聚氨酯简介PPT课件
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建筑保温用聚氨酯硬泡介绍 PPT
➢ 公共建筑：24~50米使用B1级热固性保温材料；
➢ 幕墙：24米以下使用B1级热固性保温材料；
➢ 热固性材料仅包含了聚氨酯和酚醛
粘接性能优异
• 聚氨酯发泡机理： 聚氨酯是微孔渗入式发泡，能与基材紧密结合。
• 聚氨酯复合板：与无机材料面层100%紧密粘结 • 聚氨酯喷涂：和基层墙体100%粘结 • 聚氨酯保温装饰一体化板：与面层材料100%紧密粘结
➢ 随着节能标准的提高，EPS、XPS等传统保温材料很难满足如结构保 温一体化、住宅装配化等其他系数的设计要求，而聚氨酯材料低导热 性的优势将会明显体现。
优异的防火性能
• 聚苯乙烯属于一种热塑性产品，当 遇火燃烧温度提高时，保温材料就 会软化，带火的熔滴就会引燃周边 的其他易燃物
• 聚氨酯硬泡：聚氨酯硬泡是一种热 固性产品。在燃烧过程中不会发生 熔融滴落现象，表面会碳化结焦， 抑制火势漫延（离火自熄），从而 避免引燃其他易燃材料，保护建筑 结构。
全球发展最快的高分子合成材料之一。 其用量已跃居5大合成材料之后，位于第六位。 就其应用广度而言，已跃居诸种合成材料的首位。
聚从氨PU酯开始，创造美好生活！
异氰酸酯
活泼氢化 合物
添加剂及 助剂
聚氨酯应用
合成革浆料 鞋底原液
Hale Waihona Puke TPU纯MDI 聚醚多元醇
涂料 氨纶
绝缘漆
鞋底用聚氨酯树脂 生产设备：
➢ 结构保温一体化、住宅装配化等建筑体系同样也是未来聚 氨酯材料应用的主要领域；
➢ 未来外墙用聚氨酯材料应用在严寒、寒冷地区；
➢ 质量可靠，重视技术研发的企业是未来市场主流。
目录
• 聚氨酯材料介绍； • 建筑用聚氨酯硬泡材料特性介绍； • 万华化学集团股份有限公司介绍
➢ 幕墙：24米以下使用B1级热固性保温材料；
➢ 热固性材料仅包含了聚氨酯和酚醛
粘接性能优异
• 聚氨酯发泡机理： 聚氨酯是微孔渗入式发泡，能与基材紧密结合。
• 聚氨酯复合板：与无机材料面层100%紧密粘结 • 聚氨酯喷涂：和基层墙体100%粘结 • 聚氨酯保温装饰一体化板：与面层材料100%紧密粘结
➢ 随着节能标准的提高，EPS、XPS等传统保温材料很难满足如结构保 温一体化、住宅装配化等其他系数的设计要求，而聚氨酯材料低导热 性的优势将会明显体现。
优异的防火性能
• 聚苯乙烯属于一种热塑性产品，当 遇火燃烧温度提高时，保温材料就 会软化，带火的熔滴就会引燃周边 的其他易燃物
• 聚氨酯硬泡：聚氨酯硬泡是一种热 固性产品。在燃烧过程中不会发生 熔融滴落现象，表面会碳化结焦， 抑制火势漫延（离火自熄），从而 避免引燃其他易燃材料，保护建筑 结构。
全球发展最快的高分子合成材料之一。 其用量已跃居5大合成材料之后，位于第六位。 就其应用广度而言，已跃居诸种合成材料的首位。
聚从氨PU酯开始，创造美好生活！
异氰酸酯
活泼氢化 合物
添加剂及 助剂
聚氨酯应用
合成革浆料 鞋底原液
Hale Waihona Puke TPU纯MDI 聚醚多元醇
涂料 氨纶
绝缘漆
鞋底用聚氨酯树脂 生产设备：
➢ 结构保温一体化、住宅装配化等建筑体系同样也是未来聚 氨酯材料应用的主要领域；
➢ 未来外墙用聚氨酯材料应用在严寒、寒冷地区；
➢ 质量可靠，重视技术研发的企业是未来市场主流。
目录
• 聚氨酯材料介绍； • 建筑用聚氨酯硬泡材料特性介绍； • 万华化学集团股份有限公司介绍
聚氨酯
制鞋、制革行业 交通运输行业
体育行业
家电行业
其他
家具行业中，仿木材料是聚氨酯硬泡主要应用方向之一，仿木材料质量轻便且密度、强度与木材相当，使用 该材料制造家具，成型后不仅不会出现裂纹，还能降低生产制造环节的成本。随着国民环保意识不断增强，仿木 材料将会更多地应用在家具行业中，从而代替天然木在家具中的地位。
