聚氨酯彈性體介紹PPT精選文檔

1、1聚氨酯彈性介紹聚氨酯彈性介紹 富利隆國際有限公司富利隆國際有限公司 219371937年，德國拜耳年，德國拜耳( (Bayer) )教授首先利用異氰酸酯與多元醇化合物發(fā)生加聚教授首先利用異氰酸酯與多元醇化合物發(fā)生加聚反應(yīng)制得聚氨酯樹脂以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展。聚氨酯已成為當(dāng)今社會(huì)繼聚反應(yīng)制得聚氨酯樹脂以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展。聚氨酯已成為當(dāng)今社會(huì)繼聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量較大、發(fā)展速度最乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量較大、發(fā)展速度最快的聚合物之一。快的聚合物之一。 通常情況下，凡是在高分子結(jié)構(gòu)主鏈上含有多個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)通常情況下，凡是在高分子結(jié)構(gòu)

2、主鏈上含有多個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)（NHCOO）的聚合物，統(tǒng)稱聚氨酯的聚合物，統(tǒng)稱聚氨酯( (polyurethane)。3 在德國在德國1937年，德國拜耳年，德國拜耳( (Bayer) )教授首先利用異氰酸酯與多元醇化合物發(fā)生加聚教授首先利用異氰酸酯與多元醇化合物發(fā)生加聚反應(yīng)制得聚氨酯樹脂。反應(yīng)制得聚氨酯樹脂。 19441944年，制成線型聚氨酯樹脂，該樹脂具有熱塑性、可紡性，能制成塑年，制成線型聚氨酯樹脂，該樹脂具有熱塑性、可紡性，能制成塑料和纖維，命名為料和纖維，命名為Igamid U，由這種樹脂制成的纖維稱為，由這種樹脂制成的纖維稱為Perlon U. . 1947 1947年拜耳公司金屬

3、與合成橡膠的粘接劑，用到軍用車輛的履帶上，年拜耳公司金屬與合成橡膠的粘接劑，用到軍用車輛的履帶上，為聚氨酯粘合劑工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。為聚氨酯粘合劑工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。 1951195119521952年拜耳公司研究成功聚酯型聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料連續(xù)發(fā)泡制年拜耳公司研究成功聚酯型聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料連續(xù)發(fā)泡制造工藝。造工藝。 19501950年拜耳教授發(fā)表了混煉型聚氨酯年拜耳教授發(fā)表了混煉型聚氨酯(MPU)(MPU)橡膠的論文橡膠的論文 19531953年米勒年米勒( (Mi11er)研究成功液體澆注型聚氨酯橡膠研究成功液體澆注型聚氨酯橡膠(CPU)4在美國在美國 19471947年，年，DuPont和和M

4、onsanto公司建立了公司建立了TDITDI試驗(yàn)車間，在試驗(yàn)車間，在Good Year Aircraft 公司和公司和Lockheed Aircraft公司開始進(jìn)行硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)公司開始進(jìn)行硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn) 19511951制得油改性聚氨酯涂料，以后研究成功雙組分催化固化型聚氨酯涂料與單組制得油改性聚氨酯涂料，以后研究成功雙組分催化固化型聚氨酯涂料與單組分濕固化型涂料。分濕固化型涂料。 19581958年年Goodyear Tire & Rubber公司的公司的Schollenberger報(bào)道了熱塑性聚氨酯彈性報(bào)道了熱塑性聚氨酯彈性體體(TPU)(TPU)，并于，并

5、于19601960年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。19591959年杜邦公司試制成功聚醚型聚氨酯彈性纖維，牌號(hào)為萊克拉年杜邦公司試制成功聚醚型聚氨酯彈性纖維，牌號(hào)為萊克拉(Lycra)。19601960年美國橡膠公司制成聚酯型聚氨酯彈性纖維，牌號(hào)為維里茵年美國橡膠公司制成聚酯型聚氨酯彈性纖維，牌號(hào)為維里茵(Vyrene)。 19631963年年6 6月杜邦公司研究成功聚氨酯合成皮革，其外觀與手感類似于天然皮革，月杜邦公司研究成功聚氨酯合成皮革，其外觀與手感類似于天然皮革，牌號(hào)為科法姆牌號(hào)為科法姆( (Corfam)。19691969年，年，Bayer公司首先報(bào)道了采用高壓碰撞混合法生產(chǎn)聚氨酯泡

6、沫塑料，并展公司首先報(bào)道了采用高壓碰撞混合法生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料，并展出第一臺(tái)具有自清潔和循環(huán)混合頭的反應(yīng)注射成型出第一臺(tái)具有自清潔和循環(huán)混合頭的反應(yīng)注射成型（RIM）設(shè)備。設(shè)備。19741974年，美國大量采用年，美國大量采用RIM工藝生產(chǎn)大型聚氨酯制件。工藝生產(chǎn)大型聚氨酯制件。 19791979年，玻纖增強(qiáng)的聚氨酯年，玻纖增強(qiáng)的聚氨酯RIRIM工藝生產(chǎn)汽車擋泥板和車體板工藝生產(chǎn)汽車擋泥板和車體板5 聚氨酯是綜合性能優(yōu)秀的合成樹脂之一。由于其合成單體品種多、反應(yīng)條件溫聚氨酯是綜合性能優(yōu)秀的合成樹脂之一。由于其合成單體品種多、反應(yīng)條件溫和一、可控、配方調(diào)整余地大及其高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可廣

7、泛用于涂料、和一、可控、配方調(diào)整余地大及其高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可廣泛用于涂料、黏合劑、泡沫塑料、合成纖維以及彈性體黏合劑、泡沫塑料、合成纖維以及彈性體, ,已成為人們衣、食、住、行以及高新技已成為人們衣、食、住、行以及高新技術(shù)領(lǐng)域必不可少的材料之一，其本身已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)多品種、多系列的材料家族，術(shù)領(lǐng)域必不可少的材料之一，其本身已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)多品種、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工業(yè)體系，這是其它樹脂所不具備的。形成了完整的聚氨酯工業(yè)體系，這是其它樹脂所不具備的。 聚氨酯樹脂具有可發(fā)泡性、彈性、耐磨性、粘接性、耐低溫性、耐溶劑性以及聚氨酯樹脂具有可發(fā)泡性、彈性、耐磨性、粘接性、耐低溫

8、性、耐溶劑性以及耐生物老化性等特點(diǎn)。因此用途十分廣泛，它是發(fā)展較快的一種高分子合成材料，耐生物老化性等特點(diǎn)。因此用途十分廣泛，它是發(fā)展較快的一種高分子合成材料，聚氨酯工業(yè)已形成較大規(guī)模，聚氨酯工業(yè)已形成較大規(guī)模，19981998年世界聚氨酯樹脂產(chǎn)品年產(chǎn)年世界聚氨酯樹脂產(chǎn)品年產(chǎn)820820萬萬t t，20082008年超年超過過13001300萬萬t t，20102010年超過年超過15001500萬萬t t，一般年增長率為，一般年增長率為4 45%5%，最高達(dá)，最高達(dá)1313。6地區(qū)地區(qū)1998年年2000年年2006年年2008年年2010年年北美自由貿(mào)易區(qū)北美自由貿(mào)易區(qū)235.0267.0

