聚氨酯類型和使用范圍演示文稿

聚氨酯類型和使用范圍演示文稿當(dāng)前1頁，總共53頁。（優(yōu)選）聚氨酯類型和使用范圍當(dāng)前2頁，總共53頁。

1937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)（－NHCOO－）的聚合物，統(tǒng)稱聚氨酯(polyurethane)。一、聚氨酯材料的發(fā)展歷史當(dāng)前3頁，總共53頁。1、發(fā)達(dá)國家

在德國1937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)生加聚反應(yīng)制得聚氨酯樹脂。

1944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IgamidU，由這種樹脂制成的纖維稱為PerlonU.

1947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)。

1951～1952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。

1950年拜耳教授發(fā)表了混煉型聚氨酯(MPU)橡膠的論文

1953年米勒(Mi11er)研究成功液體澆注型聚氨酯橡膠(CPU)當(dāng)前4頁，總共53頁。

在美國1947年，DuPont和Monsanto公司建立了TDI試驗(yàn)車間，在GoodYearAircraft公司和LockheedAircraft公司開始進(jìn)行硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)

1951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。

1958年GoodyearTire&Rubber公司的Schollenberger報(bào)道了熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)，并于1960年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。當(dāng)前5頁，總共53頁。

1959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)。

1960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)。

1963年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，牌號(hào)為科法姆(Corfam)。

1967年聚醚(polyetherpolyol)型聚氨酯泡沫塑料實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。當(dāng)前6頁，總共53頁。

1969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（RIM）設(shè)備。

1974年，美國大量采用RIM工藝生產(chǎn)大型聚氨酯制件。

1979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。

1980年，SRIM（玻璃纖維增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型）問世。

1987年，聯(lián)合國制定《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》后，有關(guān)氟氯烴(CFC)發(fā)泡劑的替代問題，經(jīng)10多年的研究，已取得顯著進(jìn)展。當(dāng)前7頁，總共53頁。2、我國聚氨酯工業(yè)的發(fā)展史我國聚氨酯工業(yè)起始于20世紀(jì)50年代末，至今已有近60年的發(fā)展史。1958年大連染料廠開始研究甲苯二異氰酸酯1964年聚氨酯軟泡投入中試生產(chǎn)，1966年江蘇化工研究所與南京橡膠廠合作混煉型聚氨酯彈性體中試生產(chǎn)，1965年后天津化工研究院與天津油漆廠在國內(nèi)最早開始涂料的研究，1976～1978年聚氨酯塑膠跑道研究到開始鋪設(shè)，1981年第一套聚氨酯人造革生產(chǎn)裝置在廣州建成，當(dāng)前8頁，總共53頁。1983年煙臺(tái)合成革廠引進(jìn)日本技術(shù)，開始生產(chǎn)聚氨酯合成革1984年開始生產(chǎn)合成革配套原料及漿料的生產(chǎn)1989年10月山東煙臺(tái)氨綸廠引進(jìn)日本技術(shù)，建成國內(nèi)第一家氨綸生產(chǎn)廠1984年10月“全國聚氨酯行業(yè)協(xié)作組”成立，下設(shè)：聚醚組、異氰酸酯組、泡沫塑料組、彈性體組、膠粘劑及涂料組1994年12月，中國聚氨酯協(xié)會(huì)成立當(dāng)前9頁，總共53頁。

世界規(guī)模的聚氨酯工業(yè)集團(tuán)主要在美國和西歐，其所在地區(qū)也是當(dāng)今聚氨酯工業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，其次是日本。

我國聚氨酯的發(fā)展發(fā)泡材料

2001

年的產(chǎn)量已達(dá)到55

萬噸，占聚氨酯總產(chǎn)量的60%以上。軟泡35

萬噸，硬泡20

萬噸。PU合成皮革

PU合成皮革2002年P(guān)U合成皮革年產(chǎn)近2

億平方米。

PU鞋底

PU鞋底我國現(xiàn)有鞋底生產(chǎn)線約100余條。

當(dāng)前10頁，總共53頁。聚氨酯彈性體

聚氨酯彈性體我國聚氨酯彈性體生產(chǎn)能力約十多萬噸。聚氨酯涂料

聚氨酯涂料是一種高級(jí)耐用的合成樹脂涂料，2002年我國聚氨酯涂料產(chǎn)量達(dá)20萬噸以上。

當(dāng)前11頁，總共53頁。聚氨酯膠粘劑

2002年我國PU膠粘劑產(chǎn)量4萬噸左右，需求量6萬噸左右。聚氨酯纖維

目前，我國聚氨酯纖維的生產(chǎn)企業(yè)有幾十家，總生產(chǎn)能力約為十萬噸以上。中國聚氨酯的產(chǎn)量已經(jīng)超過200萬噸左右，尤其是進(jìn)入到21世紀(jì)之后產(chǎn)量明顯的上了很大的一個(gè)臺(tái)階，年增長(zhǎng)速度保持在7％左右。當(dāng)前12頁，總共53頁。

