增强聚氨酯泡沫塑料的研究

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聚氨酯泡沫材料及成型方法总结

聚氨酯泡沫材料及成型方法总结聚氨酯泡沫材料一、概况聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。

凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。

一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯(通常为甲苯二异氰酸酯，简称TDI)与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。

由于聚氨酯的结构不同，性能也不一样。

利用这种性质，聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。

近二十年来，聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快，特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速。

泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相对密度较小，质轻，隔热隔音，比强度高，减振等优异特性。

根据所用原料不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种。

聚氨酯原料异氰酸酯脂肪族脂环族芳香族多元醇聚酯多元醇聚醚多元醇其它多元醇扩链剂胺类扩链剂醇类扩链剂催化剂叔胺类催化剂金属有机催化其它助剂阻燃剂抗氧剂紫外线吸收剂着色剂增塑剂图1 聚氨酯泡沫合成主要原料1.1聚氨酯泡沫形成的化学机理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二、软质聚氨酯泡沫塑料软质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯软泡）是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。

2024年聚氨酯泡沫塑料市场前景分析

聚氨酯泡沫塑料市场前景分析1. 引言聚氨酯泡沫塑料是一种多功能材料，具有优异的绝缘性能和轻质化特性。

它广泛应用于建筑、交通运输、电子电器等领域。

本文将对聚氨酯泡沫塑料市场的前景进行分析。

2. 市场趋势2.1 市场规模聚氨酯泡沫塑料市场规模逐年增长，预计在未来几年内将保持良好的增长势头。

这主要得益于建筑行业和汽车行业的需求增加以及环保要求的提高。

2.2 应用领域扩大随着技术的不断进步，聚氨酯泡沫塑料在各个领域的应用得到了扩大。

除了传统的建筑和交通领域，聚氨酯泡沫塑料在电子、医疗和包装行业也有着广泛应用的潜力。

2.3 环保要求的提高聚氨酯泡沫塑料作为一种环保材料，受到了市场的追捧。

其低碳、低污染的特性符合现代社会对环保材料的需求。

随着环保要求的提高，聚氨酯泡沫塑料的市场前景将更加广阔。

3. 竞争分析3.1 市场竞争格局聚氨酯泡沫塑料市场存在着激烈的竞争格局。

主要的竞争者包括国内外一些知名的化工企业。

这些企业通过技术创新、产品质量和价格竞争来争夺市场份额。

3.2 技术创新的重要性在竞争激烈的市场环境下，技术创新对于企业的发展至关重要。

通过不断进行研发和创新，企业可以提高产品的性能和降低成本，从而在市场上占据竞争优势。

4. 市场驱动因素4.1 建筑行业的需求增加建筑行业是聚氨酯泡沫塑料的主要应用领域之一。

随着全球城市化的加速推进，建筑行业的需求持续增加，为聚氨酯泡沫塑料市场的发展提供了动力。

4.2 汽车行业的发展汽车行业对聚氨酯泡沫塑料的需求也在不断增加。

聚氨酯泡沫塑料在汽车制造过程中能提供隔音、保温、减震等优势，因此受到汽车制造商的青睐。

4.3 环保意识的增强全球范围内环保意识的增强也成为聚氨酯泡沫塑料市场发展的重要驱动因素。

作为一种环保材料，聚氨酯泡沫塑料在减少能源消耗和碳排放方面具有优势，符合当今社会对可持续发展的要求。

5. 市场挑战5.1 原材料价格波动聚氨酯泡沫塑料的生产过程中需要用到一些特定的原材料，其价格的波动会对企业的成本造成压力。

浅析提高聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的方法

来源于：注塑塑胶网浅析提高聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的方法含表皮的聚氨酯泡沫塑料（PUF）外观密实平整，但其上却难以形成良好润湿和牢固附着的聚氨酯涂层，原因是其表面存在大量泡孔和缝隙，同时含有脱模剂。

本文采用不了几种不同的方法来改善涂层的润湿和附着。

PUF块的制备将南京塑料厂生产的聚醚型多元醇与重庆长风化工厂生产的PAPI，在一定的催化剂（二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺以及蒸馏水）存在下混合搅拌，装入已经预热好的板材模具内（模具内壁刷涂沈阳沈新公司产的LK888脱模剂），发泡时控制泡沫体密度在0.4~0.5 g/cm3以内。

30~60 min后放入100℃的烘箱中保温4h以上。

1周后将试样取出并在铣床和车床上将PUF板材加工成数量尽可能多的100 mm×100 mm×15 mm的小方块，每一小方块至少有一个100 mm×100 mm的PUF表皮面（以下称表皮），用于进行各种实验。

表面不含脱模剂的PUF试样的制备本过程基本上与上述制法相同，不同的是模具内不刷涂脱模剂，而是采用PC薄膜紧贴模具内壁，脱模后，只需将PC膜撕开即可。

溶剂擦拭实验溶剂的擦拭取两块表面含脱模剂的100 mm×100 mm×15 mmPUF小方块，首先以烃类溶剂75#航空汽油（脱模剂的溶剂为烃类化合物）擦拭表皮，待溶剂挥发后，再以极性溶剂乙酸丁酯擦拭表皮。

