轮胎聚氨酯专利PU中

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聚氨酯PU

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
概述、聚氨酯的主要原料-异氰酸酯
PUR的分子结构中均含有异氰酸酯（—NCO—）基团。生产PUR 用得最多的是甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）
1.甲苯二异氰酸酯（TDI）TDI是水白色或浅黄色液体，具有强烈的刺激性气味，毒性大，对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，吸入高浓度TDI蒸气对人体有害。DI常用于软质PUR泡沫制品
聚醚多元醇主要品种有聚氧化丙烯醚二醇和聚四氢呋喃醚二醇。这类多元醇粘度低、可在常温下混合、制得的PUR弹性大、成本低。适用于软质PUR泡沫塑料制品。
聚酯多元醇常见的品种有二元酸与二元醇反应生成的线型聚酯多元醇，主要用于软质PUR制品；二元酸与三元醇反应生成的支化聚酯多元醇及芳香聚酯主要用于硬质PUR制品。
2. 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI） MDI毒性比TDI弱，使用较方便。MDI常用于半硬和硬质PUR泡沫塑料。
3. 多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）PAPI是一种不同官能度的多异氰酸酯混合物。主要用于硬质PUR制品及混炼、浇注PUR 制品。
概述、聚氨酯的主要原料-多元醇
制备PUR的多元醇一般为分子内含有两个以上羟基的有机化合物，常见的有聚酯多元醇和聚醚多元醇。它们在PUR中的含量决定了材料的软硬、柔韧和刚性。
书》后，有关氟氯烃(CFC)发泡剂的替代问题，经10多年的研究，已取得显著进展。
概述-聚氨酯的主要原料脂肪族
异氰酸酯脂环族
芳香族
聚酯多元醇环氧丙烷聚醚多元醇
低聚物多元醇聚醚多元醇四氢呋喃聚醚多元醇

聚氨酯PU材料知识分享

随着聚合反应和发泡反应的进行，发泡体系由液体想高粘弹态转变，并逐渐失去流动性并成为固态。这一过程即为凝胶。从物料混合到泡沫塑料达到凝胶强度所需的时间称为凝胶时间。一般为起发时间后的20~120s。（但有的冷热化泡沫的起发时间比凝胶时间长，为了检验泡沫体是否凝胶，可以插入泡沫内2~4cm深，如果感到有一定阻力，说明泡沫已经凝胶了。如果轻触泡沫表面不在发粘，说明已经到了不粘时间。
乳化（发白）Emulsify
凝胶Gel
熟化Aging
起发Start foaming
原料组分通过计量按比例输入混合头，并充分搅拌混合。混合式液体会产生微小的气泡，这些坟山均匀的微小气泡就是就是泡沫形成过程中的形核，在低压发泡机中，需要将少量空气注入混合头，一直有足够的气泡形核。Every raw constituents mixes by casting nozzle in proportion
Chemical principle of PU foaming
多元醇与多异氰酸酯生成聚氨酯的反应，是所有聚氨酯泡沫塑料制备中都存在的反应。发泡过程中的“凝胶反应”一般即指氨基甲酸酯的形成反应。因为泡沫原料采用多官能度原料，得到的是交联网络，这使得发泡体系能够迅速凝胶。基团反应如下：—NCO+—OH→—NHCOO—在有水存在的发泡体系中，例如聚氨酯软泡发泡体系、水发泡聚氨酯硬泡体系，多异氰酸酯与水的反应不仅生成脲（Urea, niào）的交联（凝胶反应），而且是重要的产气发泡反应。所谓“发泡反应”，一般是指有水参加的反应。—NCO+H2O+OCN—→—NHCONH—+CO2↑上述几个反应产生大量的热，这些热量可促使反应体系温度迅速增加，是发泡反应在短时间内完成。并且，反应热为物理发泡剂（辅助发泡剂）的气化发泡提供了能量。

tpu与pu区别

tpu与pu区别TPU（热塑性聚氨酯弹性体）是新兴的塑料品种，由于TPU具有良好的加工性、耐候性、环保性，被广泛应用于鞋材、管材、薄膜、滚轮、电缆电线等相关行业。

聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚，B为含2-12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是用二异氰酸酯，通常是MDI连接。

