚氨酯树脂具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘接性、耐低温性、耐溶剂性以及 耐生物老化性等特点。因此用途十分广泛，它是发展较快的一种高分子合成材料， 聚氨酯工业已形成较大规模，1998年世界聚氨酯树脂产品年产820万t，2008年超 过1300万t，2010年超过1500万t，一般年增长率为4％～5%，最高达13％。
扩链剂
扩链剂： 是指能使分子链延伸、扩展或形成空间网状交联的低分子量醇类、胺类化合 物。 在聚氨酯聚合物的生产中，主要用双官能度扩链剂或三、四官能度的交联剂。 为了调节大分子链的软、硬链段比例，同时也为了调节分子量，在聚氨酯 合成中常使用扩链剂。扩链剂主要是多官能度的醇类。如乙二醇、一缩二乙二醇 （二甘醇）、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇（BDO）、1,6-己二醇 （HD），三羟甲基丙烷（TMP）或蓖麻油。加入少量的三羟甲基丙烷（TMP）或蓖 麻油等三官能度以上单体可在大分子链上造成适量的分支，可以有效地改善力学 性能，但其用量不能太多，否则预聚阶段粘度太大，极易凝胶。
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聚氨酯弹性介紹
聚氨酯材料的发展历史
1937年，德国拜耳(Bayer)教授首先利用异氰酸酯与多元醇化合物发生加聚 反应制得聚氨酯树脂以来，经过几十年的发展。聚氨酯已成为当今社会继 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量较大、发展速 度最快的聚合物之一。 通常情况下，凡是在高分子结构主链上含有多个氨基甲酸酯基团 （－NHCOO－）的聚合物，统称聚氨酯(polyurethane)。
低聚物多元醇化合物 PLOYOL
聚烯烃多元醇 以端羟基丁二烯(HTPB)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBH)、端羟基异戊 二烯(HTPI)为基础的聚氨酯具有优异的耐水解性、电绝缘性、低温柔性、 气密及水密性能，可用于聚氨酯弹性体密封件、胶辊、电子元件灌封胶等 领域。以HTPI、HTPB等与二异氰酸酯制成的端官能团预聚体具有类似于天 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。
萘-1,5-二异氰酸酯 NDI(合成的弹性体具有较高的耐疲劳性能耐热性，特别是机 械性能、动态性能、永久变形性能及耐油性能极优）
特殊异氰酸酯
脂肪族多异氰酸酯 六亚甲基二异氰酸酯
HDI(合成的弹性体具有不黄变的特点)
脂环族多异氰酸酯 异佛尔酮 H 3C
NCO CH2 NCO
重要的异氰酸酯
二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯 MDI TDI以后开发出来的重要的二异氰酸酯；MDI分子量大，蒸气压远远低于TDI，对工 作环境污染小，单体可以直接使用，因此其产量不断提高
多苯基甲烷多异氰酸酯（聚合MDI或粗品MDI PAPI）
特殊异氰酸酯
液化MDI ①氨基甲酸酯(urethane )改性的液化MDI。 ②碳化二亚胺(carbodiimide)和脲酮亚胺 (uretonimine)型改性液化MDI ③掺合型液化MDI 克服了纯MDI的一些缺陷（常温下固体，使用要融化,多次加热影响性能） 对苯二异氰酸酯 PPDI(合成的弹性体具有较高的机械强度和耐热)