聚氨酯合成方法

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聚氨酯的合成原理

聚氨酯的合成原理

催化剂
聚氨酯树脂生产中最重要的两种催化剂是叔胺类 和有机锡类化合物,如三乙胺、三乙醇胺、三亚乙 基二胺、丙二胺、N,N-二甲基苯胺 等。
6.4 聚氨酯大分子结构与性能的关系 6.4 .1 聚氨酯的类型 线型聚氨酯一二元异氰酸酯与短链二元醇反应
线型聚氨酯一二元异氰酸酯与长链二元醇反应 嵌段型聚氨酯一聚酯或聚醚型嵌段
d. 异氰酸酯的脱二氧化碳缩聚反应
2R-NCO cat R-N=C=N-R + CO2
碳化二亚胺
nOCN-R-NCO
[N=C=N-R]n
聚碳化二亚胺
+ nCO2
6.2.3 聚氨酯树脂合成原理 PU树脂的合成方法分为两大类:一步法、两步法
(预聚体法)。
1. 一步法
由异氰酸酯和醇类化合物直接进行 逐步加成聚合反应以合成聚氨酯的 方法,称为一步法,如已二异氰酸 酯和1,4—丁二醇反应:
第二步,预聚体进行扩链反应和交联反应。
即将分子量不高的预聚体进一步反应生成高分子量 的聚氯酯树脂。如热塑性聚氨酯弹性体,就是先合 成预聚体,再经扩链反应得到高分子量的产物。也 可将扩链后的聚合物再行交联,生成交联结构的聚 氨酯,用作聚氨酯橡胶、泡沫塑料、涂料或粘合剂 等。
2. 1 扩链反应
分子量不高的聚合物,通过末端活性基因的 反应使分子相互连结而增大分子量的过程,称 为扩链,相应的反应称为扩链反应。 如以OCN -----NCO代表预聚体分子,它可以 和二元醇、水、二元胺发生扩链反应。
c. PU弹性纤维 (PU elastic fibre)
由于PU大分子结构的特点,如软段的 柔性、硬段的刚性及其在拉伸时形成的 结晶结构,存在化学交联和氢键等,使 聚氨酯弹性纤维具有稳定的弹性和强度, 弹性模量和回弹率高,耐化学药品性高、 耐热和耐光老化性能好,密度小,可纺

聚氨酯合成工艺

聚氨酯合成工艺

聚氨酯合成工艺路线、八—O 前言聚氨酯是现今合成高分子材料中应用较为广泛、用量较大的一大类合成树脂.所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。

1主要原料聚乙二醇(PEG)Mn=2000g/mol ;二异氰酸酯甲苯(TDI);1,4-丁二醇(丁基锡二月桂酸酯(DBTDL)。

合成路线⑴二元醇n-1OH R3 OH在此,我们采用二元醇BDO对预聚体进行扩链反应按其BDO);预聚反应:R2预聚体扩链反应:氨基甲酸酯线性聚氨酯R2氨基甲酸酯⑵二元胺n-1HN F4 NH.FO HII IH O HI II 1H O HI I I* |-O —R[ O C N1 IL―2---------- N------- C^-N —R1 1 1 —&— N——C -- N-氨基甲酸酯脲脲HN——R2 — NCOC——N——R2 ----- O ------- R i ------ OO HII IRi — O——C——N氨基甲酸酯O HH OI IL RC^O------------- R3— O——C ---------- N交联反应:扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交联聚氨。

2.1聚醚脱水准确称量一定质量的PEG于500mL的三口烧瓶中,升温并抽真空,在内温为11O~115C①,真空度133.3Pa的条件下,脱水1.5小时②,然后冷却至50C 以下,放入干燥的仪器内密闭保存备用。

说明:①PEG在125C会分解,故脱水时温度不能高于此分解温度,应控制在110~115 Co②异氰酸酯与水反应后会使预聚物的粘度增大,进而使预聚物的贮存稳定性显著降低。