（2）化学改性
化学改性是一种通过聚合物化学反应改变分子链上原子或原子团类型及其结合方式的改性方法，其中嵌段、 接枝等是聚氨酯胶粘剂常用的几种化学改性方法。其中高性能的环氧树脂改性聚氨酯胶粘剂、丙烯酸酯改性聚氨 酯胶粘剂、有机硅树脂改性聚氨酯胶粘剂是行业内竞相开发的目标。
PU产品应用领域
家具行业 建筑行业
（1）水性聚氨酯涂料
1942年，Shlack首次成功地制备了阳离子型水性聚氨酯，20世纪70年代水性聚氨酯开始工业化生产，发展到 现在，全世界水性聚氨酯树酯年产量约为5万～6万t。水性聚氨酯涂料选用水作为涂料分散介质，整个聚氨酯涂 料结构体系中有机溶剂较少存在，契合了当前环境保护对涂料领域所提出的节能减排要求，因而有关水性聚氨酯 涂料在相关领域中的应用与发展问题日益受到业内人士的**与重视。截至目前，虽然我国整个涂料领域中，有关 聚氨酯涂料的应用比例仅在4%左右，但水性聚氨酯涂料的工程应用近年来正保持着近10%的增长速率。一般情况 下，水性聚氨酯涂料无需额外添加分散剂或乳化剂，分子大小以及分子结构可以视情况作出适当的调节。鉴于这 一特点，相较于传统意义上应用比较广泛的乳胶涂料而言，水性聚氨酯涂料能够具备更好的低温成膜特性，无需 添加收益当比例的可塑剂以及成膜助剂。水性聚氨酯涂料相较于其他涂料而言，不但具有良好的外观，同时干燥 时间短，在木器涂料领域中表现出了得天独厚的优势。传统意义上的溶剂型丙烯酸皮革涂料开始逐步被水性聚氨 酯皮革涂料所取代，凭借在耐化学品以及耐低温性方面的优势，备受皮革涂料领域人员的**与重视。除此以外， 该类材料还在塑料、车辆、工业以及防腐等相关领域中发挥着非常确切的应用价值，具有相当广阔的发展空 间。
聚氨酯树脂的生产培训课程PPT72张课件
3、胺类
常起催化、扩链、交联等作用。对于聚氨酯 涂料最有普遍意义的胺来自自身的－NCO基与水 反应生成的胺：
R NCO+ H 2O
H R N COOH
R NH2 +CO 2
4、酚类
酚类也是具有活性氢的化合物，用作 －NCO基的封闭剂。
三、溶剂
自学。
四、催化剂与其他助剂
催化剂
树脂合成催化剂 漆膜固化催化剂
脲基甲酸酯
2、乙组分（羟基组分）的制造
1）羟基树脂的制造
（1）蓖麻油醇酸树脂
以蓖麻油醇酸树脂作为羟基组分的聚氨酯涂料， 具有良好的综合性能。蓖麻油醇酸树脂配方的多样 化，可以满足各种不同性能特点的聚氨酯漆的要求。
2、乙组分（羟基组分）的制造
1）羟基树脂的制造
（1）蓖麻油醇酸树脂
工艺：醇解法、一次投料直接酯化法和半
1、催化剂
（1）树脂合成催化剂
CH 2 CH 2
C4H9
N CH 2—CH 2 N P C4H9
CH 2— CH 2
C4H9
H3C N H2C
H3C
OH CH3
CH2 N CH3
CH3 CH2 N
CH3
TEDA 三丁基膦
DMP－30
1、催化剂
（2）漆膜固化催化剂
①NCO/OH型双组分聚氨脂涂料固化催化剂 ②湿固化型聚氨酯涂料固化催化剂
CH3 NCO
OCN
CH3 NCO
NCO
分子式：C9H6N2O2 分子量：174.15
1、芳香族二异氰酸酯 （1）甲苯二异氰酸酯（TDI）
特点：TDI是涂料领域中用量最大，应用最广 的二异氰酸酯。 缺点：蒸汽压较高，较易挥发，有明显刺激性 与毒性，以它制备的涂料漆膜易泛黄，耐候性较 差。
聚氨酯材料及其应用ppt
其它多元醇
其它聚醚多元醇
扩链（交联）剂 胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂
催化 剂
叔胺类催化剂 金属有机化合物
阻燃剂
其它配合剂
抗氧剂 紫外线吸收剂
着色剂 增塑剂
-
2012年2月27日
1、异氰酸酯
一、结构特点
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'O n
聚氨基甲酸酯