一般的结构式为见图。

热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性。

在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起，恢复原有固体的性能。

聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类，白色无规则球状或柱状颗粒，相对密度1．10-1．25，聚醚型相对密度比聚酯型小。

聚醚型玻璃化温度为100．6-106．1℃，聚酯型玻璃化温度108．9-122．8℃。

聚醚型和聚酯型的脆性温度低于-62℃，硬醚型耐低温性忧于聚酯型。

聚氨酯热塑性弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。

聚氨酯热塑性弹性体无毒、无味，可溶于甲乙配、环己酮、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺等溶剂，也能溶于甲苯、醋酸乙酯、丁酮、丙酮以适当比例组成的混合溶剂中，呈现无色透明状态，有较好的贮存稳定性。

PU聚氨酯，是由二异氰酸酯或多异氰酸酯与带有2个以上羟基的化合物反应生成之高分子化合物的总称，其主链上含有许多重复的NHCOO基团。

常用的二异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)等。

根据所用羟基组分的不同，可分为聚酯型和聚醚型两类。

聚胺酯

目录[隐藏]∙ 1 研究开发的历史∙ 2 合成o 2.1 原材料▪ 2.1.1 异氰酸酯▪ 2.1.2 多元醇▪ 2.1.3 扩链剂和交联剂▪ 2.1.4 催化剂▪ 2.1.5 表面活性剂∙ 3 性质o 3.1 化学性质o 3.2 物理性质∙ 4 生产与应用∙ 5 回收[编辑]研究开发的历史聚胺酯的研究开发最初是由Otto Bayer和他的同事合作于1937年在德国勒沃库森的I.G..Farben实验室开始的。

他们通过实验应用加成聚合原理，利用液态异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯生成一种有别于当时已发现的聚烯烃和缩聚生成塑料的新型塑料---聚胺酯。

新的单体混合物也不同于Wallace Carothers 已取得的对于聚酯的专利。

起初，应用仅限于纤维和软质泡沫。

随后其发展受二次世界大战影响（期间PU只小范围用于航空座椅），直到1952年异氰酸酯才开始可以通过商业途径购买到。

1954年，开始使用甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚脂多元醇生产用于商业用图的软质聚胺酯泡沫。

这种泡沫（起初被发明者称作仿制的瑞士奶酪）的发明归功于把水加入到反应体系当中，这些物质也用来生产硬质泡沫，粘胶和弹性体。

线性纤维是由六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和1，4-丁二醇（BDO）反应生成的。

第一种商业生产的聚醚多元醇，聚（四亚甲基醚）乙二醇，是由杜邦于1956年用四氢呋喃聚合生成的。

BASF和陶氏化学在随后的1957年推出比较便宜的聚烷烃二元醇.这些聚醚多元醇表现出了技术和商业上的优势，如：低成本，易处理，优异的水解稳定性；而且在制备聚氨酯时可以快速取代聚酯多元醇。

其他的PU推进者还有Union Carbide 和Mobay Corporation, 一家Monsanto/Bayer 合资创办的公司。

1960年软质聚胺酯泡沫的产量达到四万五千吨。

经过十多年的发展，随着氯氟烷烃鼓泡剂的出现，便宜的聚醚多元醇，和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的出现推动了硬质聚胺酯泡沫在高性能的隔热材料的运用。

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PU

聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。
聚氨酯橡胶
产品应用（发泡聚氨酯制品）
聚氨酯橡胶
聚氨酯橡胶性能（弱点）
（1）耐水解性能比较差，尤其是温度稍高或酸碱介质存在下水解更快；（2）滞后损失大，在高速运动中的厚制品积累热较高，影响使用。
聚氨酯橡胶
聚氨酯橡胶分类(按加工方式）
浇注型聚氨酯混炼型聚氨酯热塑性聚氨酯
聚氨酯橡胶
PU类型
浇注型
优点
缺点
最大限度地发挥聚氨酯弹性体的特点，工艺简单，制造加工设备和模具费低，可机械或手工操作
聚氨酯橡胶
聚氨酯涂层剂
聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，它的优势在于：涂层柔软并有弹性；涂层强度好，可用于很薄的涂层；涂层多孔，具有透湿和通气性能；耐磨，耐湿，耐干洗。其不足在于：成本较高；耐气候性差；遇水、热、碱要水解。
聚氨酯橡胶
硬质聚醚型塑料
该制品最大特点是：可根据具体使用要求，通过改变原料的规格、品种和配方，合成所需性能的产品。该产品质轻（密度可调），比强度大，绝缘和隔音性能优越，电气性能佳，加工工艺性好，耐化学药品，吸水率低，加入阻燃剂，亦可制得自熄性产品。主要用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料，高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料起保温隔音和轻量化的作用。超低密度的硬泡可做防震包装材料及船体夹层的填充材料。
聚氨酯橡胶
产品应用
目前聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已有各种规格用途的泡沫塑料组合料(双组分预混料)，主要用于(冷熟化)高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。