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，1998年世界聚氨酯樹脂產(chǎn)品年產(chǎn)820萬t，2000年超過890萬t，2002年超過1000萬t，一般年增長(zhǎng)率為4％～5%，最高達(dá)13％。當(dāng)前13頁，總共53頁。地區(qū)1998年2000年2001年2002年2006年北美自由貿(mào)易區(qū)235.0267.0280.3285.5326.5南美44.8644.042.540.545.0遠(yuǎn)東70.665.067.068.071.0日本53.551.050.052.053.5中國81.399.5167.9180.2240.7中東和非洲41.546.047.548.552.0西歐262.0291.5294.4301.8327.7總計(jì)820.26899.3987.71016.51165.0

世界聚氨酯產(chǎn)品產(chǎn)量及預(yù)測(cè)萬噸當(dāng)前14頁，總共53頁。原料名稱1998年2000年2001年2002年2006年聚合MDI147.5161.7177.9193.7235.9純MDI59.064.068.069.574.5TDI120.0121.5127.6130.0145.0脂肪族異氰酸酯11.012.013.5515.020.0聚醚多元醇323.6345.0350.0355.0364.0聚酯多元醇76.594.5114.0123.0140.0總計(jì)737.6798.7851.1886.3979.9

世界聚氨酯主要原料消耗量及預(yù)測(cè)萬噸當(dāng)前15頁，總共53頁。世界聚氨酯產(chǎn)品市場(chǎng)消耗比例當(dāng)前16頁，總共53頁。產(chǎn)品類型2001年產(chǎn)量/萬t預(yù)測(cè)年均增長(zhǎng)率/％硬泡27.1015.4軟泡40.21310涂料48.5096.9彈性體36.5897.5膠粘劑和密封膠15.56256.2總計(jì)167.93857.5中國聚氨酯產(chǎn)品2001年產(chǎn)量及2001～2006增長(zhǎng)預(yù)測(cè)當(dāng)前17頁，總共53頁。1981～2002中國PU產(chǎn)量變化返回目錄當(dāng)前18頁，總共53頁。二、聚氨酯主要原料當(dāng)前19頁，總共53頁。1、異氰酸酯及其結(jié)構(gòu)特征一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在分子結(jié)構(gòu)中含有異氰酸酯基團(tuán)(－N＝C＝O）的化合物，均稱為異氰酸酯（isocyanate）,其結(jié)構(gòu)通式如下：

R－（NCO）n

式中R為烷基、芳基、脂環(huán)基等；n＝1、2、3….整數(shù)。在聚氨酯材料合成中，主要使用n≥2的異氰酸酯化合物。當(dāng)前20頁，總共53頁。二、異氰酸酯的分類（1）異氰酸酯基團(tuán)數(shù)量（2）異氰酸酯結(jié)構(gòu)當(dāng)前21頁，總共53頁。三、重要的異氰酸酯1）甲苯二異氰酸酯TDI當(dāng)前22頁，總共53頁。2）二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯MDI3）多苯基甲烷多異氰酸酯（聚合MDI或粗品MDIPAPI）當(dāng)前23頁，總共53頁。4）液化MDI①氨基甲酸酯(urethane)改性的液化MDI。②碳化二亞胺(carbodiimide)和脲酮亞胺

(uretonimine)型改性液化MDI③摻合型液化MDI

克服了純MDI的一些缺陷（常溫下固體，使用要融化,多次加熱影響性能）當(dāng)前24頁，總共53頁。5）特殊異氰酸酯六亞甲基二異氰酸酯HDI異佛爾酮二異氰酸酯IPDI對(duì)苯二異氰酸酯PPDI萘-1,5-二異氰酸酯NDI當(dāng)前25頁，總共53頁。2、低聚物多元醇化合物一、結(jié)構(gòu)凡是在分子鏈上含有兩個(gè)或兩個(gè)以上以上端羥基（或氨基）的聚酯多元醇(polyesterployol)和聚醚多元醇(ployetherployol)叫作低聚物多元醇。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。R-(OH)n

當(dāng)前26頁，總共53頁。二、分類當(dāng)前27頁，總共53頁。3、擴(kuò)鏈（交聯(lián)）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、四官能度的交聯(lián)劑。當(dāng)前28頁，總共53頁。當(dāng)前29頁，總共53頁。4、催化劑當(dāng)前30頁，總共53頁。5、其它助劑發(fā)泡劑阻燃劑增塑劑防老劑紫外線吸收劑防霉劑抗靜電劑當(dāng)前31頁，總共53頁。三、聚氨酯材料的主要化學(xué)特點(diǎn)

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（-NCO）的化合物。其化學(xué)活性主要表現(xiàn)在其特征基團(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)（),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。當(dāng)前32頁，總共53頁。