取两块表皮不含脱模剂的100 mm×100 mm×15 mmPUF 小方块，只用乙酸丁酯进行擦拭。

涂装处理待溶剂挥发后，对含脱模剂和不含脱模剂PUF表皮进行涂装处理。

喷涂时控制涂层的厚度在0.1~0.15 mm以内，涂层太厚，易导致自身的脱落；涂层太薄，遮盖力差，引起测试附着力产生误差。

测试涂层的附着力待涂层自固化一周后，将涂有涂层的PUF加工成φ20 mm×8 mm的圆片，采用LY 12铝柱和环氧胶粘剂对圆片的两端进行粘接，以便拉伸机的装卡（因为对PUF进行装卡，其强度不够）。

聚氨酯硬质泡沫塑料的特点

近几十年来，聚氨酯硬质泡沫塑料的产量年增长速度十分惊人，这主要是由于它具有许多引人注目的特点所决定的。

(1)聚氨酯硬质泡沫塑料具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好的优点。

根据聚氨酯硬泡的用途、要求不同，其泡沫体的密度通常低于150kg/m[sup]3[/sup]，包装行业使用的硬泡密度甚至达到8kg/m[sup]3[/sup],-一般绝热材料所用硬泡的密度约为28 ~60kg/ m[sup]3[/sup]。

在日本对用于绝热用途的聚氨酯硬泡已颁布标准，按硬度划分基本可分为三类。

低密度聚氨酯硬泡密度25 ~30kg/ m[sup]3[/sup] ;中密度聚氨酯硬泡密度40 ~60kg/ m[sup]3[/sup];高密度聚氨酯硬泡密度大于150kg/ m[sup]3[/sup]。

聚氨酯硬泡的机械强度好，在低温环境下，其强度不仅不会下降，而且还有所提高，它们在低温下的尺寸稳定性好，不收缩。

在温度为-20℃的条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于1%。

(2)聚氨酯硬质泡沫塑料的绝热性能优越。

聚氨酯硬质泡沫体的闭孔结构含量大于90%，封存在泡孔内的气体具有极低的热传导系数，因此，用聚氨酯硬泡制备的绝热型材，即使在很薄的情况下，也能获得很好的绝热效果，是目前建筑材料中绝热性能最好的品种。

(3)粘合力强。

聚氨酯硬泡对钢、铝、不锈钢等金属，对木材、混凝土、石棉、沥青、纸以及除聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯等以外的大多数塑料材料，都具有良好的粘接强度，适宜制备包覆各种面材的绝热型材及电气设备绝热层的灌封，能实现工业化大规模生产的需要。

(4)老化性能好，绝热使用寿命长。

实际应用表明:在外表皮未被破坏时，在-190~ 70℃下长期使用，寿命可达14年之久。

显示出优越的抗老化性能。

使用非渗透性饰面材料，在长期使用的过程中，能始终保持优异的隔热效果。

(5)反应混合物具有良好的流动性，能顺利地充满复杂形状的模腔或室间。

聚氨酯硬泡制备的复合材料重量轻，易于装配，且不会吸引昆虫或鼠类咀嚼，经久耐用。

植物纤维填充聚氨酯泡沫复合材料的研究进展

Ｗ／（ｍ・Ｋ）Ｅｚｚ３。２００８年Ｗａｎｇ等以思茅松木纤维、异
氰酸酯和多元醇为主要原料，应用聚氨酯发泡技术和人造板
热压技术制造出木质发泡复合材料。他们通过扫描电镜分
析复合材料的微观形貌，发现木纤维松散地交织，纤维间由
聚氨酯微孔结构连接。研究得出，树脂和发泡剂的质量分数
为２０％、热压温度为１２０℃、热压时间为１５ｍｉｎ的条件下，这种木纤维发泡复合材料的性能满足ＥＮ一６２２标准要求［２…。２０１３年Ｇｕ等应用大豆基多元醇、木浆纤维（粒径１８０～８５０ “ｍ）制造聚氨酯泡沫复合材料，并研究了复合材料的泡孔形态、力学性能和热性能。扫描电子显微镜的结果显示，加入木纤维能够增大泡沫单元的尺寸。热重分析和差示扫描量热法的结果表明，材料的玻璃化转变温度（ｔ）大幅升高而分
当亚麻纤维的含量增至１０ｐｈｐ时，对泡孔尺寸没有明显影响，但是对泡孔各向异性指数有影响嵋…。２０１３年Ｋｕｒａｎｓｋａ
曲性能的影响，得出纤维表面处理方法为复合处理、纤维质
量分数是影响复合材料弯曲性能的主要因素，黄麻与玻璃纤
等又采用油菜籽油多元醇和亚麻纤维，制造表观密度为３００
ｋｇ／ｍ３的聚氨酯泡沫复合材料，结果表明纤维的加入明显提高了材料的力学性能和隔热性能口１Ｉ。
域得到广泛应用［１＿４］。为了优化性能、扩大其用途，近年来采
用各种材料和方法对硬质聚氨酯泡沫进行改性，使其向复合材料发展，其中加入植物纤维制造填充型聚氨酯泡沫复合材料是研究的一个重要方向。植物纤维均是富含羟基的天然
高分子化合物，理论上这些化合物可以部分代替聚醚或聚酯
多元醇与异氰酸酯发生加成反应，因此植物纤维的加入可以
的具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯的
主要产品是聚氨酯泡沫，分为软质聚氨酯泡沫、硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫。目前，聚氨酯泡沫已在建筑、石化、冷藏、交通工具、航空航天、电气仪表、医用材料等多个领