聚氨酯由多元异氰酸酯与多元醇经加聚反应制得。
-
2012年2月27日
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。
4）多苯基甲烷多异氰酸酯（聚合MDI或粗品MDI PAPI）
NCO
NCO
NCO
CH2
CH2 n
(式中，n=0,1,2,3...)
-
2012年2月27日
5）TTI 三苯基甲烷三异氰酸酯
OCN
CH
NCO
NCO
-
2012年2月27日
2、多元醇
一、结构 凡是在分子链上含有两个或两个以上以上端羟基（或氨
基）的聚酯多元醇(polyester ployol)和聚醚多元醇(ployether ployol )叫作低聚物多元醇。
多 异 氰 酸 酯 ： P A P I
（2）异氰酸酯结构
脂 肪 族 H D I 异 氰 酸 酯 脂 环 族 I P D I H T D I H M D I
芳 香 族 T D I M D I P A P I P P D I N D I
聚氨酯保温材料精品PPT课件
硬质聚氨酯保温材料是由两种液体在常温下发泡暗影形成泡沫保温材料，特别适合现 场模具和喷涂成型施工工艺。但因现场喷涂施工容易受施工环境温度、黑白料比例、 保温层厚度、受到施工设备和施工人员的技术水平等因素的影响
o聚氨酯硬泡组合聚醚，又称白料，与聚合MDI共称黑白料。适用于建筑保温、保冷、太阳
能、热水器、冷库、恒温库、啤酒罐、冷藏等需要保温保冷的各种场合，并且聚氨酯发泡剂 的可塑性强，经常作为填料发至各种模型、器件。
主要优点 （1）对于各种形状的基材，不论是平面、立面还是顶面，不论是圆形、球形还是其他不规则形状的复杂物体，都可以直接实施喷涂 发泡加工，不需昂贵的模具制造费用； （2）喷涂发泡成型的泡沫保温层的形状与基材物体形状一致；无接缝，绝热效果好；泡沫层外部有一层致密的保护皮层，能较好地 保护内部芯材，同时还容易进行外表面的涂料涂刷和进一步修装； （3）生产效率高，尤其适用于大面积、异形物体的绝热处理，成型速度快，生产效率高。 （4）粘结力:粘结能力强,能在混凝土、砖石、木材、钢材、沥青、橡胶等表面粘结牢固; (5） 导热系数:可达到0.017-0.022W/m.k,低于岩棉、玻璃棉、聚苯板、挤塑板等建筑保温隔热材料; (6）憎水性能:憎水率95%以上; （7） 密封性能:无空腔、无接缝,将建筑外围护结构完全包裹,有效的阻止了风和潮气通过缝隙流动进出建筑物,实现完全密封; （8 ）尺寸稳定:尺寸稳定性小于1%,具有一定的弹性变形能力,延伸率大于5%; （9） 性能恒定:聚氨酯是惰性材料,与酸和碱都不发生反应,且不是虫类以及啮齿类动物的食物源,可保持材料性质及保温性能恒定; （10）抗风性能:抗压强度>300Kpa,抗拉强度>400Kpa,有很强的抗风揭性,且其发泡可钻入墙体缝隙,增加其抗剪性能;3化学组成及性 状
聚氨酯
O NH C O
125～150℃ )
O
+
NCO
N C NH
C O
O
脲基甲 酸酯基交联
O NH C NH
O
+
NCO
N C NH
C O
NH 缩二脲基交联
O NH C
O
+
NCO
N C NH
C O 酰脲基交联
35
●
“氢键”型交联 聚氨酯大分子主链含有许多种极性基团（氨基甲酸酯、脲基、……）:
H N C O O H N C N H N H C N H H N H N C N H
对位－XDI
●
间位－XDI
水白色或微黄色液体
具有优良的耐热性
XDI 泛黄性和保光性比 HDI 稍逊，但比 TDI 好得多
●
●
50
(5) 异佛尔酮二异氰酸酯 （IPDI）
NCO H3C H3C CH2-NCO CH3
51
●
无色或淡黄色液体
●
性能优良的脂肪族二异氰酸酯异氰酸酯
●
外用、高装饰性聚氨酯涂料原料
特点：● 固化快
●
耐候性较佳
CH3
O N
OCN
NCO
C O
N
C O O
