聚氨酯PU材料知识分享
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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。
泡沫凝胶后，将泡沫体移入具有一定环境温度的场所进行熟化处理，让泡沫内部的聚合反应全部完成。熟化温度和时间要是泡沫种类而定，块料泡沫一般需要熟化24H以上，才能进行后到加工。
That’s All
Thank you
A material is composed of all or almost of polyester polyol 白料，完全或者大部分由聚酯多元醇组成
PU食品级软管和PU工业软管都是用PU聚氨酯材料制成的，那到底食品级软管和工业软管材质有什么区别?目前，高性能的工业软管大都采用聚氨酯(PU)材料，聚氨酯(PU)大致主要有聚醚型聚氨酯与聚酯型聚氨酯两种，两种聚氨酯在性能上有些差异。PU食品级软管，防水解防微生物，基本都是采用聚醚型聚氨酯。一般工业软管会采用聚酯型聚氨酯。 总的来说，聚酯型聚氨酯的机械性能更好，而聚醚型聚氨酯的化学性能更优越。在选择工业软管材料的时候，需要高机械性能的应用，如高耐磨，宜采用聚酯型聚氨酯，而需要高化学性能的应用，如耐水解，耐微生物，宜采用聚醚型聚氨酯。所以到底是使用哪种材质，还是要根据具体工况来判断。聚醚型TPU与聚酯型TPU之间所存在的差异，聚醚型:高强度、耐水解和高回弹性，低温性能好。聚酯型较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。软质段的差异，对物性所形成的影响如下：抗拉强度： 聚酯系 > 聚醚系；撕裂强度： 聚酯系 > 聚醚系；耐磨耗性： 聚酯系 > 聚醚系；耐药品性： 聚酯系 > 聚醚系；透明性： 聚酯系 > 聚醚系；耐菌性： 聚酯系 < 聚醚系；湿气蒸发性： 聚酯系 < 聚醚系；低温冲击性： 聚酯系 < 聚醚系。
经过短时间的诱发后，发泡气体（如二氧化碳，二氯甲烷）开始扩散，进入并扩大细小的气泡，发泡料液逐渐变白成乳状，从开始混合到乳化这段时间称为乳白期或乳白时间。软泡的乳白期一般6~15s。
随着发泡气体的增多，发泡无聊开始明显膨胀。同时，随着聚合反应的进行，液相粘度不断上升。在发泡过程中，气泡总数保持不变。当体系充分发泡时，气泡壁不能承受气体压力而发生破裂，气体便从气孔中溢出，使泡沫成为开孔结构，此时泡沫已充分凝胶并由一定强度，足以保持泡沫态。在泡沫块料生产时，可以观察到泡沫块高度略有下沉。通常把从物料混合到完全起发（以气泡爆裂为指标）这段时间成为起发时间。对于连续发泡，起发时间一般在100~180s。箱式发泡一般在80~150s。
PU Elastomers聚氨酯弹性体
CPU 浇注型聚氨酯弹性体
TPU 热塑性聚氨酯弹性体
Flexible PU 软质聚氨酯
Simi-rigid PU 半硬质聚氨酯
rigid PU 硬质
PU foaming PU发泡
TPU 热塑性聚氨酯弹性体
PU sizing agent 聚氨酯浆料
Spandex 聚氨酯纤维
PU Coating 聚氨酯涂层
PU Adhesives 聚氨酯胶粘剂
PU wheel, Roller, sealing ring, shoe sole, building material, etc…
PU leather
textile
Engineering coating, Cloth waterproof coating
PU foaming classification
5
Classify PU balcohols
Ether聚醚型
Ester聚酯型
A material is composed of all or almost of polyether polyol 白料，完全或者大部分由聚醚多元醇组成
PU material definition
PU (Polyurethane, 聚氨基甲酸酯) is high-molecular compound. Polymer the backbone has --NHCO– (酰胺基团) can call Polyurethane. 聚氨酯，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。主链含—NHCOO—（酰胺基团）重复结构单元的一类聚合物，都称之为聚氨酯。In PU production, the main content is MDI (Diphenyl-methane-diisoc, 二苯甲烷二异氰酸酯), TDI (Toluene diisocyanate, 甲苯二异氰酸酯), PPG (Poly propylene glycol, 聚丙二醇，)聚氨酯主要原料包括二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG，聚醚型多元醇的一种。），
6
PU foaming material component
将聚醚多元醇和二异氰酸酯先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂和其他添加剂，载高速搅拌下混合进行发泡。固化后在一定温度下熟化即软质泡沫塑料。其流程示意图如下
7
PU foaming progress
8
配料与混合Material collocation and mixing
3
历史：聚氨酯（PU）最早是在20世纪30年代，由德国科学家研发而成，德国科学家将液态的异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯缩聚生成一种新型材料，该材料的物理性能参数与当时的聚烯烃材料并不相同，科学家将其命名为聚氨酯。异氰酸酯是异氰酸的各种酯类总称。若以－NCO基团的数量分类，包括单异氰酸酯R－N=C=O和二异氰酸酯O=C=N－R－N=C=O及多异氰酸酯等；也可以分为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯，目前芳香族异氰酸酯的使用量最大，如MDI、TDI等。
PU material introduction
Dylan Chen2022-09-09
2
Content
PU material definitionPU classificationPU Foaming principlePU foaming material componentPU foaming progressPU Wheel cost & Rubber wheel cost comparisonPU material and Rubber material performance comparison
PU foaming classification
4
PU MATERIAL APPLICATION CLASSIFICATION
Seat, headrest, sponge
Armrest, steering wheel
Core of steering wheel, insulating layer, building fill,