增强硬质聚氨酯泡沫塑料的吸湿效应研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｍｏｓｕｒｂｓｒｔｏａｄｍｅｈａｉａｐｏｅｔｅｆｔｋｎｄｆｒｉｆｒｅｉｉｐｌｕｅｈｎｉｔｅａｏｐｉｎｎｃｎｃｌｒｐｒｉｓｏｗｏｉｓｏｅｎｏｃｄｒｇｄｏｙｒｔａｅ
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＣＳＩＴＩＮＤＵＳＴＲＹ
第３增刊ｓ７卷１２００９年６月
增强硬质聚氨酯泡沫塑料的吸湿效应研究
李敬明，周筱雨，颜熹琳
（国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳６１０）中２９０摘要：对两种增强硬质聚氨酯泡沫塑料在不同温湿度条件下的吸湿性能和力学性能进行了研究。结果表明，增强
域 ¨ 。目前，添加玻璃微珠及玻璃纤维是硬质聚氨
１实验部分
１１实验样品．
两种增强硬质聚氨酯泡沫塑料的密度均为０５．
ｃｍ，其泡孔结构为开孔，其中玻璃纤维增强聚硬质氨酯泡沫塑料吸湿性能及压缩性能试件的规格为ｑ２ｂ０ｍｍｘ０ｍｍ，玻璃微珠增强硬质聚氨酯泡沫塑料吸２湿性能及压缩性能试件的规格为６０ｍｍｘ５ｍ，６０ｍ５
进一步分析表明这主要是由于玻璃微珠增度下两种增强硬质聚氨酯泡沫塑料的吸湿曲线表现出强聚氨酯泡沫塑料内部泡孔较小玻璃微珠表面粗糙相同的变化趋势在初始阶段水分在材料中的扩散且分散较广如图2所示从而使其内部的比表面很快随着时间的延长扩散速率降低最后达到饱和积明显大于玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料内部的比表塑料工业2009正面积因而使其在相同的外界水蒸气压作用下吸收的果的平均值

聚氨酯泡沫塑料——高化实验报告

聚氨酯泡沫塑料的制备2011011743 分1 黄浩一、实验目的1. 了解制备聚氨酯泡沫塑料的反应原理。

2. 了解各组份的作用及影响。

二、实验原理本实验是使用聚醚与异氰酸酯扩链生成预聚体，并利用水和异氰酸酯的反应来发泡并进一步延长分子链，最终生成多孔松软的发泡塑料。

聚氨酯泡沫塑料的合成可分为三个方面：1. 预聚体的合成。

由二异氰酸酯单体与聚醚330N反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。

2. 发泡与扩链。

在预聚体中加入适量的水，异氰酸酯端基与水反应生成氨基甲酸，随机分解生成一级胺与CO2，放出的CO2气体上升膨胀，在聚合物中形成气泡，并且生成的一级胺可与聚氨酯、二异氰酸酯进一步发生扩链反应。

3. 交联固化。

游离的异氰酸酯基与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联形成体型网状结构。

在本实验中，合成的是软质泡沫塑料，交联反应相对较少，但也存在。

聚氨酯泡沫塑料的软硬取决于所用的羟基聚醚或聚酯，使用较高分子量及相应较低羟值的线型聚醚或聚酯时，得到的产物交联度较低，制得的是线性聚氨酯，为软质泡沫塑料；若用短链或支链的多羟基聚醚或聚酯，所得聚氨酯的交联密度高，为硬质泡沫塑料，伸长率小于10%，复原慢；此外还有半硬质泡沫塑料，性能在上述两种之间。