CNBiblioteka C OOCN CH3
OCN CH3
56
●
异氰酸酯与水反应制成的缩二脲
特点：● 不泛黄
HDI – 缩二脲
O C OCN (CH2)6 N C O NH (CH2)6 NCO NH (CH2)6 NCO
●
保光性好 价格贵 不如三聚体稳定
R―N═C═O
―N═C═O 高度不饱和基团，电子云分布不均匀：
125～150℃ )
O
+
NCO
N C NH
C O
O
脲基甲 酸酯基交联
O NH C NH
O
+
NCO
N C NH
C O
NH 缩二脲基交联
O NH C
O
+
NCO
N C NH
C O 酰脲基交联
35
●
“氢键”型交联 聚氨酯大分子主链含有许多种极性基团（氨基甲酸酯、脲基、……）:
H N C O O H N C N H N H C N H H N H N C N H
对位－XDI
●
间位－XDI
水白色或微黄色液体
具有优良的耐热性
XDI 泛黄性和保光性比 HDI 稍逊，但比 TDI 好得多
●
●
50
(5) 异佛尔酮二异氰酸酯 （IPDI）
NCO H3C H3C CH2-NCO CH3
51
●
无色或淡黄色液体
●
性能优良的脂肪族二异氰酸酯异氰酸酯
●
外用、高装饰性聚氨酯涂料原料
特点：● 固化快
●
耐候性较佳
CH3
O N
OCN
NCO
C O
N
C O O
CNBiblioteka C OOCN CH3
OCN CH3
56
●
异氰酸酯与水反应制成的缩二脲
特点：● 不泛黄
HDI – 缩二脲
O C OCN (CH2)6 N C O NH (CH2)6 NCO NH (CH2)6 NCO
●
保光性好 价格贵 不如三聚体稳定
R―N═C═O
―N═C═O 高度不饱和基团，电子云分布不均匀：
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• 四、微相分离结构的影响
聚氨酯的特殊性能来源于其明显的微相分离结构,不同大分子链的硬段 聚集成晶区,起到了物理交联的作用,提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性 能。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合,因此起到活性填料的作用, 是材料强韧化的根源。影响聚氨酯微相分离的因素很多,包括软硬嵌段的极 性、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品 合成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合,从而导致软段玻璃 化温度的提高和硬段玻璃化温度的减小,缩小了材料的使用温度范围,并使材 料耐热性能下降
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
13
.
聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性 保色性很突出，适宜用于户外耐候的磁漆
14
.
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、 耐气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚 氨酯涂料可代替油漆，非常耐用，是受人们欢迎的涂料，是很 有发展前途的涂料。
Add Your Company Slogan
聚氨酯（PU）
1
目录
1 聚氨酯分子结构及其如何决定性能 2 聚氨酯性能 3 聚氨酯分类 4 聚氨酯用途 5 聚氨酯发展前景
2
.
分子结构
• 聚氨酯是含氮杂链聚合物，是聚氨甲酸酯的
简称。工业上生产聚氨酯的主要方法是采用 二异氰酸酯和二元醇缩聚而成，结构如下
4
.