9、326.5390450南美南美44.8644.045.04650遠(yuǎn)東遠(yuǎn)東70.665.071.07884日本日本53.551.053.560.565中國中國81.399.5240.7310360中東和非洲中東和非洲41.546.052.05868西歐西歐262.0291.5327.7387430總計(jì)總計(jì)820.26899.31165.01329.51507.078異 氰 酸 酯脂 肪 族芳 香 族脂 環(huán) 族低 聚 物 多 元 醇聚 酯 多 元 醇聚 醚 多 元 醇環(huán) 氧 丙 烷 聚 醚 多 元 醇四 氫 呋 喃 聚 醚 多 元 醇其 它 聚 醚 多 元 醇其 它 多 元 醇擴(kuò) 鏈 （ 交 聯(lián)

10、） 劑胺 類 擴(kuò) 鏈 劑醇 類 擴(kuò) 鏈 （ 交 聯(lián) ） 劑催 化 劑叔 胺 類 催 化 劑金 屬 有 機(jī) 化 合 物其 它 配 合 劑阻 燃 劑抗 氧 劑紫 外 線 吸 收 劑著 色 劑增 塑 劑聚 氨 酯 原 料9異氰酸酯及其結(jié)構(gòu)特征異氰酸酯及其結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在分子結(jié)構(gòu)中含有異氰酸酯基團(tuán)在分子結(jié)構(gòu)中含有異氰酸酯基團(tuán)( (NCO）的化合物，均稱為異氰酸酯）的化合物，均稱為異氰酸酯（isocyanateisocyanate）, ,其結(jié)構(gòu)通式如下：其結(jié)構(gòu)通式如下： R（NCO）n 式中式中R R為烷基、芳基、脂環(huán)基等；為烷基、芳基、脂環(huán)基等；n n1 1、2 2、3.3.整數(shù)。在聚氨酯

11、材料合成中，整數(shù)。在聚氨酯材料合成中，主要使用主要使用n2n2的異氰酸酯化合物。的異氰酸酯化合物。10MDI HDI NDI PPDI IPDI XDI等TDIPAPI二異氰酸酯：多異氰酸酯：異氰酸酯異氰酸酯脂肪族HDI脂環(huán)族IPDI HTDI HMDI芳香族TDI MDI PAPI PPDI NDI11甲苯二異氰酸酯甲苯二異氰酸酯 TDITDI甲苯二異氰酸酯是最早開發(fā)、應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的二異氰酸酯單體甲苯二異氰酸酯是最早開發(fā)、應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的二異氰酸酯單體NCOOCNNCOCH3NCOCH32,4-TDI2,6-TDI12二苯基甲烷二苯基甲烷-4,4-4,4-二異氰酸酯二異氰酸酯 MD

12、ITDI以后開發(fā)出來的重要的二異氰酸酯；以后開發(fā)出來的重要的二異氰酸酯；MDI分子量大，蒸氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分子量大，蒸氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TDI，對工，對工作環(huán)境污染小，單體可以直接使用，因此其產(chǎn)量不斷提高作環(huán)境污染小，單體可以直接使用，因此其產(chǎn)量不斷提高多苯基甲烷多異氰酸酯（聚合多苯基甲烷多異氰酸酯（聚合MDI或粗品或粗品MDI PAPI）CH2OCNNCO4,4-MDICH2nCH2NCONCONCO(式中，n=0,1,2,3.)13液化液化MDIMDI氨基甲酸酯氨基甲酸酯(urethane )改性的液化改性的液化MDI。碳化二亞胺碳化二亞胺( (carbodiimide)和脲酮亞胺和脲酮亞胺 ( (

13、uretonimine) )型改性液化型改性液化MDIMDI摻合型液化摻合型液化MDI 克服了純克服了純MDIMDI的一些缺陷（常溫下固體，使用要融化的一些缺陷（常溫下固體，使用要融化, ,多次加熱影響性能）多次加熱影響性能）對苯二異氰酸酯對苯二異氰酸酯 PPDI( (合成的彈性體具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱合成的彈性體具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱) )萘萘-1,5-1,5-二異氰酸酯二異氰酸酯 NDI( (合成的彈性體具有較高的耐疲勞性能耐熱性，特別是機(jī)合成的彈性體具有較高的耐疲勞性能耐熱性，特別是機(jī)械性能、動(dòng)態(tài)性能、永久變形性能及耐油性能極優(yōu)）械性能、動(dòng)態(tài)性能、永久變形性能及耐油性能極優(yōu)）14脂肪

14、族多異氰酸酯脂肪族多異氰酸酯六亞甲基二異氰酸酯六亞甲基二異氰酸酯 HDI( (合成的彈性體具有不黃變的特點(diǎn)合成的彈性體具有不黃變的特點(diǎn)) )脂環(huán)族多異氰酸酯脂環(huán)族多異氰酸酯異佛爾酮二異氰酸酯異佛爾酮二異氰酸酯 IPDI 脂肪族多異氰酸酯耐候性好，不黃變，其應(yīng)用不斷擴(kuò)大，歐、美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為脂肪族多異氰酸酯耐候性好，不黃變，其應(yīng)用不斷擴(kuò)大，歐、美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為主流的多異氰酸酯單體；芳脂族和脂環(huán)族多異氰酸酯接近脂肪族多異氰酸酯，也屬于主流的多異氰酸酯單體；芳脂族和脂環(huán)族多異氰酸酯接近脂肪族多異氰酸酯，也屬于“不黃變性多異氰酸酯不黃變性多異氰酸酯”N C OC H2H3CH3CH3CN C

15、OYHnx CH2 CHOb a s eY CH2 CH O H nxRR15低聚物多元醇低聚物多元醇( (ployol) 是制備聚氨酯合成材料的主要基礎(chǔ)原料之一，用量最大。是制備聚氨酯合成材料的主要基礎(chǔ)原料之一，用量最大。 聚氨酯合成用低聚物多元醇聚氨酯合成用低聚物多元醇（polyol）主要包括聚醚型、聚酯型兩大類，它構(gòu)主要包括聚醚型、聚酯型兩大類，它構(gòu)成聚氨酯的軟段，分子量通常在成聚氨酯的軟段，分子量通常在50050030003000之間。不同的聚二醇與二異氰酸酯制之間。不同的聚二醇與二異氰酸酯制備的備的PU性能各不相同。一般說來，聚酯型性能各不相同。一般說來，聚酯型PUPU比聚醚型比聚醚

16、型PUPU具有較高的強(qiáng)度和硬度，具有較高的強(qiáng)度和硬度，這歸因于酯基的極性大，內(nèi)聚能這歸因于酯基的極性大，內(nèi)聚能(12.2 kJ(12.2 kJmo1)mo1)比醚基的內(nèi)聚能比醚基的內(nèi)聚能(4.2kJ(4.2kJmo1)mo1)高，軟段分子間作用力大，內(nèi)聚強(qiáng)度較大，機(jī)械強(qiáng)度就高高，軟段分子間作用力大，內(nèi)聚強(qiáng)度較大，機(jī)械強(qiáng)度就高, ,而且酯基和氨基甲酸而且酯基和氨基甲酸酯鍵間形成的氫鍵促進(jìn)了軟、硬段間的相混。并且由于酯基的極性作用，與極酯鍵間形成的氫鍵促進(jìn)了軟、硬段間的相混。并且由于酯基的極性作用，與極性基材的粘附力比聚醚型優(yōu)良，抗熱氧化性也比聚醚型好。為了獲得較好的機(jī)性基材的粘附力比聚醚型優(yōu)良，