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)。可與異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)的活性氫化合物有醇、水、胺(氨)、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，所以可以合成出結(jié)構(gòu)、性能各異的聚氨酯（脲）材料。當(dāng)前33頁，總共53頁。聚氨酯合成的主要反應(yīng)異氰酸酯與醇的反應(yīng)異氰酸酯與苯酚的反應(yīng)異氰酸酯與水的反應(yīng)異氰酸酯與羧酸的反應(yīng)異氰酸酯與胺的反應(yīng)異氰酸酯與氨基甲酸酯及脲的反應(yīng)自聚反應(yīng)異氰酸酯與環(huán)氧化合物的反應(yīng)縮聚反應(yīng)異氰酸酯與羧酸酐的反應(yīng)當(dāng)前34頁，總共53頁。當(dāng)前35頁，總共53頁。

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。一）聚氨酯泡沫塑料二）聚氨酯彈性體三）聚氨酯粘合劑四）聚氨酯涂料（噴涂聚脲）五）聚氨酯的其它用途四、聚氨酯材料的種類及用途返回主頁當(dāng)前36頁，總共53頁。當(dāng)前37頁，總共53頁。當(dāng)前38頁，總共53頁。聚氨酯泡沫塑料：由大量微細(xì)孔洞及聚氨酯樹脂孔壁組成的多孔性聚氨酯材料，一般稱之為“聚氨酯泡沫塑料”（PolyurethaneFoamorCellularPolyurethane)。聚氨酯泡沫是聚氨酯材料中用量最大的品種之一，用量在50％以上。主要特征：多孔性、低密度、比強(qiáng)度高、無臭、透氣性好（軟泡）、高絕熱性（硬泡）、泡孔均勻、耐老化，對(duì)金屬、木材、玻璃、纖維等具有很強(qiáng)的粘附性。一）、聚氨酯泡沫塑料當(dāng)前39頁，總共53頁。

根據(jù)所用原料品種不同及配方用量的變化，可以制成不同密度、不同性能的軟泡、半硬質(zhì)以及硬質(zhì)泡沫材料，用于各種保溫隔熱材料、緩沖材料、座椅靠墊及床墊等。由于生產(chǎn)工藝的不同以及配方組分的可調(diào)性，聚氨酯可以制備許多不同品種的泡沫塑料，分類如下。⑴硬泡及軟泡⑵高密度及低密度泡沫⑶聚酯型、聚醚型泡沫⑷TDI型、MDI型泡沫⑸聚氨酯泡沫及聚異氰脲酸酯泡沫⑹一步法及預(yù)聚法生產(chǎn)⑺連續(xù)法及間歇法生產(chǎn)⑻塊狀泡沫和模塑泡沫當(dāng)前40頁，總共53頁。1)、軟質(zhì)聚氨酯泡沫定義：軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(flexiblePUfoam,簡(jiǎn)稱聚氨酯軟泡)是指具有一定彈性的一類柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一種聚氨酯產(chǎn)品。特性：聚氨酯軟泡的泡孔結(jié)構(gòu)多為開孔的。一般具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能。主要用作家具墊材、交通工具座椅墊材、各種軟性襯墊層壓復(fù)合材料，工業(yè)和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱保溫材料等。在聚氨酯泡沫塑料制品中，有60%以上是軟泡。當(dāng)前41頁，總共53頁。分類

A、按軟硬程度即耐負(fù)荷性能的不同：聚氨酯軟泡可分為普通軟泡、超柔軟泡沫、高承載型軟泡、高回彈泡沫等。

B、生產(chǎn)工藝可分為：塊狀泡沫及模塑軟泡．

塊狀泡沫：通過連續(xù)法生產(chǎn)的大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品。

模塑軟泡：一般為間隙法生產(chǎn)，原料直接在模具中發(fā)泡成型，即制成所需形狀的泡沫制品。模塑泡沫按熟化方式分，可分為熱熟化和冷熟化軟泡。

C、以多元醇原料分：聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。當(dāng)前42頁，總共53頁。主要用途1、座椅、沙發(fā)、頭枕、床墊等當(dāng)前43頁，總共53頁。聚氨酯慢回彈枕頭汽車頭枕當(dāng)前44頁，總共53頁。當(dāng)前45頁，總共53頁。2、各種服裝襯里當(dāng)前46頁，總共53頁。當(dāng)前47頁，總共53頁。3、各種減震、包裝墊材當(dāng)前48頁，總共53頁。4、密封條當(dāng)前49頁，總共53頁。5、其它

各種玩具、超柔軟泡沫、網(wǎng)化泡沫、高吸水泡沫、吸音泡沫等。網(wǎng)化泡沫吸音泡沫當(dāng)前50頁，總共53頁。2）、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(rigidPUfoam)簡(jiǎn)稱聚氨酯硬泡，這類泡沫塑料具有絕熱效果好、重量輕、比強(qiáng)度大、耐化學(xué)品優(yōu)良以及隔音效果好等特點(diǎn)。已成為一類重要的合成樹脂絕熱材料，用量?jī)H次于聚氨酯軟泡。聚氨酯硬泡在建筑、石油化工、冷藏、造船、車輛、航空、機(jī)械、儀表等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用，作絕熱材料和結(jié)構(gòu)材料。其中最主要的