除了软硬之外，泡沫塑料还有开孔和闭孔之分，前者类似于海绵，具有相互联通的小孔结构，而后者则是由高聚物包裹起来的气囊所构成。

在发泡塑料中，多孔结构可以由聚合本身放出，也可以加入发泡剂，如碳酸氢铵、挥发性溶剂，或者直接在预聚物中吹入气体。

聚氨酯属于聚合反应本身产生气体，异氰酸酯可以与任何带有活泼氢的物质反应，当与水反应时，会产生二氧化碳和有机胺类，后者会继续与异氰酸酯反应，即扩链。

在泡沫塑料的制备过程中，也会使用催化剂，二价的有机锡、锌盐或三级胺，都能活化异氰酸酯。

聚氨酯泡沫塑料有三种制备方法，分别是预聚体法、半预聚体法和一步法，前两者是先聚合、扩链生成预聚体，再进行发泡、交联等，适于制备硬质泡沫塑料。

聚氨酯泡沫塑料的用途

聚氨酯泡沫塑料的用途
聚氨酯泡沫塑料是一种高分子聚合物，具有多种优良特性，广泛应用于多个领域。

以下是其主要用途：
保温隔热：聚氨酯泡沫塑料是一种优秀的保温材料，其闭孔结构使得热传导系数较低，具有良好的保温性能。

这种材料广泛应用于建筑、冷库、船舶、汽车等领域的保温隔热。

吸音降噪：由于聚氨酯泡沫塑料的多孔性，它可以吸收声波，达到降低噪音的效果。

密封防水：聚氨酯泡沫塑料具有良好的密封性能，可以有效地防止水和潮气的侵入。

这种性能使其在建筑、水利工程、隧道等领域得到广泛应用。

增强支撑：聚氨酯泡沫塑料具有一定的强度和支撑能力，可以增强建筑物的结构稳定性。

防火隔热：聚氨酯泡沫塑料具有优良的阻燃性能，能在火灾中起到一定程度的隔热和防火效果。

抗震缓冲：由于其轻质、多孔的结构，聚氨酯泡沫塑料可以有效地吸收地震能量，起到抗震缓冲的作用。

填充材料：聚氨酯泡沫塑料可以作为填充材料用于汽车、飞机、船舶等交通工具的内部结构中，起到减重、隔音、保温等作用。

制作家具：聚氨酯泡沫塑料还常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具等的制作，因其具有良好的弹性和柔软性。

此外，聚氨酯泡沫塑料还可以用于精密仪器、贵重器械、高档工艺品的缓冲包装或衬垫缓冲材料的制作，以及精致的、保护性极好的包装容器的制作。

总之，由于其多种优良性能，聚氨酯泡沫塑料在许多领域都有广泛的应用。

聚氨酯泡沫塑料的研究与应用

聚氨酯泡沫塑料的研究与应用摘要：随着科学技术的不断进步，聚氨酯泡沫塑料得到了越来越高的关注度，因其具有优异的新跟那个，被广泛应用与各行各业中。

本文主要论述了聚氨酯泡沫塑料的发展和应用，并介绍了研究人员通过对聚氨酯泡沫塑料的改性，优化和提高其各方面性能，从而拓宽其应用范围。

关键词：聚氨酯，泡沫塑料，应用，改性1.泡沫塑料的概述泡沫塑料也称多孔塑料，是由传统的热塑性和热固性树脂作为原材料，通过各种发泡技术制备而成，在传统的固体塑料中填充大量的气体微孔，其结构如同海绵，属于高分子类材料。

因为泡沫塑料具有很优良的性质，如密度低质量小、吸收噪音效果好、绝热保温性能优异等，所以近年来得到了越来越多的关注。

泡沫塑料的制备成型过程简单，品种多，性能优异，在现代塑料工业中已经成为不可或缺的产品[1]。

1.聚氨酯泡沫塑料的概述聚氨酯（PU），全称为聚氨基甲酸酯，由多异氰酸酯类与多元醇类反应生成的聚合物，是在20世纪40年代，由德国科学家拜尔所发明[2]。

聚氨酯材料材料有不同的分子结构，如线形结构和体型结构，故其具有不同的性能，其结构和性能可以通过调整原材料中官能团数目来调整。

聚氨酯制品可以分为泡沫类和非泡沫类两种，聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯制品中最重要的品种，同时也是泡沫塑料的一个重要分支，被称为“第五大塑料”[3]。

聚氨酯泡沫塑料是由黑料和白料反应制备而成，其中黑料是多异氰酸酯，白料包含多元醇、表面活性剂、催化剂、发泡剂等。

根据不同的配方，改变其中一种原料的量，调整原料官能团数目就可以制备具有不同结构和性能的聚氨酯泡沫塑料[4]，由于聚氨酯这种独特的特性，聚氨酯材料制备的泡沫塑料有很多种品种，具有不同的性能，可以满足不同领域的需求。

1.聚氨酯泡沫塑料的应用聚氨酯泡沫塑料在全球功能性塑料用量中排名第五，是应用较为广泛的高分子材料之一[5]。

聚氨酯泡沫塑料的导热系数很低，保温效果较好，与其他保温材料相比，达到同样的保温效果，聚氨酯泡沫塑料所需要的厚度最小，可以将其作为一种性能优异的保温材料。

玻纤增强硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展

玻纤增强硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展朱海静杨伟李忠明杨鸣波(四川大学高分子材料科学与工程学院，成都610065)王建华罗陈雷芦艾田春蓉(中国工程物理研究院化工材料研究所，绵阳610003)摘要主要介绍近年来玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的成型方法、力学性能及形态结构等方面的研究进展，探讨了玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的增强机理，详细讨论了玻璃纤维的长度、含量对增强硬质聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响。

关键词聚氨酯泡沫塑料玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料是一种应用广泛的工程材料，是使用特殊的发泡工艺制作而成的，具有相对密度低，比模量、比强度高，以及较好的绝热、隔音、耐化学腐蚀性，受到工程界的普遍重视。

作为一种理想的轻质结构材料，它广泛用于航空结构件、航海结构件及体育运动器材等方面；作为一种很好的能量吸收材料，它经常用作各种防撞缓冲包装或衬垫材料；此外，较高密度的聚氨酯泡沫塑料还可以作为工程结构材料使用。