17、抗熱氧化性也比聚醚型好。為了獲得較好的機(jī)械性能，應(yīng)該采用聚酯作為械性能，應(yīng)該采用聚酯作為PU的軟段。然而，由于聚醚型的軟段。然而，由于聚醚型PU醚基較易旋轉(zhuǎn)，具醚基較易旋轉(zhuǎn)，具有較好的低溫柔順性，并且聚醚中不存在相對易水解的酯基，比聚酯型耐水解有較好的低溫柔順性，并且聚醚中不存在相對易水解的酯基，比聚酯型耐水解性好，尤其是其價(jià)格具有非常競爭力。性好，尤其是其價(jià)格具有非常競爭力。16 分類分類普普通通聚聚酯酯多多元元醇醇特特種種聚聚酯酯多多元元醇醇普普通通聚聚醚醚多多元元醇醇特特種種聚聚醚醚多多元元醇醇聚聚醚醚多多元元醇醇聚聚酯酯多多元元醇醇組組合合聚聚醚醚多多元元醇醇高高活活性性聚聚醚醚多多元

18、元醇醇阻阻燃燃型型聚聚醚醚多多元元醇醇接接枝枝型型聚聚醚醚多多元元醇醇雜雜環(huán)環(huán)改改性性聚聚醚醚多多元元醇醇四四氫氫呋呋喃喃型型聚聚醚醚多多元元醇醇己己內(nèi)內(nèi)酯酯型型聚聚酯酯多多元元醇醇聚聚羰羰酸酸酯酯型型聚聚酯酯多多元元醇醇其其它它多多元元醇醇聚聚丁丁二二烯烯型型多多元元醇醇蓖蓖麻麻油油多多元元醇醇環(huán)環(huán)氧氧樹樹脂脂改改性性多多元元醇醇四四氫氫呋呋喃喃氧氧化化丙丙烯烯共共聚聚多多元元醇醇多多元元醇醇17聚醚多元醇聚醚多元醇主要由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、四氫呋喃單體的開環(huán)聚合合成，聚合主要由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、四氫呋喃單體的開環(huán)聚合合成，聚合體系中除了上述單體外，還存在催化劑體系中除了上述單體外，還存在

19、催化劑（KOH）和起始劑）和起始劑( (多元醇或胺多元醇或胺) )以以控制聚合速率、分子量及其官能度。聚合反應(yīng)式可用通式表示為：控制聚合速率、分子量及其官能度。聚合反應(yīng)式可用通式表示為：聚氨酯合成常用的聚醚型二醇主要產(chǎn)品有：聚環(huán)氧乙烷（聚乙二醇）二醇聚氨酯合成常用的聚醚型二醇主要產(chǎn)品有：聚環(huán)氧乙烷（聚乙二醇）二醇（polyethylene glycol ，PEG）、聚環(huán)氧丙烷（聚丙二醇）二醇、聚環(huán)氧丙烷（聚丙二醇）二醇（polypropylene glycol ，PPG）、聚四氫呋喃二醇、聚四氫呋喃二醇（polytetramethylene glycol ，PTMEG）以及上述單體的均聚或共聚

20、二醇或多元醇，其中以及上述單體的均聚或共聚二醇或多元醇，其中PPGPPG產(chǎn)產(chǎn)量大、用途廣，量大、用途廣，PTMEG綜合性能優(yōu)于綜合性能優(yōu)于PPG，其產(chǎn)量近年來增長較快，其產(chǎn)量近年來增長較快聚醚多元醇制得的彈性體具有較好的水解穩(wěn)定性、耐候性，低溫柔順性和耐霉聚醚多元醇制得的彈性體具有較好的水解穩(wěn)定性、耐候性，低溫柔順性和耐霉菌性等性能。菌性等性能。過氧化物硫化異氰酸酯硫化硫磺硫化模壓成型模制品全塑型半塑型模壓、擠出、注射等加工粉末加工溶液加工模制品涂敷、包覆、粘合涂敷、浸漬、噴涂混煉型熱塑型澆注型固體體系按組分分按擴(kuò)鏈劑分按加熱方法分單組分雙組分胺交聯(lián)醇交聯(lián)加入硫化室溫硫化澆注加工傳遞模加工閉模

21、加工涂敷. . . . . .液體體系18聚酯多元醇聚酯多元醇 聚酯多元醇通常是由有機(jī)二元羧酸（酸酐或酯）與多元醇（包括二醇）聚酯多元醇通常是由有機(jī)二元羧酸（酸酐或酯）與多元醇（包括二醇）縮（或酯交換）或由內(nèi)酯與多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲縮（或酯交換）或由內(nèi)酯與多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、鹵代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一縮酸酐或其酯、己二酸、鹵代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等。二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等。 聚酯多元醇耐水解性往往不如聚醚型產(chǎn)品，不同種類的聚酯多元醇耐水聚酯多元醇耐水解性往

22、往不如聚醚型產(chǎn)品，不同種類的聚酯多元醇耐水解穩(wěn)定性相差很大。多元醇相對分子質(zhì)量越大，用量越多，則表面硬度越解穩(wěn)定性相差很大。多元醇相對分子質(zhì)量越大，用量越多，則表面硬度越低，伸長率越大，強(qiáng)度越低。改變合成單體的種類和比例可以制成軟、硬低，伸長率越大，強(qiáng)度越低。改變合成單體的種類和比例可以制成軟、硬度不同的系列聚氨酯產(chǎn)品度不同的系列聚氨酯產(chǎn)品 聚酯分子中含有較多的極性酯基聚酯分子中含有較多的極性酯基( (COOCOO) )，可形成效強(qiáng)的分子內(nèi)氫鍵，可形成效強(qiáng)的分子內(nèi)氫鍵，因而聚酯型聚氨酯具有較高的強(qiáng)度、耐磨及耐油性能因而聚酯型聚氨酯具有較高的強(qiáng)度、耐磨及耐油性能 +HOR O C R C O R

23、 OHnOO聚酯多元醇聚酯多元醇19聚酯多元醇聚酯多元醇聚碳酸酯二醇聚碳酸酯二醇 聚碳酸酯二醇聚碳酸酯二醇(Polycarbonate d iols,PCDL)是分子兩個(gè)末端都帶羥基是分子兩個(gè)末端都帶羥基(OH)、分子主鏈含有脂肪族亞烷基和碳酸酯基、分子主鏈含有脂肪族亞烷基和碳酸酯基(OCOO)重復(fù)單元的聚重復(fù)單元的聚合物合物, ,與傳統(tǒng)聚碳酸酯材料相差很大與傳統(tǒng)聚碳酸酯材料相差很大, ,而與脂肪族聚酯多元醇和聚醚多元醇而與脂肪族聚酯多元醇和聚醚多元醇相近相近 .聚己內(nèi)酯多元醇聚己內(nèi)酯多元醇 聚己內(nèi)酷多元醇聚己內(nèi)酷多元醇(Poly(Poly一一caproactoneglyCol,caproac

24、toneglyCol,簡稱簡稱PCL)PCL)是由己內(nèi)醋單體、是由己內(nèi)醋單體、起始劑起始劑( (二醇、二胺和醇胺類二醇、二胺和醇胺類) )、催化劑、催化劑( (欽酸四丁醋、欽酸四異酷、辛酸亞欽酸四丁醋、欽酸四異酷、辛酸亞錫等錫等) )經(jīng)開環(huán)聚合而成經(jīng)開環(huán)聚合而成。 20聚烯烴多元醇聚烯烴多元醇 以端羥基丁二烯以端羥基丁二烯(HTPB)、端羥基聚丁二烯、端羥基聚丁二烯- -丙烯腈丙烯腈(HTBH)、端羥基異戊、端羥基異戊二烯二烯(HTPI)為基礎(chǔ)的聚氨酯具有優(yōu)異的耐水解性、電絕緣性、低溫柔性、為基礎(chǔ)的聚氨酯具有優(yōu)異的耐水解性、電絕緣性、低溫柔性、氣密及水密性能，可用于聚氨酯彈性體密封件、膠輥、電