PU专利

一
种含无卤膨胀型阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯混合物
【明人】裘雪阳、朱峰、吴伟俊发
【申请人】杭州捷尔思阻燃化工有限公司
【公告号】Ｃ００８６Ｎ１１５６９
【公告日】２０．０２０７１．４
【文摘】本发明涉及一种含无卤膨胀型阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯混合物。它需要解决的技术问题是，本发明需要解决的技术问题是，提高阻燃材料的柔软性、机械强度和阻燃性，而且无卤，符合Ｒｈｏｓ指令要求。它包括如下重量的组分：无卤膨胀型阻燃剂８０～４％，极限拉伸强度≥ ８ａ１ｍｐ的热塑性聚氨酯聚合物其余量；所述的极限拉伸强度８ａｔ１ｍｐ￣热塑性聚氨酯聚合物为热塑－９Ｉ生聚酯型聚氨酯弹性体，热塑性聚醚型聚氨酯弹性体，热塑性聚碳酸酯型聚氨酯弹性体中的一种或多种的混合物。
【文摘】本发明公开了一种高固含量水性聚氨酯，其特征在于，它由如下组分配比构成，甲苯二异氰酸酯４．０５５份、聚碳酸酯９ — ０份、新戊二醇３５０１０．份、芳基磺酸钠聚酯多元醇２ — ０、水１０１Ｏ。０３份０ —２份其制备方法包括如下步骤，首先在反应釜中加入聚碳酸酯、新戊二醇、甲苯二异氰酸酯；然后升温至７ ℃反应１１５Ｊｔ回流；升温至８ ℃反应２３Ｊ，０－．，－ｑ，ｔ５￣１ｇ＂降温至６ ℃，加入芳基磺酸钠聚酯多元醇，再￣－Ｊ＇，又５在６ ℃下反应２３Ｊ时，测量ＮＯ值至达标得予聚体待用；在乳化釜中加水，低速搅拌，将予聚体缓慢０－／￣Ｃ加入乳化釜的水中乳化，乳化３４Ｊ］后即可出料。本发明具有环保、成本低等优点。－／－ｑ＇ｊ＂

PU类素材

聚氨酯泡沫塑料
PU泡沫塑料为PU最主要的品种，约占整个PU的一半以上。P(J泡沫塑料按制品的性能可分为软质、半硬和硬质三种。
1、软质PU泡沫塑料、软质泡沫塑料
软质PU泡沫塑料俗称 “海绵”，开孔率达95%，用量占整个泡沫塑料的60% 以上。软质PU泡沫塑料的配方为:多元醇为相对分子质量2000～4000、官能度为2～3 的聚醚型，异氰酸为TDI、用量为多元醇的1.1倍以下，发泡剂为水和物理发泡剂，催化剂为胺、锡并用，具体配方如下：聚醚多元醇 100 胺、锡催化剂 0.9 水 3 硅酮泡沫稳定剂 13 二氯甲烷 6 TDI 110 软质PU泡沫塑料可用一步法和预聚体法成型，但以预聚体法为主。生产工艺为块状连续生产法和间歇模塑生产方法。软质PU泡沫塑料的具有轻度的交联结构，其相对密度为0.02～0.04，回弹性高。软质PU泡沫塑料主要用于家具 (如床垫、座垫和沙发)体育防震用品及防震包装材料三大领域。
聚氨酯弹性体
不同塑料的耐磨性
品种磨耗量/mg 品种磨耗量/mg
PU弹性体 0.5～0.35 PA66 49
PA610 16 LDPE 70
PFT膜 18 HPVC 122
PA11 24Biblioteka ABS 275HDPE 29 PS 324
(2)PU的热学性能 PU弹性体的耐热性较差，一般只能在80℃以下使用，温的热学性能度超过80℃会导致性能下降。但PU弹性体的耐低温性较好，并以聚醚型力最佳，可在-62～-70℃温度范围内使用。 (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，的环境性能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、耐非极性和弱极性溶剂性能好，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弹性体的生理相容性好，具有良好的抗血栓性，可用于医学。 (4)PU的电学性能 PU弹性体的电性能较好。其硬度越大，电性能越好。但的电学性能 PIJ吸水后电性能下降，限制了在高绝缘场合的应用。