所以在实验过程中对多元醇等原材料的含水量和环境湿度都有严格要求。

合成前要将PEG加热真空脱水,并对实验仪器进行干燥脱水,反应还要在干燥氮气保护下进行,以避免空气湿度的影响。

2.2预聚反应在干燥三口烧瓶的按配方量①将TDI溶液滴入已经脱水的PEG聚醚溶液中②,再加入微量的催化剂DBTDL③,搅拌均匀后,此时不加热④,自动升温约半小时后到(80± 5)C⑤,恒温计时反应2h得到预聚物,密封保存。

聚氨酯pu合成化学

聚氨酯pu合成化学

聚氨酯pu合成化学聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种高分子化合物,由多元醇、异氰酸酯和助剂等原料经过化学反应制得。

它具有优异的耐磨性、耐油性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐老化性、高弹性、高强度等特点,广泛应用于家具、汽车、建筑、航空、电子等领域。

聚氨酯的合成化学主要包括预聚物的制备、扩链反应和交联反应三个阶段。

一、预聚物的制备预聚物是聚氨酯合成的第一步,主要通过多元醇与异氰酸酯的反应制得。

多元醇是聚氨酯的主要原料之一,常见的有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇等。

异氰酸酯是聚氨酯的另一个主要原料,常见的有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等。

预聚物的制备过程通常分为两个阶段:预聚合和分散。

预聚合是指在一定的温度和压力下,将多元醇与过量的异氰酸酯反应,生成含有异氰酸酯基团的预聚物。

预聚合过程中,异氰酸酯基团与多元醇分子中的羟基发生反应,形成氨基甲酸酯键。

预聚合的目的是使多元醇与异氰酸酯充分反应,提高反应程度,降低残留的异氰酸酯基团含量。

分散是指将预聚物与溶剂混合,形成均匀的溶液。

分散过程中,预聚物与溶剂之间发生相互作用,形成稳定的分散体系。

溶剂的选择对聚氨酯的性能有很大影响,常用的溶剂有丙酮、乙酸丁酯、甲苯等。

二、扩链反应扩链反应是聚氨酯合成的关键步骤,主要通过添加扩链剂将预聚物中的异氰酸酯基团转化为脲基或氨基甲酸酯基团,实现聚氨酯分子链的延长。

扩链剂是一类具有活性氢原子的化合物,常见的有水、二元醇、二元胺等。

扩链反应通常分为两个阶段:链引发和链增长。

链引发是指在扩链剂的作用下,预聚物中的异氰酸酯基团与扩链剂中的活性氢原子发生反应,生成脲基或氨基甲酸酯基团。

链引发过程中,异氰酸酯基团与活性氢原子之间的反应是可逆的,可以通过调整反应条件来控制反应程度。

链增长是指在链引发的基础上,继续添加扩链剂,使聚氨酯分子链进一步延长。

链增长过程中,新的扩链剂分子与已经形成的脲基或氨基甲酸酯基团发生反应,生成新的脲基或氨基甲酸酯基团。

聚氨酯的合成方法

聚氨酯的合成方法

聚氨酯的合成方法
聚氨酯合成超厉害好不好!那到底咋合成呢?首先把各种原料准备好,就像大厨准备食材一样。

然后按照一定比例混合,哇塞,这可不能马虎,要是比例不对,那可就完蛋啦!接着进行反应,这就像一场魔法表演,各种分子在那里欢快地跳舞。

合成的时候要注意安全哦!这可不是闹着玩的,要是不小心出点啥问题,那可不得了。

就像开车不系安全带,多危险呀!聚氨酯稳定性也不错呢!一旦合成好了,那可老结实了。

聚氨酯的应用场景那可多了去了。

可以做鞋子,让你的脚丫子舒服得不得了。

还能做家具,哇,那得多漂亮。

在建筑领域也有大用,就像给房子穿上了一层坚固的铠甲。

这难道不牛吗?它的优势也很明显呀!轻便又耐用,就像一个超级战士。

而且还可以根据不同的需求进行调整,这也太酷了吧!
我就知道有个地方用了聚氨酯,效果那叫一个棒。

做出来的东西又好看又好用,大家都可喜欢了。

这就是聚氨酯的魅力呀!
聚氨酯合成超棒,应用广泛又厉害,大家都快来试试吧!。

聚氨酯的合成

聚氨酯的合成

聚氨酯的合成
1 聚氨酯的定义
聚氨酯是一种常见的高分子材料,经常用于制造汽车、船舶及建筑等行业。

它由聚氨酯或氨基甲酸酯和交联剂、增塑剂、抗氧剂等组成。

聚氨酯是一种多种本质乳液组成的混合物,因此具有优异的耐磨性和抗腐蚀性。

2 聚氨酯的合成
聚氨酯的合成主要是在三个步骤中完成的:
(1)聚合反应。

聚氨酯的基本成分是聚氨酯和交联剂。

聚氨酯的聚合反应过程中,将聚氨酯和交联剂添加到无定形催化剂溶液中,慢慢加热,使聚氨酯和交联剂发生聚合,并形成聚氨酯-交联聚合物。

(2)调整反应。