25、子元件灌封膠等氣密及水密性能，可用于聚氨酯彈性體密封件、膠輥、電子元件灌封膠等領(lǐng)域。以領(lǐng)域。以HTPIHTPI、HTPBHTPB等與二異氰酸酯制成的端官能團(tuán)預(yù)聚體具有類似于天等與二異氰酸酯制成的端官能團(tuán)預(yù)聚體具有類似于天然橡膠主鏈結(jié)構(gòu)，是名副其實(shí)的液體橡膠、經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄U(kuò)鏈或交聯(lián)反應(yīng)制然橡膠主鏈結(jié)構(gòu)，是名副其實(shí)的液體橡膠、經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄U(kuò)鏈或交聯(lián)反應(yīng)制得彈性體材料。得彈性體材料。 21擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈劑： 是指能使分子鏈延伸、擴(kuò)展或形成空間網(wǎng)狀交聯(lián)的低分子量醇類、胺類化合是指能使分子鏈延伸、擴(kuò)展或形成空間網(wǎng)狀交聯(lián)的低分子量醇類、胺類化合物。物。 在聚氨酯聚合物的生產(chǎn)中，主要用雙官能度擴(kuò)鏈劑或三、四官能度的

26、交聯(lián)劑。在聚氨酯聚合物的生產(chǎn)中，主要用雙官能度擴(kuò)鏈劑或三、四官能度的交聯(lián)劑。 為了調(diào)節(jié)大分子鏈的軟、硬鏈段比例，同時(shí)也為了調(diào)節(jié)分子量，在聚氨酯為了調(diào)節(jié)大分子鏈的軟、硬鏈段比例，同時(shí)也為了調(diào)節(jié)分子量，在聚氨酯合成中常使用擴(kuò)鏈劑。擴(kuò)鏈劑主要是多官能度的醇類。如乙二醇、一縮二乙二醇合成中常使用擴(kuò)鏈劑。擴(kuò)鏈劑主要是多官能度的醇類。如乙二醇、一縮二乙二醇（二甘醇）、（二甘醇）、1,2-1,2-丙二醇、一縮二丙二醇、丙二醇、一縮二丙二醇、1,4-1,4-丁二醇（丁二醇（BDOBDO）、）、1,6-1,6-己二醇己二醇（HDHD），三羥甲基丙烷（），三羥甲基丙烷（TMPTMP）或蓖麻油。加入少量的三羥甲基丙

27、烷（）或蓖麻油。加入少量的三羥甲基丙烷（TMPTMP）或蓖）或蓖麻油等三官能度以上單體可在大分子鏈上造成適量的分支，可以有效地改善力學(xué)麻油等三官能度以上單體可在大分子鏈上造成適量的分支，可以有效地改善力學(xué)性能，但其用量不能太多，否則預(yù)聚階段粘度太大，極易凝膠。性能，但其用量不能太多，否則預(yù)聚階段粘度太大，極易凝膠。2HO CH4OH+22醇類胺類小分子醇醇胺類二醇三醇脂肪類 ：EG、1,2-PG、1,4-BD、DEG、HD芳香類：HER、HQEE：甘油、TMP：二乙醇胺、三乙醇胺MOCA擴(kuò)鏈（交聯(lián)）劑Ethacure E-100 E-30023醇類擴(kuò)鏈劑醇類擴(kuò)鏈劑 1,4-1,4-丁二醇丁二醇

28、BDOBDO全稱為全稱為1,4-1,4-丁二醇，聚氨酯聚合物基本是（丁二醇，聚氨酯聚合物基本是（A-BA-B）x x類型的線型結(jié)構(gòu)類型的線型結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物，其軟鏈段由聚醇大分子構(gòu)成，而硬鏈段是由二異氰酸酯與低分子的嵌段共聚物，其軟鏈段由聚醇大分子構(gòu)成，而硬鏈段是由二異氰酸酯與低分子二醇反應(yīng)構(gòu)成，而二醇反應(yīng)構(gòu)成，而1 1，4-4-丁二醇具有適中的碳丁二醇具有適中的碳- -碳鏈長度，能使軟、硬鏈段產(chǎn)生微碳鏈長度，能使軟、硬鏈段產(chǎn)生微區(qū)向分離，使氨基甲酸酯硬鏈段的結(jié)晶性更好，即使得區(qū)向分離，使氨基甲酸酯硬鏈段的結(jié)晶性更好，即使得MDI-1，4丁二醇硬鏈能較丁二醇硬鏈能較好地定向，這樣，結(jié)晶和定向排

29、列使聚合物分子間更容易形成氫鏈，這意味著它好地定向，這樣，結(jié)晶和定向排列使聚合物分子間更容易形成氫鏈，這意味著它能產(chǎn)生較好的有序結(jié)晶，結(jié)晶的阻旋作用和聚合物鏈段遷移，最終表現(xiàn)出聚合物能產(chǎn)生較好的有序結(jié)晶，結(jié)晶的阻旋作用和聚合物鏈段遷移，最終表現(xiàn)出聚合物具有優(yōu)異的韌性和硬度。具有優(yōu)異的韌性和硬度。 乙二醇（乙二醇（EG MEG）、二乙二醇）、二乙二醇（DEG）、丙二醇乙二醇（、丙二醇乙二醇（EG MEG）、二乙二醇）、二乙二醇（DEG）、丙二醇這幾種產(chǎn)品和）、丙二醇這幾種產(chǎn)品和BDO一樣，在一樣，在PUPU行業(yè)中主要應(yīng)用于聚酯多元醇的行業(yè)中主要應(yīng)用于聚酯多元醇的原料。但相對原料。但相對BDOBD

30、O來說，這幾種多元醇在來說，這幾種多元醇在PUPU行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中比率非常小。行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中比率非常小。苯二酚二羥乙基醚苯二酚二羥乙基醚（HQEE）是一種對稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑。作為是一種對稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑。作為TDI / MDI系列聚氨酯制品的擴(kuò)鏈，能明顯提系列聚氨酯制品的擴(kuò)鏈，能明顯提高和改善制品的抗張強(qiáng)度、硬度和回彈性能高和改善制品的抗張強(qiáng)度、硬度和回彈性能 24二胺類擴(kuò)鏈劑胺類擴(kuò)鏈劑二胺類擴(kuò)鏈劑胺類擴(kuò)鏈劑MOCA 產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：3,3-3,3-二氯二氯-4,4-4,4-二氨基二苯基甲烷或二鄰氯二苯胺甲烷二氨基二苯基甲烷或二鄰氯二苯胺甲烷目前使用最為普遍的芳香族二胺擴(kuò)鏈劑，是由鄰氯苯

31、胺和甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，并經(jīng)目前使用最為普遍的芳香族二胺擴(kuò)鏈劑，是由鄰氯苯胺和甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，并經(jīng)中和、醇洗、重結(jié)晶等步驟制備的，在中和、醇洗、重結(jié)晶等步驟制備的，在MOCAMOCA分子中，由于在氨基的鄰位存在氯原分子中，由于在氨基的鄰位存在氯原子的吸電子作用和位阻功能，從而使氨基的反應(yīng)活性適當(dāng)降低，能夠很好地適應(yīng)子的吸電子作用和位阻功能，從而使氨基的反應(yīng)活性適當(dāng)降低，能夠很好地適應(yīng)聚氨酯凝膠工藝。同時(shí)，它又能賦予材料優(yōu)異的機(jī)械性能，因此聚氨酯凝膠工藝。同時(shí)，它又能賦予材料優(yōu)異的機(jī)械性能，因此MOCAMOCA一直是聚氨一直是聚氨酯，尤其是聚氨酯橡膠、涂料等產(chǎn)品生產(chǎn)中極其重要的擴(kuò)鏈劑，酯，尤其是