不过聚氨酯泡沫塑料强度较低，在许多特殊的工作条件下达不到使用要求，所以很多研究工作者都开展了对聚氨酯泡沫塑料增强的研究。

增强聚氨酯泡沫塑料是一种新型的复合材料，自20世纪70年代末注模成型技术出现后，这种材料得到了迅速发展。

1 玻纤增强聚氨醋泡沫塑料的成型方法随着机械设备的发展和改进，玻纤(GF)增强聚氨酯泡沫塑料成型方法呈现多样化的趋势，典型的有浇注成型、注射成型等。

浇注成型是用搅拌器将GF分散到组合聚醚中，分散均匀后加入一定配比的异氰酸酯，快速搅拌，迅速进行浇注，固化。

这种成型方式成本较低，模具装置简单，但循环周期较长，不方便连续化作业，而且制品的性能不易得到保证，主要是由于空气排除性差和模具的不密封性，造成制品中存在空气气泡，在制品的后处理过程中可能发生泡沫不稳定现象。

聚醚和异氰酸酯在搅拌时，要进行真空脱气，以减少制品中空气空隙。

但抽真空降低了生产效率，限制了其工业化生产。

增强反应注射成型(BRIM)是将纤维和聚醚搅拌混合，分别通过不同的管道将异氰酸酯和聚醚的混合物按一定比例输送到模具中成型。

聚氨酯泡沫塑料的阻燃

聚氨酯泡沫塑料的阻燃聚氨酯泡沫塑料是一种广泛应用于建筑、交通工具、电子电器、包装等领域的材料。

与传统的聚苯乙烯泡沫塑料相比，聚氨酯泡沫塑料具有更高的强度和较好的防潮、防水性能。

但是，聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能却较差，易引起火灾事故。

因此，在提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能方面，进行了大量的研究。

聚氨酯泡沫塑料的阻燃机理聚氨酯泡沫塑料的基础材料是聚异氰酸酯（Polyisocyanurate）。

在生产过程中，需要将异氰酸酯与多元醇反应，生成聚氨酯多元醇（Polyurethane）。

在加入膨胀剂后，聚氨酯多元醇开始氧化聚合反应，生成大量水和二氧化碳，从而形成泡沫结构。

然而，聚氨酯泡沫塑料在长时间高温的条件下，易引发燃烧。

由于聚氨酯泡沫塑料中含有大量的烃类有机物，燃烧后会产生大量有害气体，从而对环境和人体健康造成极大的危害。

因此，提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，对于减少火灾事故和保护环境具有极其重要的意义。

提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能的方法1.添加阻燃剂在聚氨酯泡沫塑料的生产过程中，可以添加阻燃剂。

阻燃剂是一种可以减少燃烧或延缓燃烧的添加剂。

在实验室的测试中，添加阻燃剂确实能够显著提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能。

然而，阻燃剂的添加量过大会影响泡沫的物理性能，从而降低泡沫的强度和密度，使其难以正常使用。

因此，在实际应用中，需要选择合适的阻燃剂，准确控制添加量。

2.添加无机材料另一种提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能的方法是添加无机材料，如纳米氧化铝、纳米钛白粉等。

这些无机材料能够单独或者与阻燃剂共同作用，产生化学反应，从而减缓聚氨酯泡沫塑料燃烧的速度。

添加无机材料能够显著提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，且不会对泡沫的物理性能产生不利影响。

3.改变聚氨酯的结构改变聚氨酯的结构也是提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的一种方法。

例如，通过选择合适的异氰酸酯和多元醇，可以得到不同结构的聚氨酯，从而影响其燃烧机理和热分解性能。

同时，也可以通过改变材料的配方、工艺等方法来调整其物理性能和化学性能，从而提高其阻燃性能。

聚氨酯泡沫材料的物理化学性质研究

聚氨酯泡沫材料的物理化学性质研究一、简介聚氨酯泡沫材料概述聚氨酯泡沫材料，又称“PU泡沫材料”，是一种常见的塑料材料，具有较优异的绝热和吸音性能，常用于建筑、交通工具、电子电器等领域。

其泡沫结构能够隔绝外界声音和温度，减少能量的流失，具有良好的环保性能，因此备受人们青睐。

二、物理化学性质聚氨酯泡沫材料主要物理化学性质1. 密度：聚氨酯泡沫材料具有低密度的特点，可根据需要控制泡沫的密度，从而达到不同需求的性能。

2. 导热性：聚氨酯泡沫材料的导热系数较低，具有良好的绝热性能，能减少能量的流失。

3. 吸音性：聚氨酯泡沫材料具有良好的吸音声学特性，可吸收声音波能并减少声学干扰。

4. 稳定性：聚氨酯泡沫材料具有较好的稳定性，能够长时间保持其性能。

5. 机械性能：聚氨酯泡沫材料具有较好的机械性能，可根据需要进行强度调整，尤其适合作为轻质材料。

三、应用领域聚氨酯泡沫材料的主要应用领域1. 建筑领域：聚氨酯泡沫材料被广泛应用于建筑领域，主要用于建筑保温、隔音等方面，减少能量和声音的流失，提高建筑的舒适度。