在调整反应过程中,将增塑剂和抗氧剂添加到聚氨酯混合液中,不断搅拌,使增塑剂和抗氧剂分布均匀,从而增加聚氨酯的韧性和抗老化性能。

(3)热固化反应。

当聚氨酯混合液搅拌均匀后,会在高温下发生热固化反应,使聚氨酯固化为硬质的材料。

3 优点和应用
聚氨酯具有优异的耐磨性和抗腐蚀性,因此可用于制造汽车、船舶及建筑等行业。

聚氨酯还具有耐油性,所以可以用于做汽车引擎缸垫,提高发动机的效率。

此外,由于聚氨酯具有良好的绝缘性能,可
以用于电子电路板制造,保护电子元件不受外界电磁波的影响,从而提高电子元件的使用寿命。

聚氨酯的合成工艺

聚氨酯的合成工艺

改性水性聚氨酯涂料的合成工艺引言:随着人们环保意识的增强,人们对自身的生活环境越来越关注,传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点,而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点,它是以水为分散介质的二元胶体体系,符合目前化工环保的要求,因此日益受到人们的关注。

然而,一般的聚氨酯乳液固含量低,胶膜的耐水性差、光泽性较低,涂膜的综合性能较差,对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能,扩大应用范围。

在各种改性方法中,最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。

PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体,可制备出高固含量的水性树脂,降低加工能耗,提高生产率,其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。

PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核-壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。

其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯,丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。

这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强,丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。

实验研究结果表明:随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大,胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高,胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低,当环氧E-44 含量为4%,MMA含量为20%~30%时综合性能较好。

改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果:水性聚氨酯木器涂料,水性聚氨酯织物涂料,建筑防水涂料,水性聚氨酯防腐涂料,水性聚氨酯汽车涂料,功能性水性聚氨酯涂料。

共聚乳液的制备方法主要有以下几种:(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混,外加交联剂,形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液;(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液,以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合,形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液;(3) 2种乳液以分子线度互相渗透,然后进行反应,形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液;(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体,然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚,得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。