32、聚氨酯橡膠、涂料等產(chǎn)品生產(chǎn)中極其重要的擴(kuò)鏈劑，MOCAMOCA為白色至淺為白色至淺黃色針狀結(jié)晶體，有吸濕能力，易溶于丙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺溶劑，溶黃色針狀結(jié)晶體，有吸濕能力，易溶于丙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺溶劑，溶于乙醇、苯、甲苯。于乙醇、苯、甲苯。液體液體MOCAEthacure100100和和Ethacure 300( 300(雅寶化工），它們在室溫下均為琥珀色透明液體，毒性雅寶化工），它們在室溫下均為琥珀色透明液體，毒性小且使用方便，能賦予聚氨酯優(yōu)良的機(jī)械性能。小且使用方便，能賦予聚氨酯優(yōu)良的機(jī)械性能。 25脂肪胺類脂環(huán)胺類芳香胺類醇胺類胺鹽類叔胺類催化劑金屬烷基化合物鉍鉛鋅錫汞

33、等催化劑分類26叔胺類催化劑叔胺類催化劑叔胺類催化劑一般使用在聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中，主要分為以下幾類：叔胺類催化劑一般使用在聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中，主要分為以下幾類： 脂肪族胺類催化劑有脂肪族胺類催化劑有N,N-N,N-二甲基環(huán)己胺、雙二甲基環(huán)己胺、雙(2-(2-二甲氨基乙基二甲氨基乙基) )醚、醚、N,N,N,N-N,N,N,N-四甲基亞烷基二胺、三乙胺、四甲基亞烷基二胺、三乙胺、N,N-N,N-二甲基芐胺等。脂環(huán)族胺類催二甲基芐胺等。脂環(huán)族胺類催化劑有固胺、化劑有固胺、N-N-乙基嗎啉、乙基嗎啉、N-N-甲基嗎啉、甲基嗎啉、N,N-N,N-二乙基哌嗪等。二乙基哌嗪等。 醇類化合醇類化合物

34、催化劑有三乙醇胺、物催化劑有三乙醇胺、DMEADMEA等。芳香族胺類有吡啶，等。芳香族胺類有吡啶，N,N-N,N-二甲基吡啶等二甲基吡啶等。有機(jī)金屬催化劑有機(jī)金屬催化劑在聚氨酯彈性體以及膠黏劑、涂料、密封膠、防水涂料、鋪裝材料等配方中，在聚氨酯彈性體以及膠黏劑、涂料、密封膠、防水涂料、鋪裝材料等配方中，二丁基錫二月桂酸酯等有機(jī)金屬催化劑最為常用，它對促進(jìn)異氰酸酯基與羥二丁基錫二月桂酸酯等有機(jī)金屬催化劑最為常用，它對促進(jìn)異氰酸酯基與羥基反映很有效，但在有水分的配方中對水與異氰酸酯的反應(yīng)也有一定的加速基反映很有效，但在有水分的配方中對水與異氰酸酯的反應(yīng)也有一定的加速作用，多疑在塑膠跑道等配方中可采

35、用有機(jī)鉛等特殊催化劑作用，多疑在塑膠跑道等配方中可采用有機(jī)鉛等特殊催化劑11。 有機(jī)有機(jī)金屬化合物包括羧酸鹽、金屬烷基化合物等，所含的金屬元素主要有錫、鉀、金屬化合物包括羧酸鹽、金屬烷基化合物等，所含的金屬元素主要有錫、鉀、鉛、汞、鋅等，最常用的是有機(jī)錫化合物鉛、汞、鋅等，最常用的是有機(jī)錫化合物27發(fā)泡劑發(fā)泡劑阻燃劑阻燃劑增塑劑增塑劑防老劑防老劑紫外線吸收劑紫外線吸收劑防霉劑防霉劑抗靜電劑抗靜電劑28 聚氨酯材料主要由異氰酸酯與活潑氫化合物反應(yīng)而成。聚氨酯材料主要由異氰酸酯與活潑氫化合物反應(yīng)而成。 異氰酸酯是分子中含有異氰酸酯基異氰酸酯是分子中含有異氰酸酯基（-NCO）的化合物。其化學(xué)活性主要

36、表現(xiàn)在其的化合物。其化學(xué)活性主要表現(xiàn)在其特征基團(tuán)特征基團(tuán)NCO上，該基團(tuán)具有重疊雙健排列的高度不飽和健結(jié)構(gòu)上，該基團(tuán)具有重疊雙健排列的高度不飽和健結(jié)構(gòu), ,它能和各種它能和各種含活潑氫的化合物進(jìn)行反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)極其活潑。含活潑氫的化合物進(jìn)行反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)極其活潑。 由于異氰酸酯基團(tuán)的高活潑性，使其可以與許多含活性氫的物質(zhì)反應(yīng)?？膳c異由于異氰酸酯基團(tuán)的高活潑性，使其可以與許多含活性氫的物質(zhì)反應(yīng)?？膳c異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)的活性氫化合物有醇、水、胺氰酸酯發(fā)生反應(yīng)的活性氫化合物有醇、水、胺( (氨氨) )、醇胺、酚、硫酸、羧酸、脲、醇胺、酚、硫酸、羧酸、脲等。反應(yīng)可生成氨基甲酸酯、取代脲、脲基甲酸酯、縮二

37、脲等化學(xué)結(jié)構(gòu)。等。反應(yīng)可生成氨基甲酸酯、取代脲、脲基甲酸酯、縮二脲等化學(xué)結(jié)構(gòu)。 由于異氰酸酯及活潑氫化合物種類繁多，分子結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，所以可以合成出由于異氰酸酯及活潑氫化合物種類繁多，分子結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，所以可以合成出結(jié)構(gòu)、性能各異的聚氨酯（脲）材料。結(jié)構(gòu)、性能各異的聚氨酯（脲）材料。29異氰酸酯與醇的反應(yīng)異氰酸酯與醇的反應(yīng)異氰酸酯與苯酚的反應(yīng)異氰酸酯與苯酚的反應(yīng)異氰酸酯與水的反應(yīng)異氰酸酯與水的反應(yīng)異氰酸酯與羧酸的反應(yīng)異氰酸酯與羧酸的反應(yīng)異氰酸酯與胺的反應(yīng)異氰酸酯與胺的反應(yīng)異氰酸酯與氨基甲酸酯及脲的反應(yīng)異氰酸酯與氨基甲酸酯及脲的反應(yīng)自聚反應(yīng)自聚反應(yīng)異氰酸酯與環(huán)氧化合物的反應(yīng)異氰酸酯與環(huán)氧化合物的

38、反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)異氰酸酯與羧酸酐的反應(yīng)異氰酸酯與羧酸酐的反應(yīng)30 由于聚氨酯所用原材料基本上為液體材料，可以采用不同于普通橡膠、塑料等高由于聚氨酯所用原材料基本上為液體材料，可以采用不同于普通橡膠、塑料等高分子材料的加工方法進(jìn)行加工，制成泡沫、彈性體、粘合劑、涂料等各種制品。分子材料的加工方法進(jìn)行加工，制成泡沫、彈性體、粘合劑、涂料等各種制品。一）聚氨酯泡沫塑料一）聚氨酯泡沫塑料二）聚氨酯彈性體二）聚氨酯彈性體三）聚氨酯粘合劑三）聚氨酯粘合劑四）聚氨酯涂料（噴涂聚脲）四）聚氨酯涂料（噴涂聚脲）五）聚氨酯的其它用途五）聚氨酯的其它用途31聚氨酯彈性體聚氨酯彈性體( (PU elastomer