• 三、交联的影响 聚氨酯弹性体基本上属于具有线性分子特征的热塑性树脂,但也可由多
官能团扩链剂或脲基等方式引入一定程度的交联。适当交联可以改善材料的 物理机械性能,提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明,高交联度导 致处于橡胶态的聚氨酯弹性体模量下降,原因是硬链段微区里的交联会阻碍 链段的最佳堆砌和降低玻璃态或次晶微区的含量。
和建筑用防水材料 ③热塑性聚氨酯橡胶 配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等 ④聚氨酯水乳胶 作聚氨酯涂料、油漆和黏合剂 ⑤聚氨酯泡沫弹性体橡胶 制作自行车、摩托车、汽车、飞机、
火车等驾驶员鞍座、弹性沙发和弹性椅座
12
.
聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽
丝纺丝，再织成各种衣着袜子等。
• 五、氢键的影响
聚氨酯弹性体在硬段与硬段之间和硬段与软段之间都能形成氢键,室温 下聚氨酯分子中大约75%～95%的NH基都形成了氢键。氢键的作用在于能使聚 氨酯耐受更高的使用温度,使聚氨酯弹性体在较高温度时可以保持橡胶态时 的模量。
5
.
聚氨酯的性能
• 聚氨酯的性能取决于链的化学组成，长度，刚性，
用途
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚氨酯 纤维
聚氨酯 油漆
聚氨酯 塑料
用途
聚氨酯 涂料
聚氨酯 橡胶
聚氨酯 胶黏剂
10
.
聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑 料三种。
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少， 常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
11
.
聚氨酯橡胶
①混炼型聚氨酯橡胶 ②浇注型聚氨酯橡胶 可作铺装材料，体育场跑道，作弹性地板
交联程度以及连段间的相互作用
• 线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、伸长率大
、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能 好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒 、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂 因此仅用0.025毫米厚的聚氨酯即可满足金属防锈 包装的要求。
• 体型结构的聚氨酯是热固性的强度很高、弹性极佳
硬段结构 软段结构
3
.
结构如何决定性能？
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响：
• 一、软段对性能的影响
聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性,并对其低温性能和拉伸性能 有显著的贡献。一般情况下聚酯型聚氨酯弹性体比聚醚型聚氨酯弹性体具有 更好的物理机械性能,而聚醚型聚氨酯具有更好的耐水解性和低温柔顺性能。 聚醚软段具有较低的玻璃化转变温度,因而低温使用范围更广。而聚醚或聚酯 软链段的规整度都能提高其结晶度,因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉强度 ,同时也能增加聚合物的滞后特性。
• 二、硬段对性能的影响
硬段结构基本上是低分子量的聚氨酯基团或聚脲基团,这些基团的性质在 很大程度上决定了弹性体的主链间相互作用以及由微相分离和氢键作用带来 的物理交联结构。
异氰酸酯原料的结构对聚氨酯弹性体的性能起着关键作用,主要是它们庞 大的体积可以引起较大的链间位阻,使材料具有较高的撕裂强度和模量。 Prolingheuer等人比较研究了NDI/聚酯/BDO聚氨酯弹性体性能,证实了这种影 响的存在。此外,Schollenberger的研究表明,MDI的高低对称性将使聚合物具 有一个较高的模量。
、化学稳定性好等，多用于生产硬聚质泡沫塑料、 弹性体、粘合剂及涂料等。
6
.
分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
7
.
分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
8
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
.
混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
9
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
.
整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
15
.
聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材 钢材、铝材等胶合。
16
.