实验室聚氨酯合成

实验室聚氨酯合成

聚氨酯由两相来组成,包括软段和硬段,软段是长链多元醇,硬段是由异氰酸酯和扩链剂构成。

聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应先生成预聚体,然后与扩链剂反应硫化制得。

有时使用“一步法”来合成聚氨酯以降低成本和增加反应速度。

所谓“一步法”就是将多元醇、异氰酸酯及扩链剂混合,一步反应生成聚氨酯。

对于合成聚氨酯来讲,大家都知道,其所有成份极易吸水,Dupont公司的聚醚在船运期间进行有效干燥,厂家能够直接使用。

在操作期间水分经常偶然进入,因此需脱气工序。

小样品很容易吸取一定量的不利于合成的潮气,因此在实验室任何异氰酸酯反应之前应该脱气。

脱气可将混合时带入的空气排出。

在下面的配方中都采用了脱气或干燥工序。

异氰酸酯Terathane®可以做为软段材料与通用的二异氰酸酯反应,全球最常用的二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI),(2,4-;2,6-TDI 异构体以各种比例混合的混合物)。

Terathane® 也可与特殊的二异氰酸酯反应,例如PPDI,以提高耐磨性能、耐温性能和挠曲疲劳性能。

对于脂肪族二异氰酸酯,参看抗紫外光部分。

其它的二异氰酸酯偶然遇到,它们也可与Terathane®反应,尽管反应速率会有所不同。

硫化剂/扩链剂在聚氨酯生产中最通用的氢供体是胺类和醇类,当最终产物为弹性体时,通常用的扩链剂为二胺和二醇。

表2 给出的是各种氨基和羟基与苯基异氰酸酯反应的速度。

相对反应速度可以通过催化剂来选择(参看硫化时间和催化剂部分)。

表2 异氰酸酯活性氢载体25℃速度常数80℃活化能kcal/mol 芳香胺10~20 ——伯羟基2~4308~9仲羟基11510叔羟基0.01——水0.4611伯硫羟0.005——酚0.01——脲—2—羧酸—2—酰苯胺—0.3—苯胺基甲酸酯—00216 5*苯基异氰酸酯在甲苯中,100%的化学计量*k×104L/mol·s预聚物的制备虽然“一步法”生产聚氨酯弹性体有其有利的一面(例如成本低、速度快),但是多数情况下大家愿意选择“预聚法”路线。

聚氨酯树脂的合成及结构 高分子

聚氨酯树脂的合成及结构 高分子

聚氨酯树脂的合成及结构高分子聚氨酯树脂是一种高分子化合物,具有多种优良性能,广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