聚氨酯

聚氨酯英文缩写为PU，是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物的总称，聚氨酯PU根据应用不同填料，有CPU、TPU、MPU 等简称。

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。

其原材料可分为异氰酸酯类(如MDI和TDI)、多元醇类(如PO和PTMEG)和助剂类(如DMF)。

聚氨酯橡胶(UR)是由聚酯(或聚醚)与二异氰酸脂类化合物聚合而成的。

它的化学结构比一般弹性聚合物复杂，除反复出现的氨基甲酸酯基团外，分子链中往往还含有酯基、醚基、芳香基等基团。

UR分子主链由柔性链段和刚性链段镶嵌组成。

柔性链段又称软链段，由低聚物多元醇(如聚酯、聚醚、聚丁二烯等)构成；刚性链段又称硬链段，由二异氰酸酯(如TDI、MDI等)与小分子扩链剂(如二元胺an-元醇等)的反应产物构成。

软链段所占比例比硬链段多。

软、硬链段的极性强弱不同，硬链段极性较强，容易聚集在一起，形成许多微区分布于软链段相中，称为微相分离结构，它的物理机械性能与微相分离程度有很大关系。

UR分子主链之间由于存在由氢键的作用力，因而具有高强度高弹性。

聚氨酯橡胶具有硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧、耐辐射、耐化学药品性好及良好的导电性等优点，是一般橡胶所不能比的；耐磨性能是所有橡胶中最高的，实验室测定结果表明，UR的耐磨性是天然橡胶的3～5倍，实际应用中往往高达l0倍左右；在邵尔A60至邵尔A70硬度范围内强度高、弹性好；缓冲减震性好，室温下，UR减震元件能吸收10 ～20 振动能量，振动频率越高，能量吸收越大；耐油性和耐药品性良好，UR与非极性矿物油的亲和性较小，在燃料油(如煤油、汽油)和机械油(如液压油、机油、润滑油等)中几乎不受侵蚀，比通用橡胶好得多，可与丁腈橡胶媲美；耐低温、耐臭氧、抗辐射、电绝缘、粘接性能良好。

缺点是在醇、酯、酮类及芳烃中的溶胀性较大；摩擦系数较高，一般在0．5以上。

聚氨酯

聚氨酯聚氨酯（英语：Polyurethane，缩写为PU）是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元的一类高分子。

这种高分子材料广泛用于黏合剂，涂层，低速轮胎，垫圈，车垫等工业领域。

聚氨酯是指具有氨基甲酸酯结构的高分子材料，生产反应见下图：聚氨酯属于反应型高分子材料，同类的塑料还包括：环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛塑料。

其中的氨基甲酸酯基团是由异氰酸酯官能团-N=C=O和羟基-OH反应生成的。

聚氨酯是由聚亚氨脂和多元醇在催化剂和其它助剂存在下加成聚合反应而生成。

既然这样，聚亚氨酯是一个含有两个以上异氰酸官能团 R-(N=C=O)n ≥ 2的分子，而多元醇是一个含有两个以上羟基官能团 R'-(OH)n ≥2的分子. 反应产物是包含有氨基甲酸酯基 -RNHCOOR'-的聚合物. 异氰酸酯会和任何含有活泼氢离子的分子发生反应。