39、) 又稱聚氨酯橡膠，是一類在分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)又稱聚氨酯橡膠，是一類在分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)（NHCOO）的彈性體聚合物材料。通常以低聚物多元醇、多異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑的彈性體聚合物材料。通常以低聚物多元醇、多異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑/ /交聯(lián)劑及少量交聯(lián)劑及少量助劑為原料制得。助劑為原料制得。 從分子結(jié)構(gòu)上看，聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔從分子結(jié)構(gòu)上看，聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性長鏈構(gòu)成軟段，以二異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑構(gòu)成硬段，硬段和軟段交替排列，形成性長鏈構(gòu)成軟段，以二異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑構(gòu)成硬段，硬段和軟段交替排列，形成重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。除含有氨

40、酯基團(tuán)外，聚氨酯分子內(nèi)及分子間可形成氫鍵，軟段和重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。除含有氨酯基團(tuán)外，聚氨酯分子內(nèi)及分子間可形成氫鍵，軟段和硬段可形成微相區(qū)并產(chǎn)生微觀相分離。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得聚氨酯彈性體具有優(yōu)異硬段可形成微相區(qū)并產(chǎn)生微觀相分離。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的耐磨性和韌性，以的耐磨性和韌性，以“耐磨橡膠耐磨橡膠”著稱。著稱。32聚氨酯彈性體具有優(yōu)良的綜合性能，模量介于一般橡膠和塑料之間。它具有以下的聚氨酯彈性體具有優(yōu)良的綜合性能，模量介于一般橡膠和塑料之間。它具有以下的特性：特性： 1 1、較高的強(qiáng)度和彈性，可在較寬的硬度（、較高的強(qiáng)度和彈性，可在較寬的硬度（shore Ashore A）范圍

41、內(nèi)）范圍內(nèi) （邵氏（邵氏A10A10邵氏邵氏D75D75）保持較高的彈性；）保持較高的彈性； 2 2、在相同硬度下，比其它彈性體承載能力高；、在相同硬度下，比其它彈性體承載能力高； 3 3、優(yōu)異的耐磨性，其耐磨性是天然橡膠的、優(yōu)異的耐磨性，其耐磨性是天然橡膠的2 21010倍；倍； 4 4、耐油脂及耐化學(xué)品性優(yōu)良；芳香族聚氨酯耐輻射；耐氧性、耐油脂及耐化學(xué)品性優(yōu)良；芳香族聚氨酯耐輻射；耐氧性 和耐臭氧性能優(yōu)良；耐疲勞性及抗震動(dòng)性好，適于高頻撓和耐臭氧性能優(yōu)良；耐疲勞性及抗震動(dòng)性好，適于高頻撓 曲應(yīng)用；曲應(yīng)用； 5 5、抗沖擊性高；低溫柔順性好；一般無需增塑劑可達(dá)到所需、抗沖擊性高；低溫柔順性好

42、；一般無需增塑劑可達(dá)到所需 的低硬度，因而無增塑劑遷移帶來的問題；的低硬度，因而無增塑劑遷移帶來的問題； 6 6、普通聚氨酯不能在、普通聚氨酯不能在100 100 以上使用，但采用特殊的配方可以上使用，但采用特殊的配方可 耐耐140 140 高溫；模塑和加工成本低。高溫；模塑和加工成本低。3334與金屬材料相比，聚氨酯彈性體制品具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費(fèi)用低與金屬材料相比，聚氨酯彈性體制品具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費(fèi)用低及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；與塑料相比，聚氨酯彈性體具有不發(fā)脆、彈性記憶、耐磨等優(yōu)點(diǎn)。與塑料相比，聚氨酯彈性體具有不發(fā)脆、彈性記憶、耐磨等優(yōu)點(diǎn)。與橡膠相比，聚

43、氨酯彈性體具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性、透明或半透與橡膠相比，聚氨酯彈性體具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性、透明或半透明、耐臭氧、可灌封、可澆注、硬度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。明、耐臭氧、可灌封、可澆注、硬度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯彈性體加工方法多樣，新技術(shù)新品種不斷涌現(xiàn)，其應(yīng)用前景將十分廣闊。聚氨酯彈性體加工方法多樣，新技術(shù)新品種不斷涌現(xiàn)，其應(yīng)用前景將十分廣闊。35基本分類基本分類1 1、按低聚物多元醇原料分，聚氨酯彈性體可分為聚酯型、聚醚型、聚烯烴型、按低聚物多元醇原料分，聚氨酯彈性體可分為聚酯型、聚醚型、聚烯烴型、聚碳酸酯型等，聚醚型中根據(jù)具體品種又可分聚四氫呋喃型、聚氧化丙烯型等；聚碳酸酯型等

44、，聚醚型中根據(jù)具體品種又可分聚四氫呋喃型、聚氧化丙烯型等；2 2、根據(jù)二異氰酸酯的不同，可分為脂肪族和芳香族彈性體，又細(xì)分為、根據(jù)二異氰酸酯的不同，可分為脂肪族和芳香族彈性體，又細(xì)分為TDITDI型、型、MDIMDI型、型、PPDIPPDI型、型、NDINDI型等類型。型等類型。 常規(guī)聚氨酯彈性體以聚酯型、聚醚型、常規(guī)聚氨酯彈性體以聚酯型、聚醚型、TDITDI型及型及MDIMDI型為主。型為主。3 3、擴(kuò)鏈劑主要有二元醇和二元胺兩類。二元胺擴(kuò)鏈得到的聚氨酯彈性體嚴(yán)格地、擴(kuò)鏈劑主要有二元醇和二元胺兩類。二元胺擴(kuò)鏈得到的聚氨酯彈性體嚴(yán)格地講是聚氨酯講是聚氨酯脲彈性體。脲彈性體。4 4、從制造工藝分

45、，傳統(tǒng)上把聚氨酯彈性體分為澆注型、從制造工藝分，傳統(tǒng)上把聚氨酯彈性體分為澆注型(CPU)(CPU)、熱塑性、熱塑性(TPU)(TPU)、混、混煉型煉型(MPU)(MPU)三大類，都可采用預(yù)聚法和一步法合成。三大類，都可采用預(yù)聚法和一步法合成。36澆注灌封包膠各種膠輥、鋼管襯里電氣絕緣、醫(yī)用器具、粘合劑床材、防水材、鋪地材流入型吐出型涂布型發(fā)泡型密封車窗密封材涂敷傳送帶、合成革噴涂抗磨設(shè)備襯里、油箱澆注防震材、鞋底、假肢常壓澆注（發(fā)泡）加壓澆注RIMSMC，BMC汽車大型內(nèi)、外飾件RIM汽車大型內(nèi)、外飾件澆注型CPU液體體系流延涂敷噴涂合成革磁帶涂料纖維處理劑、皮革涂飾劑吹塑注射擠出柔性容器軟管

46、壓延熱熔薄模、帶材彈性纖維膠輥、無聲齒輪溶液型粉末型顆粒型熱塑型TPU混煉型模壓防塵罩、墊圈混煉型MPU固體體系PU3738澆注型聚氨酯彈性體澆注型聚氨酯彈性體（CPU） 澆注型聚氨酯彈性體是通過澆注工藝，由液體樹脂澆注并反應(yīng)成型澆注型聚氨酯彈性體是通過澆注工藝，由液體樹脂澆注并反應(yīng)成型的一類聚氨酯彈性體。是聚氨酯彈性體中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的一種。的一類聚氨酯彈性體。是聚氨酯彈性體中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的一種。熱塑型聚氨酯彈性體（熱塑型聚氨酯彈性體（TPU） 熱塑型聚氨酯彈性體是由低聚合物多元醇軟段與二異氰酸酯擴(kuò)鏈劑熱塑型聚氨酯彈性體是由低聚合物多元醇軟段與二異氰酸酯擴(kuò)鏈劑硬段構(gòu)成的線性嵌段共聚