2. 交通运输领域：聚氨酯泡沫材料可用于汽车、火车、船舶等交通工具的制造、保温和隔音材料。

3. 冷链物流领域：聚氨酯泡沫材料作为保温材料，可应用于冷链物流领域，维护冻品、冷鲜食品等货物的质量。

4. 电子电器领域：聚氨酯泡沫材料可用于电子电器领域中的隔热、吸音和补强材料。

四、研究进展聚氨酯泡沫材料的研究进展1. 研究结构和性能：近年来，有研究者通过多种方法研究了聚氨酯泡沫材料的结构和性能，其中包括原位聚合、反应挤出和发泡技术等。

2. 研究制备反应动力学：研究者通过对聚氨酯泡沫材料的反应动力学进行深入研究，探索泡沫材料的反应机理，优化材料的制备工艺。

3. 研究功能化改性：一些研究者将聚氨酯泡沫材料进行功能化改性，增强材料的耐老化性和性能。

4. 研究其它改性途径：还有研究者将聚氨酯泡沫材料与其它材料进行复合，以实现多种性能的综合。

关于聚氨酯泡沫塑料发泡的研究

影响泡沫性能的因素：原料配比：配料占比影响泡沫化学结构，直接影响物理性能（水---密度，有机锡/胺类----气孔开裂或者闭孔，异氰酸酯---硬度）搅拌速率：聚氨酯软质泡沫塑料的承载能力和回弹性随搅拌速率的增大而增大，而拉伸强度和撕裂强度先增大后减小温度：温度会影响反应速率和反应程度，在异氰酸酯温度一定的情况下，泡沫密度一般随着温度上升而下降，收缩性增加，流动性下降，硬度下降泡沫易产生缺陷注料：注料量一般超过模具所需量5%，且勿振动，保证制品硬度硬度均匀和表面质量模具结构：气孔数量影响气体的析出，模具的气孔越小越好。脱模剂：方便泡沫制品脱出。 … … …
二、聚氨酯发泡工艺
制造方法简介
针对座椅泡沫，成型方法主要是模具成型，就是把液体物料通过计量泵的计算，由合头充分混合后注入模具，在模具内固化成型。
模塑发泡示意图
二、聚氨酯发泡工艺
座椅泡沫模具：按结构分-----两片式模具（上模、下模）常用模具材料：钢、铝、铸铝环氧？？
泡沫模具内容
2、聚氨酯发泡工艺
底部空洞
1锡助剂量太多
4 泡体底部出现蜂窝状孔洞两层皮 2料温太高
出现
3底纸不平或倾倒料时泼溅
1减少锡助剂用量 2调整料温 3正确操作
5
烧心泡体内部发黄变质没有强度易撕碎、冒烟
发泡过程中放热太多且不能尽快散发出去，是导致内燃的危险因素
1检查TDI计量是否准确 2检查H2O用量是否太多
2、聚氨酯发泡工艺
一、聚氨酯软泡发泡原理简介
3、主要发泡过程及主要化学反应
⑤熟化过程（3）脲基甲酸酯反应（氨基甲酸酯基团中氮原子上的氢与异氰酸酯反应，形成脲基甲酸酯）
（4）缩二脲反应（脲基中氮原子上的氢与异氰酸酯反应形成缩二脲）

聚氨酯泡沫塑料的制备实验

聚氨酯泡沫塑料的制备实验聚氨酯是由异氰酸酯和羟基化合物通过逐步加聚反应得到的聚合物。

它具有各方面的优良性能，因此得到了广泛的应用。

目前的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘接剂。

其中以聚氨酯泡沫塑料的产量最大，由于它具有消音、隔热、防震的特点。

主要用于各种车辆的坐垫、消音防震材料以及各种包装用途一、实验目的熟悉多种不同密度软质和硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，了解聚氨酯泡沫塑料发泡的原理。

对比软硬泡沫使用原料的不同，合理设计配方，掌握分析影响泡沫材料性能的工艺因素二、基本原理聚氨酯泡沫的形成是一种比任何其他聚氨酯的形成都远为复杂的过程，处在聚合物系统中的化学和物理状态变化外，泡沫的形成又增加了胶体系统的特点。

要了解聚氨酯泡沫的形成，还需要涉及到气体发生和分子增长的高分子化学、核晶过程和稳定泡沫的胶体化学以及聚合体系熟化时的流变学。

聚氨酯泡沫的制造分为三种预聚体法、半预聚体法和一步法。

本实验主要采用一步法。

一步法发泡即是将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、、水以及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂等一次加入，使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时进行，在物料混合均匀后，1—10秒即行发泡，0.5-3分钟发泡完毕，并得到具有较高分子量、一定交联密度的泡沫制品。

要制得孔径均匀和性能优异的泡沫，必须采用复合催化剂、外加发泡剂和控制合适的条件，使三种反应得到较好的协调。

在聚氨酯泡沫制备过程中主要发生如下反应。

1、预聚体的合成由二异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。

OCN -R-NCO + H OOH OCN-R-NH-C-OOO-C-NH-R-NCOO2、起泡的形成与扩链异氰酸根与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成胺与与二氧化碳，放出的二氧化碳气体在聚合物中形成起泡，并且生成的端基聚合物可与异氰酸根进一步发生扩链反应得到含脲基的聚合物NCO + H 2ONH-C-OHNH 2 + CO 2ONH 2 +NCO扩链N-CH-NHO 3、交联固化异氰酸根与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联，形成网状结构NH CO NHR + OCN -R -NCO + NHCONH + CON -R -NCO +------R聚氨酯泡沫塑料按其柔韧性可分为软泡沫和硬泡沫，主要取决于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用较高分子量及相应的较低羟值的线性聚醚或聚酯多元醇时，得到的产物交联度较低，为软质泡沫；若用短链或支链较多的聚醚或聚酯多元醇时，为硬质泡沫。