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。
泡沫凝胶后，将泡沫体移入具有一定环境温度的场所进行熟化处理，让泡沫内部的聚合反应全部完成。熟化温度和时间要是泡沫种类而定，块料泡沫一般需要熟化24H以上，才能进行后到加工。
That’s All
Thank you
A material is composed of all or almost of polyester polyol 白料，完全或者大部分由聚酯多元醇组成
PU食品级软管和PU工业软管都是用PU聚氨酯材料制成的，那到底食品级软管和工业软管材质有什么区别?目前，高性能的工业软管大都采用聚氨酯(PU)材料，聚氨酯(PU)大致主要有聚醚型聚氨酯与聚酯型聚氨酯两种，两种聚氨酯在性能上有些差异。PU食品级软管，防水解防微生物，基本都是采用聚醚型聚氨酯。一般工业软管会采用聚酯型聚氨酯。 总的来说，聚酯型聚氨酯的机械性能更好，而聚醚型聚氨酯的化学性能更优越。在选择工业软管材料的时候，需要高机械性能的应用，如高耐磨，宜采用聚酯型聚氨酯，而需要高化学性能的应用，如耐水解，耐微生物，宜采用聚醚型聚氨酯。所以到底是使用哪种材质，还是要根据具体工况来判断。聚醚型TPU与聚酯型TPU之间所存在的差异，聚醚型:高强度、耐水解和高回弹性，低温性能好。聚酯型较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。软质段的差异，对物性所形成的影响如下：抗拉强度： 聚酯系 > 聚醚系；撕裂强度： 聚酯系 > 聚醚系；耐磨耗性： 聚酯系 > 聚醚系；耐药品性： 聚酯系 > 聚醚系；透明性： 聚酯系 > 聚醚系；耐菌性： 聚酯系 < 聚醚系；湿气蒸发性： 聚酯系 < 聚醚系；低温冲击性： 聚酯系 < 聚醚系。
经过短时间的诱发后，发泡气体（如二氧化碳，二氯甲烷）开始扩散，进入并扩大细小的气泡，发泡料液逐渐变白成乳状，从开始混合到乳化这段时间称为乳白期或乳白时间。软泡的乳白期一般6~15s。
随着发泡气体的增多，发泡无聊开始明显膨胀。同时，随着聚合反应的进行，液相粘度不断上升。在发泡过程中，气泡总数保持不变。当体系充分发泡时，气泡壁不能承受气体压力而发生破裂，气体便从气孔中溢出，使泡沫成为开孔结构，此时泡沫已充分凝胶并由一定强度，足以保持泡沫态。在泡沫块料生产时，可以观察到泡沫块高度略有下沉。通常把从物料混合到完全起发（以气泡爆裂为指标）这段时间成为起发时间。对于连续发泡，起发时间一般在100~180s。箱式发泡一般在80~150s。
PU Elastomers聚氨酯弹性体
CPU 浇注型聚氨酯弹性体
TPU 热塑性聚氨酯弹性体
Flexible PU 软质聚氨酯
Simi-rigid PU 半硬质聚氨酯
rigid PU 硬质
PU foaming PU发泡
TPU 热塑性聚氨酯弹性体
PU sizing agent 聚氨酯浆料
Spandex 聚氨酯纤维
PU Coating 聚氨酯涂层
PU Adhesives 聚氨酯胶粘剂
PU wheel, Roller, sealing ring, shoe sole, building material, etc…
PU leather
textile
Engineering coating, Cloth waterproof coating
PU foaming classification
5
Classify PU balcohols
Ether聚醚型
Ester聚酯型
A material is composed of all or almost of polyether polyol 白料，完全或者大部分由聚醚多元醇组成
PU material definition
PU (Polyurethane, 聚氨基甲酸酯) is high-molecular compound. Polymer the backbone has --NHCO– (酰胺基团) can call Polyurethane. 聚氨酯，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。主链含—NHCOO—（酰胺基团）重复结构单元的一类聚合物，都称之为聚氨酯。In PU production, the main content is MDI (Diphenyl-methane-diisoc, 二苯甲烷二异氰酸酯), TDI (Toluene diisocyanate, 甲苯二异氰酸酯), PPG (Poly propylene glycol, 聚丙二醇，)聚氨酯主要原料包括二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG，聚醚型多元醇的一种。），
6
PU foaming material component
将聚醚多元醇和二异氰酸酯先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂和其他添加剂，载高速搅拌下混合进行发泡。固化后在一定温度下熟化即软质泡沫塑料。其流程示意图如下
7
PU foaming progress
8
配料与混合Material collocation and mixing
3
历史：聚氨酯（PU）最早是在20世纪30年代，由德国科学家研发而成，德国科学家将液态的异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯缩聚生成一种新型材料，该材料的物理性能参数与当时的聚烯烃材料并不相同，科学家将其命名为聚氨酯。异氰酸酯是异氰酸的各种酯类总称。若以－NCO基团的数量分类，包括单异氰酸酯R－N=C=O和二异氰酸酯O=C=N－R－N=C=O及多异氰酸酯等；也可以分为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯，目前芳香族异氰酸酯的使用量最大，如MDI、TDI等。
PU material introduction
Dylan Chen2022-09-09
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Content
PU material definitionPU classificationPU Foaming principlePU foaming material componentPU foaming progressPU Wheel cost & Rubber wheel cost comparisonPU material and Rubber material performance comparison
PU foaming classification
4
PU MATERIAL APPLICATION CLASSIFICATION
Seat, headrest, sponge
Armrest, steering wheel
Core of steering wheel, insulating layer, building fill,