本文将介绍聚氨酯树脂的合成过程及其结构特点。

聚氨酯树脂的合成通常包括两个主要步骤:聚合反应和交联反应。

聚合反应是指将两种或多种含有异氰酸酯官能团的化合物与含有醇官能团的化合物发生反应,形成聚合物的过程。

而交联反应是指在聚合物中引入交联剂,使聚合物分子之间发生交联,增加聚氨酯树脂的网络结构,提高其物理性能。

聚合反应中常用的异氰酸酯包括二异氰酸酯和多异氰酸酯。

二异氰酸酯是由二异氰酸酯与含有两个醇官能团的化合物反应得到的。

多异氰酸酯是由异氰酸酯与含有多个醇官能团的化合物反应得到的。

醇官能团的化合物可以是多元醇,如聚醚多元醇、聚酯多元醇等。

在聚合反应中,异氰酸酯与醇官能团发生加成反应,形成尿素键,同时释放出一分子的醇或异氰酸酯。

这一反应是可逆的,因此需要控制反应条件和配比,以获得所需的聚合物。

交联反应中常用的交联剂包括聚醚多醇、聚酯多醇等。

交联剂与聚合物中的异氰酸酯或醇官能团发生反应,形成交联结构。

交联剂的引入可以增加聚氨酯树脂的分子量,并且改善其热稳定性、耐溶剂性和机械性能等。

聚氨酯树脂的结构特点主要表现在其分子链和交联结构上。

聚氨酯树脂的分子链通常呈线性或分支状结构。

线性聚氨酯树脂的分子链由醇官能团与异氰酸酯官能团交替排列而成。

分支状聚氨酯树脂的分子链中含有多种醇官能团或异氰酸酯官能团,使聚氨酯树脂的分子链呈现分支状结构。

分支状结构可以增加聚氨酯树脂的分子量,并且改善其物理性能。

聚氨酯树脂的交联结构通常是由交联剂引入后形成的。

交联结构可以使聚氨酯树脂的分子链之间形成三维网络结构,增加其强度和耐热性。

交联结构还可以改善聚氨酯树脂的耐溶剂性和耐腐蚀性,提高其使用寿命和稳定性。

聚氨酯树脂是一种合成的高分子化合物,其合成过程包括聚合反应和交联反应。

聚氨酯树脂的结构特点主要表现在其分子链和交联结构上。

聚氨酯的配方及工艺

聚氨酯的配方及工艺

线形热塑性聚氨酯原料用量(质量份)聚己内酯二醇(Mn:2000):20001,6-己二醇:112.0三羟甲基丙烷: 6.700TDI(80/20): 348.0有机锡催化剂: 1.2‰丁酮:1058聚氨酯油合成①配方:原料规格用量(质量份)醇酸树脂上步合成产品1000二甲苯聚氨酯级620.0甲苯二异氰酸酯工业级165.5二月桂酸二丁基锡分析醇 1.2‰丁醇5%②合成工艺:a. 将上步合成的醇酸树脂、50%二甲苯加入反应釜,升温至600C,在N2的继续保护下,将甲苯二异氰酸酯滴入聚合体系,约2h滴完;用剩余二甲苯洗涤甲苯二异氰酸酯滴加罐,并加入反应釜。

b. 保温1h,加入催化剂;将温度升至800C,保温反应;5h后取样测NCO含量,当NCO含量小于0.5%时,加入正丁醇封端0.5h。

降温,调固含、过滤、包装。

实例2聚酯基潮气固化聚氨酯的合成(1)配方:原料规格用量(质量份)聚己内酯二醇工业级,Mn:1500 3200聚己内酯三醇工业级,Mn:500 550.0二月桂酸二丁基锡化学纯0.5‰(以固体分计)二甲苯聚氨酯级2682甲苯二异氰酸酯工业级1230NCO理论含量:5.5%;NCO平均官能度:2.40。

(2)合成工艺:①依配方将聚己内酯多元醇加入聚合釜,加入50%的二甲苯共沸带水,至无水带出,通入N2保护,将温度降至600C。

②在N2的继续保护下,将甲苯二异氰酸酯滴入聚合体系,约2.5h滴完;用剩余二甲苯洗涤甲苯二异氰酸酯滴加罐,并加入反应釜。

③保温2h,加入催化剂;将温度升至800C,保温反应;2h后取样测NCO含量,当NCO含量稳定后(一般比理论值小0.5%),降温、过滤、包装。

1.羟基树脂合成实例实例1 羟基丙烯酸树脂的合成(1)配方:原料规格用量(质量份)丙二醇甲醚醋酸酯聚氨酯级111.0二甲苯(1)聚氨酯级140.0丙烯酸-β-羟丙酯工业级150.0苯乙烯工业级300.0甲基丙烯酸甲酯工业级100.0丙烯酸正丁酯工业级72.00丙烯酸工业级8.000叔丁基过氧化苯甲酰(1)工业级18.00叔丁基过氧化苯甲酰(2)工业级 2.000二甲苯(2)聚氨酯级100.0(2)合成工艺:①先将丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯(1)加入聚合釜中,通氮气置换反应釜中的空气,加热升温到1300C。

聚氨酯的合成、改性及其应用

聚氨酯的合成、改性及其应用

聚氨酯的合成、改性及其应用作者:薛婷来源:《商情》2016年第26期【摘要】聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

本文研究了聚氨酯的合成方法,改性方法,论述了其在生产生活中的重要地位及广泛应用。

【关键词】聚氨酯聚合物合成改性应用聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

聚氨酯是一种高分子材料,其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团,既有橡胶的弹性,又有塑料的强度和优异的加工性能,因其具有橡胶和塑料的双重优点,可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。

聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。

一、聚氨酯的工业合成方法水性聚氨酯的合成过程主要为:①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的PU预聚体;②中和后预聚体在水中乳化,形成分散液。

各种方法在于扩链过程的不同。

1.外乳化法。

该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法,它是1953年美国DuPont公司W. Yandott发明的,其制备工艺是在有机溶剂中,用两官能团的多元醇与过量的二异氰酸酯反应合成了带有NCO封端的预聚体,再加入适当的乳化剂,经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链,但因该方法存在乳化剂用量大,反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差,胶层物理机械性能不佳等缺点,目前生产基本不用该方法。

2.自乳化法。

自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基,使自身分散形成乳液。

根据亲水基团的类型用该法制得的水性PU可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种,其中以阴离子型占主导地位。

其制备方法主要分为丙酮法、预聚物混和法、热熔法、酮亚胺/ 酮连氮法,其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为NCO或封闭NCOPU预聚体,区别主要在扩链过程中。

目前工业生产主要采用丙酮法和预聚物混和法。

聚氨酯合成工艺

聚氨酯合成工艺

聚氨酯合成工艺路线O 前言聚氨酯是现今合成高分子材料中使用较为广泛、用量较大的一大类合成树脂.按其所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。

1 主要原料聚乙二醇(PEG )Mn=2000g/mol ;二异氰酸酯甲苯(TDI );1,4-丁二醇(BDO );二丁基锡二月桂酸酯(DBTDL )。

2 合成路线HOOH nCH 3OCNNCO+调节适当的R 值NCOR 2NCO OH R 1OCNR 2H O NCO预聚体CNR 2H ONCO OH R 1O**n氨基甲酸酯R 2NCO OHR 3O CNH OO R 1OCNH OR 2NCO H *n-1氨基甲酸酯氨基甲酸酯R 2NCO NHR 4NCNH O OR 1OCNH OR 2NCO H n-1氨基甲酸酯**H H脲脲软段硬段线性聚氨酯软段硬段在此,我们采用二元醇BDO 对预聚体进行扩链反应。

扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交联聚氨。

⑴二元醇OHR 3OHn-1:⑵二元胺H 2N R 4NH 2n-1:预聚体扩链反应: 预聚反应:交联反应:R 1R 2R 2NCO OHR 3O CNH OOR 1OCNH OR 2NCO H n-1R 2N COOR 3O CNH OOR 1OCNH OR 2NCO H n-1R 2NCO OR 3O CNH O OR 1OCNH OR 2NCO H n-1硬段C N O HN H CO R 22.1 聚醚脱水准确称量一定质量的PEG 于500mL 的三口烧瓶中,升温并抽真空,在内温为110~115℃①,真空度133.3Pa 的条件下,脱水1.5小时②,然后冷却至50℃以下,放入干燥的仪器内密闭保存备用。

说明:①PEG 在125℃会分解,故脱水时温度不能高于此分解温度,应控制在110~115℃。

②异氰酸酯和水反应后会使预聚物的粘度增大,进而使预聚物的贮存稳定性显著降低。

聚氨酯合成原料介绍

聚氨酯合成原料介绍

聚氨酯合成原料介绍1. 概述聚氨基甲酸酯是指分子主链中含有氨基甲酸酯重复单元链(-OOCNH-)的聚合物的统称,简称聚氨酯(PU)。

绝大多数PU是由多异氰酸酯和含有活泼氢原子的物质如多元醇,加聚反应而成。

其化学反应表达式如图1所示:图1 聚氨酯合成反应表达式由于PU所用原料品类繁多,加工方法各异,性能范围宽广,因而应用领域不断拓展,已成为世界六大发展合成材料之一。