更重要的是，异氰酸酯会和水反应生成脲键并放出二氧化碳。

它们还会和聚醚胺反应生成聚脲。

商业制造时，液态异氰酸酯和包含多元醇、催化剂和其它助剂的混合物反应生成聚氨酯。

这两种组分即通常所指的聚氨酯配方体系。

北美称异氰酸酯为A组分，或叫“ISO”。

多元醇和其它助剂的混合物被称为B组分，或叫“POLY",这种混合物有时也被称作树脂或树脂混合物。

在欧洲，A 组分和B组分正好相反。

树脂混合的助剂可以包括链增长剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料。

聚氨酯中第一个必不可少的的组分是异氰酸酯。

含有两个异氰酸酯官能团的分子叫二异氰酸酯。

这些分子也被称作单体，因为他们是用来生成含有三个以上异氰酸酯官能团的聚合异氰酸酯。

异氰酸酯可以分成芳香族的，如二苯甲烷二异氰酸酯（MDI)或甲苯二异氰酸酯（TDI)；还有脂肪族的，如六亚甲基二异氰酸酯（HDI）或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI). 聚合的异氰酸酯如聚合二苯基甲烷二异氰酸酯,它是由含有二、三、四或更多异氰酸酯官能团（平均2.7个官能团）的分子混合组成的。

免充气轮胎用聚氨酯弹性体的合成及性能

第３８卷　第２期２０２３年６月西　南　科　技　大　学　学　报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３８Ｎｏ．２Ｊｕｎｅ２０２３ＤＯＩ：１０．２００３６／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１８７５５．２０２３．０２．００４收稿日期：２０２２－０７－０６；修回日期：２０２２－１０－１２基金项目：四川省科技厅项目（２０２１ＹＦＧ００９３）；四川省重大科技成果转化示范项目（２０１８ＣＣ００２４）作者简介：第一作者，唐书通（１９９８—），男，硕士研究生，Ｅｍａｉｌ：１１５８５３９９９１＠ｑｑ．ｃｏｍ；通信作者，刘海东（１９８５—），男，副教授，研究方向为材料加工，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｈａｉｄｏｎｇ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ；通信作者，陈大德（１９６３—），男，高级工程师，研究方向为免充气轮胎结构设计，Ｅｍａｉｌ：１８１４５５１９８８＠ｑｑ．ｃｏｍ免充气轮胎用聚氨酯弹性体的合成及性能唐书通１　熊恒森１　余前孙２　刘海东１　陈大德２（１．西南科技大学制造过程与测试技术教育部重点实验室　四川绵阳　６２１０１０；２．深圳市道瑞轮胎有限公司　广东深圳　５１８１００）摘要：以聚己内酯（ＰＣＬ）为软段，二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ－１００）和１，４－丁二醇（ＢＤＯ）为硬段，通过分子结构设计制备具有优良动态力学性能和低温性能的浇注型聚氨酯弹性体，并将聚氨酯弹性体用于制备免充气轮胎。

研究了预聚体ＮＣＯ（异氰酸酯基）质量分数和软段分子量对弹性体动态力学性能和低温性能的影响。

结果表明：当预聚体ＮＣＯ质量分数为６．０％，分子量１０００和２０００的ＰＣＬ质量比为１５∶１０时，合成的聚氨酯弹性体综合性能最佳，此弹性体的玻璃化转变温度为－１３．２５℃，常温下硬度为８５．０Ａ，拉伸强度为４９．２１±２．３９ＭＰａ，断裂伸长率为（６７９．２６±１７．１６）％，循环拉伸弹力恢复率为８９．９６％；动态力学分析结果显示此弹性体的储能模量为１７．５ＭＰａ，损耗因子ｔａｎδ仅为０．１６７（２５℃）。

聚碳酸酯型水性聚氨酯(下)

聚碳酸酯型水性聚氨酯（下）作者：叶青萱来源：《粘接》2014年第11期（接上期）3.2.1 以聚碳酸芳酯制备PCDL-WPUPCDL型PU在耐热及耐水解性方面是PU中最佳的耐久等级，作为耐久性膜、汽车和家具用人造皮革涂层材料（尤其是水性涂料）、胶粘剂等被广泛应用。