47、物，有聚酯型和聚醚型之分。約占聚氨酯彈性體硬段構(gòu)成的線性嵌段共聚物，有聚酯型和聚醚型之分。約占聚氨酯彈性體總量的總量的25%25%左右。左右?；鞜捫途郯滨椥泽w混煉型聚氨酯彈性體（MPU） 混煉型聚氨酯彈性體是先合成貯存穩(wěn)定的固體生膠，再經(jīng)過混煉機(jī)混煉型聚氨酯彈性體是先合成貯存穩(wěn)定的固體生膠，再經(jīng)過混煉機(jī)加工加工 制成熱固性網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)的聚氨酯彈性體，占聚氨酯彈性體總量的制成熱固性網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)的聚氨酯彈性體，占聚氨酯彈性體總量的10%10%左右。左右。3940澆注型聚氨酯彈性體澆注型聚氨酯彈性體(casting PU,CPU)(casting PU,CPU)即通過澆注工藝、由液體樹脂澆注并反應(yīng)

48、即通過澆注工藝、由液體樹脂澆注并反應(yīng)成型而生產(chǎn)的一類聚氨酯彈性體，有人簡稱之成型而生產(chǎn)的一類聚氨酯彈性體，有人簡稱之“澆注膠澆注膠”。這類液體原料體系又。這類液體原料體系又稱稱“液體橡膠液體橡膠”。在聚氨酯彈性體產(chǎn)品中，以澆注型聚氨酯彈性體產(chǎn)量最大，是。在聚氨酯彈性體產(chǎn)品中，以澆注型聚氨酯彈性體產(chǎn)量最大，是目前聚氨酯彈性體中最主要的一種類型。目前聚氨酯彈性體中最主要的一種類型。 以液體原料澆注或注射到制品模具中反應(yīng)而固化成型，可以直接制得很厚的以液體原料澆注或注射到制品模具中反應(yīng)而固化成型，可以直接制得很厚的 體積大的聚氨酯橡膠制品及形狀復(fù)雜的制品體積大的聚氨酯橡膠制品及形狀復(fù)雜的制品 制得的

49、制品綜合性能好；制得的制品綜合性能好； 可以調(diào)節(jié)原料的配方組成及用量，獲得不同硬度的制品，性能的可變范圍大；可以調(diào)節(jié)原料的配方組成及用量，獲得不同硬度的制品，性能的可變范圍大； 對于簡單的手工澆注，設(shè)備投資小，加工方便；對于簡單的手工澆注，設(shè)備投資小，加工方便； 可制造小批量的或單件的制品原型，靈活性好?？芍圃煨∨康幕騿渭闹破吩停`活性好。41澆注成型的聚氨酯的制備成型工藝有一步法、預(yù)聚體法和半預(yù)聚體法三種。澆注澆注成型的聚氨酯的制備成型工藝有一步法、預(yù)聚體法和半預(yù)聚體法三種。澆注型聚氨酯多采用芳香族二胺為擴(kuò)鏈劑。型聚氨酯多采用芳香族二胺為擴(kuò)鏈劑。CPUCPU的合成中，常見的反應(yīng)在以下幾

50、種：的合成中，常見的反應(yīng)在以下幾種： (1)(1)異氰酸酯基與羥基反應(yīng)，這是澆注型聚氨酯彈性體制備的主要反應(yīng)。異氰酸酯基與羥基反應(yīng)，這是澆注型聚氨酯彈性體制備的主要反應(yīng)。 NCO+OHNHCOO( (氨基甲酸酯基氨基甲酸酯基) ) (2) (2)異氰酸酯基與伯胺異氰酸酯基與伯胺( (或仲胺或仲胺) )反應(yīng)，也是澆注型聚氨酯的基本反應(yīng)。反應(yīng)，也是澆注型聚氨酯的基本反應(yīng)。 NCO+NH2 NHCONH ( (脲基脲基) ) 42 (3)(3)異氰酸酯基與氨基甲酸酯基反應(yīng)異氰酸酯基與氨基甲酸酯基反應(yīng) NCO+RNHCOO NHCON（R）OO ( (脲基甲酸酯基脲基甲酸酯基) ) (4) (4)異氰

51、酸酯基與脲基反應(yīng)異氰酸酯基與脲基反應(yīng) NCO+RNHCONH NHCON(R )CONH ( (縮二脲基）縮二脲基） 其中其中(3)(3)、(4)(4)是在較高的溫度下才發(fā)生的。大部分澆注型聚氨酯需熱熟化才能是在較高的溫度下才發(fā)生的。大部分澆注型聚氨酯需熱熟化才能達(dá)到最佳性能。在達(dá)到最佳性能。在120120以上，預(yù)聚體中的少量尚未與羥基反應(yīng)的以上，預(yù)聚體中的少量尚未與羥基反應(yīng)的NCONCO基團(tuán)或體系基團(tuán)或體系中本身過量的中本身過量的NCONCO基團(tuán)與脲在或氨基甲酸酯反應(yīng)，生成縮二脲及或脲基甲酸酯基，基團(tuán)與脲在或氨基甲酸酯反應(yīng)，生成縮二脲及或脲基甲酸酯基，使聚合物帶有少量的支化或交聯(lián)鍵，這有益于

52、提高彈性體的耐熱性及強(qiáng)度使聚合物帶有少量的支化或交聯(lián)鍵，這有益于提高彈性體的耐熱性及強(qiáng)度43在澆注型聚氨酯彈性體生產(chǎn)中可采用一步法、預(yù)聚體法和半預(yù)聚體法工藝。澆注在澆注型聚氨酯彈性體生產(chǎn)中可采用一步法、預(yù)聚體法和半預(yù)聚體法工藝。澆注型聚氨酯彈性體目前主要是聚酯型聚氨酯彈性體目前主要是聚酯( (或聚醚或聚醚)-)-TDI(MDI)-MOCA(BDO、HQEEE-300)體系。體系。 在合成彈性體之前，須對低聚物多元醇進(jìn)行脫水處理。將低聚物多元醇加在合成彈性體之前，須對低聚物多元醇進(jìn)行脫水處理。將低聚物多元醇加熱到熱到100120，攪拌下抽真空，使體系真空度在，攪拌下抽真空，使體系真空度在-0.1

53、MPa-0.1MPa左右，脫水左右，脫水1 13h3h。一步法一步法 一步法工藝一步法工藝: :指將低聚物多元醇、二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑和催化劑等同時(shí)混合后直指將低聚物多元醇、二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑和催化劑等同時(shí)混合后直接注入模具中，在一定溫度下接注入模具中，在一定溫度下 固化成型的方法。固化成型的方法。此法生產(chǎn)效率高，因無需制備預(yù)聚體而節(jié)省能量，生產(chǎn)成本較預(yù)聚體法低，可用小此法生產(chǎn)效率高，因無需制備預(yù)聚體而節(jié)省能量，生產(chǎn)成本較預(yù)聚體法低，可用小型澆注機(jī)生產(chǎn)。但反應(yīng)較難控制，所得彈性體分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，力學(xué)性能不如預(yù)型澆注機(jī)生產(chǎn)。但反應(yīng)較難控制，所得彈性體分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，力學(xué)性能不如預(yù)聚體法好，故常用于