聚氨酯泡沫塑料剪切力学性能的研究

角 , 由扭转变形分析经一定换算得到. 图 1 给出的剪切应力2剪应变曲线代表了圆柱试件表层材料的应力2应变行为. 可见 , 聚氨酯泡沫塑料在剪切变形下的应力2应变关系具有明显的非线性特征 , 曲线的形状类似于相同材料的拉伸应力2应变曲线 , 基本上分为 2 个变形区域 : 线性区和非线性区. 根据线性区的剪应力和剪应变可确定材料的剪切模量值 , 而根据非线性区的最大应力值可定义材料的极限剪切强度. 由 (4 至 5 个实心及空心泡沫塑料试件的) 实验曲线得到的泡沫塑料剪切弹性模量、剪切破坏强度和剪切断裂应变值
收稿日期 : 1998207223 第一作者男 38 岁副教授 100083 北京 1) 国家自然科学基金 (19672005) ,中国工程物理研究院科学技术基金 (960318) 和中科院力学研究所 LNM 开放实验室基金资助项目
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1
-
ρf ρm
+ 95
1-
ρf ρm
10 3
C
=
175
1
-
ρf ρm
式中 Gf 和 Gm 分别为泡沫塑料和基体材料剪切
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弹性模量 ;ρf 和 ρm 分别为泡沫塑料和基体材料
密度. 假设基体材料是不可压缩的 ,则可由聚氨酯
3 剪切力学性能的理论预测
3. 1 剪切模量的预测
基于文献[ 6 ]的结果 ,泡沫塑料的剪切模量可用如下公式估算 :
Gf
=
Gm
2A -
B + B2 2A
4AC
(1)
其中
A

纳米二氧化硅增强硬质聚氨酯泡沫塑料的制备

国　防　科　技　大　学　学　报第26卷第4期 JOURNA L OF NA TIONA L UNIVERSITY OF DEFE NSE TECHNO LOGY V ol.26N o.42004文章编号:1001-2486(2004)04-086-04纳米二氧化硅增强硬质聚氨酯泡沫塑料的制备Ξ王　军1,高　四1,王亦菲1,汪　萍1,王建华2,刘永华2(1.国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙　410073;2.中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳　621900)摘　要:采用功率超声,将纳米二氧化硅颗粒分散到多次甲基多苯基多异氰酸酯体系内,然后与聚醚多元醇聚合制得了纳米二氧化硅增强的硬质聚氨酯泡沫塑料。

SE M分析表明,纳米二氧化硅均匀分散在聚氨酯泡沫中。

在较低添加量时,纳米二氧化硅使压缩强度和冲击强度有一定提高,但会引起多次甲基多苯基多异氰酸酯粘度迅速增加,从而导致发泡反应困难,当添加量为7wt%时,压缩强度和冲击强度开始下降。

关键词:聚氨酯泡沫塑料;纳米二氧化硅;力学性能中图分类号:T B331 文献标识码:APreparation of N ano Silicon Dioxide R einforcedRigid Polyurethane FoamW ANGJun1,G AO S i1,W ANG Y i2fei1,W ANG Ping1,W ANGJian2hua2,LI U Y ong2hua2(1.C ollege of Aerospace and M aterial Engineering,National Univ1of Defense T echnology,Changsha410073,China;2.Institute of Chem ical M aterials,China Academy of Engineering Physics,M ianyang621900,China)Abstract:By power ultras onic,nano silicon dioxide particles were dispersed into polyaryl2polymethylene2is ocryanate(PAPI)and rigid polyurethane foams rein forced by nano S iO2were prepared by polymerization PAPI with polyether poly ol.SE M was em ployed to observe the structures of S iO2filled polyurethane foam and showed that nano S iO2particles had been dispersed uniformly in foam.Results of mechanic test show that nano S iO2particles in low loading fraction can increase the com pressed strength and im pact strength of the rigid polyurethane foam.But the addition of nano S iO2conduces to the rapid accretion of viscosity of PAPI,which makes the foam reaction difficult to set in and the im pact strength decreases with the addition of7%nano S iO2.K ey w ords:polyurethane foam;nano silicon dioxide;mechanical properties硬质聚氨酯泡沫塑料具有较高的压缩强度和较好的尺寸稳定性,可以部分代替木材、金属和其他塑料,在国防、军工、汽车、交通、运输、建筑和体育等行业具有广泛的应用。

玻纤增强聚氨酯泡沬轨枕性能及其在国铁线路中的应用

・39・2020年第35卷第5期2020.Vol.35 No.5聚氨酯工业POLYURETHANE INDUSTRY玻纤增强聚氨酯泡沬轨枕性能及其在国铁线路中的应用荆蓉黄承张兴刚曾飞张用兵（洛阳双瑞橡塑科技有限公司河南洛阳471003）摘要：介绍了木枕及混凝土轨枕存在的问题，以及玻璃纤维增强聚氨酯泡沬轨枕（也称合成轨枕）的国内外研究和进展。