但目前广泛市售的聚碳酸酯二醇，主要是由1，6-己二醇合成所得，其缺点：（1）因系结晶体，常温下为蜡状，无流动性，操作困难；（2）制得的PU软段的凝集性高，低温时的柔韧性、伸长率、弯曲度以及回弹性欠佳，限制其广泛应用；（3）所得PU溶液的黏度高，成型或涂敷时操作性差；（4）由其制得的人造皮革，其质感差，不如天然皮革。

三菱化学公司专利[24]提供了常温下为液体、操作性能优异的含有聚碳酸酯二醇的组合物。

该组合物可长期保持作为PU应用时所要求的物性，即PCDL-PU固有特性——耐热性、耐候性、耐水性、回弹性以及低温下的柔韧性及弯曲性。

该公司使用所开发的新型含有聚碳酸酯二醇的组合物制造的人造革的质感变优；制作的涂料柔韧性提高。

为提高PCDL- PU成型及涂布的操作性，所制WPU溶液的黏度被降低。

此外，在制造工序中不含会过度促进PU反应的Ti系催化剂，所制组合物的着色性轻。

该专利采用碳酸二芳酯、丁二醇和新戊二醇为主要原料制备PCDL-WPU。

制作成本低，加有新戊二醇后，所得WPU黏度低，操作性良好。

力学测试显示的拉伸断裂应力及拉伸断裂伸长率数据也表明了产物的充分柔软性。

3.2.2 以CO2为原料制备聚碳酸酯CO2-环氧化物共聚物是指由CO2与环氧烷烃在Co-Zn 双金属氰化物催化剂存在下通过共聚合成的一种高分子材料。

由于共聚过程中CO2与环氧烷烃不能完全交替插入，该共聚物实际上是一种聚（碳酸酯-醚）树脂。

CO2-环氧化物共聚物可完全被微生物分解，是一种理想的完全生物分解型高分子材料，且其制备过程简单，原料成本低廉，具有良好的应用前景。

CO2基聚（碳酸酯-醚）与二异氰酸酯或多异氰酸酯反应形成的聚合物材料，具有良好的耐溶剂、耐水解和抗氧化等性能。

聚氨酯(PU)助剂

聚氨酯助剂助剂是橡胶工业的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂，按所起作用的不同，可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。

1 合成助剂1.1 催化剂及阻聚剂在聚氨酯弹性体的合成中，为了加快主反应的速度，往往需要加入催化剂，常用的催化剂有叔胺和有机锡两类，叔胺类有三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺、二甲基乙醇胺、吗啡啉等，其中以三乙烯二胺最重要；有机锡类有辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。

此外，还有有机汞、铜、铅和铁类，以有机铅、汞最为重要，如辛酸铅和乙酸苯汞等。

有机二元酸，如己二酸、壬二酸可作为聚醚型聚氨酯浇注橡胶的催化剂。

胺类催化剂多用于泡沫配方中的成泡反应，在聚醚体系中，胺和锡类催化剂并用可获得最佳的泡孔结构。

有机锡类催化剂通常催化HO和NCO反应过程，可避免OH的副反应，该类催化剂除提高总的反应速率外，还能使高分子质量多元醇与低分子质量多元醇的反应活性趋于一致，从而使制得的预聚物具有较窄的分子质量分布和较低的粘度。

使用催化剂对弹性体最终制品的性能是有不良影响的，主要影响高温性能和耐水解性。

阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、己二酰氯等。

1.2 扩链剂和扩链交联剂在聚氨酯弹性体的合成中，扩链剂是指链增长反应必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇类、烯丙基醚二醇等。

浇注型聚氨酯弹性体除烯丙基醚二醇不适用外，其他扩链或扩链交联剂都可以使用，热塑性聚氨酯弹性体仅使用二醇类；混炼型聚氨酯弹性体既可使用二醇也可用烯丙基醚二醇类。

一般低分子质量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂，脂肪族二元醇有乙二醇、丁二醇和己二醇等，其中最重要的是1，4-丁二醇（BDO），在制备热塑性聚氨酯时用得最多，它不仅起扩链作用，还可调整制品硬度。

在芳香族二元醇中，较重要的是对苯二酚二羟乙基醚（HQEE），其结构式是：它能提高聚氨酯弹性体的刚性和热稳定性；另一种芳族二醇是间苯二酚二羟乙基醚（HER），它能最大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性，而同时又可将收缩率限制到最小。