54、制造低硬度、低模量的制品如印刷膠輥、小型工業(yè)實(shí)心輪胎、聚體法好，故常用于制造低硬度、低模量的制品如印刷膠輥、小型工業(yè)實(shí)心輪胎、壓力傳動(dòng)輪等。壓力傳動(dòng)輪等。44低聚物多元醇脫水低聚物多元醇脫水100100120120，0.67kPa+0.67kPa+擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈劑二異氰酸酯二異氰酸酯計(jì)計(jì) 量量計(jì)計(jì) 量量混混 合合澆澆 注注模具預(yù)熱模具預(yù)熱8080110110涂脫模劑涂脫模劑一次硫化一次硫化模具內(nèi)模具內(nèi)303060min60min脫脫 模模模具清理模具清理產(chǎn)產(chǎn) 品品二次硫化二次硫化45預(yù)聚體法 預(yù)聚體法：首先將低聚物多元醇與二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，生成端預(yù)聚體法：首先將低聚物多元醇與二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)

55、聚反應(yīng)，生成端NCO基的基的聚氨酯預(yù)聚物，澆注時(shí)再將預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，制備聚氨酯彈性體的方法，稱聚氨酯預(yù)聚物，澆注時(shí)再將預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，制備聚氨酯彈性體的方法，稱之為預(yù)聚體法。之為預(yù)聚體法。 預(yù)聚體法澆注彈性體體系是雙組分體系，一個(gè)組分為預(yù)聚體，另一組分為預(yù)聚體法澆注彈性體體系是雙組分體系，一個(gè)組分為預(yù)聚體，另一組分為擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈劑/ /交聯(lián)劑或加有催化劑、防老劑、色料、填料等助劑的混合物。擴(kuò)鏈組分有交聯(lián)劑或加有催化劑、防老劑、色料、填料等助劑的混合物。擴(kuò)鏈組分有時(shí)也稱為固化劑。時(shí)也稱為固化劑。46預(yù)聚體法預(yù)聚體法采用預(yù)聚體法制備聚氨酯彈性體，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，由于采取了預(yù)聚步驟，在進(jìn)采用預(yù)

56、聚體法制備聚氨酯彈性體，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，由于采取了預(yù)聚步驟，在進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)時(shí)放熱低，易于控制，制得的聚氨酯分子鏈段排列比較規(guī)整，制品具行擴(kuò)鏈反應(yīng)時(shí)放熱低，易于控制，制得的聚氨酯分子鏈段排列比較規(guī)整，制品具有良好的力學(xué)性能，重復(fù)性也較好。故至今大多數(shù)澆注型彈性體都采用預(yù)聚體法有良好的力學(xué)性能，重復(fù)性也較好。故至今大多數(shù)澆注型彈性體都采用預(yù)聚體法制備。制備。 以以MOCA，E300，HQEE，HER等為擴(kuò)鏈劑的澆注彈性體一般采用熱澆注工等為擴(kuò)鏈劑的澆注彈性體一般采用熱澆注工藝生產(chǎn)，一般把預(yù)聚體加熱至藝生產(chǎn)，一般把預(yù)聚體加熱至60806080或更高的溫度，最好在或更高的溫度，最好在75758585下

57、對預(yù)聚下對預(yù)聚物進(jìn)行真空脫氣處理，再加入擴(kuò)鏈劑。以低分子二元醇或其它液體擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈時(shí)，物進(jìn)行真空脫氣處理，再加入擴(kuò)鏈劑。以低分子二元醇或其它液體擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈時(shí)，混合溫度可取混合溫度可取606070;70;以以MOCAMOCA作擴(kuò)鏈劑時(shí)，應(yīng)首先將作擴(kuò)鏈劑時(shí)，應(yīng)首先將MOCA加熱至加熱至110120后，并迅速注入預(yù)熱的模具中。后，并迅速注入預(yù)熱的模具中。 HQEE，HER加熱至加熱至120120左右。左右。47聚合物多元醇脫水，溫度聚合物多元醇脫水，溫度100120，真空真空-0.1MPa，時(shí)間，時(shí)間60120min降溫到降溫到6080異氰酸酯計(jì)量異氰酸酯計(jì)量合成預(yù)聚物合成預(yù)聚物802，時(shí)間時(shí)間90

58、120min抽真空，溫度抽真空，溫度802；真空：真空： -0.1MPa ；時(shí)間：時(shí)間：30-60分鐘分鐘計(jì)量計(jì)量催化劑、偶聯(lián)劑、催化劑、偶聯(lián)劑、擴(kuò)鏈劑等計(jì)量擴(kuò)鏈劑等計(jì)量在一定溫度下在一定溫度下攪拌混合均勻攪拌混合均勻模具預(yù)熱模具預(yù)熱8011048澆澆 注注模具內(nèi)一次硫化，模具內(nèi)一次硫化，3060min，100120模具清理模具清理涂脫模劑涂脫模劑脫脫 模模二次硫化二次硫化100，1624h產(chǎn)產(chǎn) 品品49半預(yù)聚物法半預(yù)聚物法 半預(yù)聚物法與預(yù)聚體法的區(qū)別是將部分聚酯多元醇或聚醚多元醇跟擴(kuò)鏈劑、催化半預(yù)聚物法與預(yù)聚體法的區(qū)別是將部分聚酯多元醇或聚醚多元醇跟擴(kuò)鏈劑、催化劑等以混合物的形式添加到預(yù)聚物

59、中。也就是說，劑等以混合物的形式添加到預(yù)聚物中。也就是說， 配方中的低聚物多元醇分兩部分，一部分與過量二異氰酸酯反應(yīng)合成預(yù)聚體，配方中的低聚物多元醇分兩部分，一部分與過量二異氰酸酯反應(yīng)合成預(yù)聚體，另一部分與擴(kuò)鏈劑混合，在澆注時(shí)加入。另一部分與擴(kuò)鏈劑混合，在澆注時(shí)加入。 生成的預(yù)聚體中游離生成的預(yù)聚體中游離NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，一般為質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，一般為0.120.15(12%15%)，故，故常把這種預(yù)聚體稱作常把這種預(yù)聚體稱作“半預(yù)聚體半預(yù)聚體(quasiprepolymer)”)”。半預(yù)聚體法的特點(diǎn)是：半預(yù)聚體法的特點(diǎn)是： 預(yù)聚體組分粘度低，可以調(diào)節(jié)到與固化劑混合組分的粘度相近，預(yù)聚體組分粘度

60、低，可以調(diào)節(jié)到與固化劑混合組分的粘度相近， 配比也相近（即混合質(zhì)量比可為配比也相近（即混合質(zhì)量比可為1:11:1），這不但提高了混合的均勻性，而且也改善），這不但提高了混合的均勻性，而且也改善了彈性體的某些性能了彈性體的某些性能。50 半預(yù)聚體法多用于半預(yù)聚體法多用于MDI型澆注彈性體的生產(chǎn)，這是因?yàn)樾蜐沧椥泽w的生產(chǎn)，這是因?yàn)镸DI預(yù)聚體粘度較大，制成預(yù)聚體粘度較大，制成半預(yù)聚體可降低粘度，同時(shí)，亦可使常用的二醇擴(kuò)鏈劑與半預(yù)聚體可降低粘度，同時(shí)，亦可使常用的二醇擴(kuò)鏈劑與MDI的粘度和用量相匹的粘度和用量相匹配。并且配。并且MDIMDI澆注體系中，存在在預(yù)聚體中的過量的澆注體系中，存在在預(yù)聚體中的過量