对合成轨枕与木枕的力学、动态疲劳、道钉抗拔及道床纵横向阻力性能进行了室内测试并加以对比，论证了合成轨枕能够满足我国国铁线路使用的性能要求和安全要求。

关键词：玻纤增强；聚氨酯硬泡；合成轨枕；国铁线路中图分类号：TQ 323.8文献标识码：A文章编号：1005-1902（2020）05-0039-03聚氨酯材料具有优异的耐磨、耐疲劳、减振和耐低温性，在轨道交通行业广受关注［1］。

作为轨道结构中的重要部件,轨枕对保持轨道形态、保证行车安全起着重要作用。

随着全球铁路网建设和轨枕需求量的增加,轨枕相关的研究也成为热点［2］。

硬质聚氨酯泡沫是一种微孔泡沫体, 其质量轻、强度高、耐久性好且具有良好的可加工性，适宜作为铁路轨枕选材。

1不同种类轨枕的研究及应用现状木枕是铁路最早采用的一种轨枕,前后共计铺设超过30亿根［3］。

我国国铁线路木枕保有量较高, 在役的木枕数量超过1 380万根［4］。

但木枕由于取材种类和部位不同导致强度和弹性不完全一致;另外国内对它的防腐处理质量参差不齐，造成有的木枕在投入使用后劣化速度快。

木枕替换会造成森林资源大量消耗，据统计，美国木枕数量为1 200万根，替换和维护轨枕的费用占到总的铁路维护费用的12%［5］。

当前，全球铁路部门都面临着木枕未到使用寿命破坏后的替代材料问题。

鉴于上述情况，国内外均在积极探索木枕的替代材料。

我国在20世纪60年代初开始研制并推广混凝土轨枕作为木枕的替代品。

混凝土轨枕耐候性好,使用寿命较木枕更长,但混凝土轨枕自重大，应用区域受到限制且运输、施工难度很大。

软质聚氨酯泡沫塑料的其他拉伸强度

软质聚氨酯泡沫塑料的其他拉伸强度软质聚氨酯泡沫塑料，作为一种常见的泡沫材料，因其轻质、隔热、隔音的特性，在建筑、家具、汽车、鞋材等领域被广泛应用。

除了常见的重量轻、吸震、加工性好等优势外，软质聚氨酯泡沫塑料在拉伸强度方面还有其他的一些特点，本文将从深度和广度两个方面来探究这一主题。

深度探究软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度是指材料在拉力作用下所能承受的最大拉伸应力。

一般来说，聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度较高，可以达到10-30MPa。

这种较高的拉伸强度使其能够承受一定的拉力，具有较好的抗拉性能，适用于需要承受拉力的场合。

然而，软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度在不同的应用场景下会有不同的表现。

在建筑材料中，软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度往往需要较高，以保证其在承载结构中具有足够的强度。

而在家具、汽车等领域，对于软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度要求可能相对较低，更重要的是其轻质、柔软和舒适的特性。

除了受力表现的差异外，软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度还受到其配方和制备工艺的影响。

不同的配方和工艺会影响软质聚氨酯泡沫塑料的分子结构、孔隙结构和界面结合等性能，从而对其拉伸强度产生影响。

在实际应用中，需要根据具体的使用要求来选择合适的软质聚氨酯泡沫塑料，以确保其具有符合要求的拉伸强度。

广度探究软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度除了受到材料本身的影响外，还受到外部环境和使用条件的影响。

在高温、潮湿或化学腐蚀等恶劣环境下，软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度可能会下降，甚至出现损坏。

在实际使用中需要注意选择合适的软质聚氨酯泡沫塑料，并做好相应的防护措施，以延长其使用寿命。

另外，软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度还受到外部应力的影响。

在受到剧烈冲击或持续受力的情况下，其拉伸强度也会发生变化。

在设计和使用软质聚氨酯泡沫塑料制品时，需要充分考虑其在实际使用中可能承受的应力情况，以确保其具有足够的拉伸强度。

结论与展望软质聚氨酯泡沫塑料的拉伸强度具有重要的工程应用价值，其受力表现、配方工艺和外部环境等因素都会对其拉伸强度产生影响。

聚氨酯泡沫塑料用催化剂的作用及其机理

聚氨酯泡沫塑料用催化剂的作用及其机理聚氨酯泡沫塑料用催化剂的作用是促进聚合反应，加速聚合物的形成，从而提高泡沫塑料的固化速度，改善性能，并且节省材料和能源。

其机理可以从两个方面来解释：首先，催化剂能够提供反应所需的活化能，即使在较低的温度下也能促进反应进行。

聚氨酯泡沫的催化剂通常是有机金属化合物，如锡催化剂。

锡催化剂的主要作用是在反应中起到双重作用：一方面它可以使异氰酸酯与多元醇快速聚合形成氨基基团，另一方面它可以使氨基基团与异氰酸酯反应形成聚氨酯骨架。

其次，催化剂能够改变反应中物质分子之间的碰撞方式，从而增加分子间相互作用的效率，促进反应的进行。

例如，锡催化剂在反应中可以使异氰酸酯中的异氰酸酯基与多元醇中的羟基发生酰胺键的形成，从而产生聚氨酯。

总之，聚氨酯泡沫塑料催化剂的作用可归纳为不但可提高反应速率，而且更重要的是可以使反应产物性能稳定、一致和可控，从而满足要求不同的应用领域需求，并且不会破坏原料的物理和化学性质。