全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率为 3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
聚氨酯的特殊性能来源于其明显的微相分离结构,不同大分子链的硬段 聚集成晶区,起到了物理交联的作用,提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性 能。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合,因此起到活性填料的作用, 是材料强韧化的根源。影响聚氨酯微相分离的因素很多,包括软硬嵌段的极 性、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品 合成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合,从而导致软段玻璃 化温度的提高和硬段玻璃化温度的减小,缩小了材料的使用温度范围,并使材 料耐热性能下降
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
13
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聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性 保色性很突出，适宜用于户外耐候的磁漆
14
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聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、 耐气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚 氨酯涂料可代替油漆，非常耐用，是受人们欢迎的涂料，是很 有发展前途的涂料。
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聚氨酯（PU）
1
目录
1 聚氨酯分子结构及其如何决定性能 2 聚氨酯性能 3 聚氨酯分类 4 聚氨酯用途 5 聚氨酯发展前景
2
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分子结构
• 聚氨酯是含氮杂链聚合物，是聚氨甲酸酯的
简称。工业上生产聚氨酯的主要方法是采用 二异氰酸酯和二元醇缩聚而成，结构如下
4
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• 三、交联的影响 聚氨酯弹性体基本上属于具有线性分子特征的热塑性树脂,但也可由多
官能团扩链剂或脲基等方式引入一定程度的交联。适当交联可以改善材料的 物理机械性能,提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明,高交联度导 致处于橡胶态的聚氨酯弹性体模量下降,原因是硬链段微区里的交联会阻碍 链段的最佳堆砌和降低玻璃态或次晶微区的含量。
和建筑用防水材料 ③热塑性聚氨酯橡胶 配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等 ④聚氨酯水乳胶 作聚氨酯涂料、油漆和黏合剂 ⑤聚氨酯泡沫弹性体橡胶 制作自行车、摩托车、汽车、飞机、
火车等驾驶员鞍座、弹性沙发和弹性椅座
12
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聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽
丝纺丝，再织成各种衣着袜子等。
• 五、氢键的影响
聚氨酯弹性体在硬段与硬段之间和硬段与软段之间都能形成氢键,室温 下聚氨酯分子中大约75%～95%的NH基都形成了氢键。氢键的作用在于能使聚 氨酯耐受更高的使用温度,使聚氨酯弹性体在较高温度时可以保持橡胶态时 的模量。
5
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聚氨酯的性能
• 聚氨酯的性能取决于链的化学组成，长度，刚性，
用途
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚氨酯 纤维
聚氨酯 油漆
聚氨酯 塑料
用途
聚氨酯 涂料
聚氨酯 橡胶
聚氨酯 胶黏剂
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聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑 料三种。
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少， 常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
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聚氨酯橡胶
①混炼型聚氨酯橡胶 ②浇注型聚氨酯橡胶 可作铺装材料，体育场跑道，作弹性地板
交联程度以及连段间的相互作用
• 线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、伸长率大
、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能 好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒 、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂 因此仅用0.025毫米厚的聚氨酯即可满足金属防锈 包装的要求。
• 体型结构的聚氨酯是热固性的强度很高、弹性极佳
硬段结构 软段结构
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结构如何决定性能？
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响：
• 一、软段对性能的影响
聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性,并对其低温性能和拉伸性能 有显著的贡献。一般情况下聚酯型聚氨酯弹性体比聚醚型聚氨酯弹性体具有 更好的物理机械性能,而聚醚型聚氨酯具有更好的耐水解性和低温柔顺性能。 聚醚软段具有较低的玻璃化转变温度,因而低温使用范围更广。而聚醚或聚酯 软链段的规整度都能提高其结晶度,因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉强度 ,同时也能增加聚合物的滞后特性。
• 二、硬段对性能的影响
硬段结构基本上是低分子量的聚氨酯基团或聚脲基团,这些基团的性质在 很大程度上决定了弹性体的主链间相互作用以及由微相分离和氢键作用带来 的物理交联结构。
异氰酸酯原料的结构对聚氨酯弹性体的性能起着关键作用,主要是它们庞 大的体积可以引起较大的链间位阻,使材料具有较高的撕裂强度和模量。 Prolingheuer等人比较研究了NDI/聚酯/BDO聚氨酯弹性体性能,证实了这种影 响的存在。此外,Schollenberger的研究表明,MDI的高低对称性将使聚合物具 有一个较高的模量。
、化学稳定性好等，多用于生产硬聚质泡沫塑料、 弹性体、粘合剂及涂料等。
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分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
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分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
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阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
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混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
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组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
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整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
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聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材 钢材、铝材等胶合。
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全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率为 3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。