根据IAL Consultants (London)的调查统计和预测,其最终产品全球生产量持续增长。

按最终产品类别分,其分别产量如表1所示。

表1数据显示,硬质泡沫(硬泡)增长速度最快,可能是全球节能法规日益严格,绝热材料需求量应运增长的缘故。

CASE次之,其中热塑性聚氨酯(TPU)树脂深受关注,由它可制备CASE最终产品。

据中国PU工业协会统计,中国PU产品2005年的消费量达300万t,其中含PU树脂干品约218.2万t。

2004年和2003年消费量分别为259万和210.4万t。

表2列出中国近年PU原料和产品的消费量。

2. 聚氨酯合成基本原料2.1 多异氰酸酯纵观整个聚氨酯化学,可以说几乎都和异氰酸酯的反应活性有着密切的关系。

多异氰酸酯系聚氨酯的关键原料,其通式为:R-(N=C=O)n, n=2~4。

其极高的反应性,特别是对亲核反应物的反应性,主要是由含有氮、碳及氧的积累双键区中碳原子的正电特性所决定的。

异氰酸酯基团中的电子密度及电荷分布可如图2所示:图2异氰酸酯基团中的电子密度及电荷分布由异氰酸酯基团的共振结构表明,碳原子上的正电荷明显,且其取代基对它的反应性有显著影响。

若R为芳基,负电荷就由氮原子吸引到芳核上,使碳原子上的正电荷增加。

这就是芳香族异氰酸酯的反应性显著高于脂肪族的原因。

苯核上取代基对异氰酸酯基正电特性的影响是人所共知的:在对位或邻位上的吸电子取代基可增加异氰酸酯基的反应性,而给电子取代基则降低其反应性。

表3列出常用的多异氰酸酯。

聚氨酯合成原理

聚氨酯合成原理

聚氨酯合成原理
聚氨酯是一类聚合物,其合成原理主要涉及异氰酸酯与多元醇的反应。

具体步骤如下:
1. 异氰酸酯的选择:选择一种或多种异氰酸酯,通常常用的是二异氰酸酯,如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和己二异氰酸酯(HDI)。

2. 多元醇的选择:选择一种或多种多元醇,常用的有聚醚多元醇和聚酯多元醇。

聚醚多元醇一般由醚化反应制得,聚酯多元醇则由酯化反应得到。

3. 反应步骤:将异氰酸酯和多元醇按一定比例混合,在反应器中进行反应。

首先,异氰酸酯中的异氰基与多元醇中的羟基发生加成反应,生成尿素键。

这个步骤称为前驱体的生成。

然后,许多尿素键相互交叉连结,形成聚氨酯链。

4. 混合物的处理:在反应结束后,得到固态的聚氨酯。

可以通过加热处理、溶剂处理等方式,去除其中的溶剂或其他杂质。

值得注意的是,聚氨酯合成的反应过程中可能会发生侧反应,产生一些非理想的产物,这可能导致最终产物的性能变差。

因此,在实际合成过程中,需要选择适当的反应条件和控制反应时间,以提高产物的纯度和性能。

聚氨酯化学与工艺

聚氨酯化学与工艺

聚氨酯化学与工艺聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种重要的高分子材料,具有优良的性能和广泛的应用领域。

聚氨酯化学与工艺是指聚氨酯的制备过程以及相关的化学反应机理。

聚氨酯的合成包括两个主要的步骤:聚合和交联。

聚合是通过将异氰酸酯(Isocyanate)与聚醚或聚酯等含有活性氢原子的化合物反应而形成的。

异氰酸酯通常是聚氨酯合成中的一个非常重要的原料,它具有较低的粘度和较高的反应活性。

而聚醚或聚酯是与异氰酸酯进行聚合反应的活性氢化合物。

在聚合过程中,异氰酸酯与活性氢化合物发生缩合反应,生成酰胺键,形成聚合物链。

同时,反应中还生成一些氨基根离子(Aminus)和氰酸根离子(Cminus),这些离子间的相互作用也起到了交联的作用。

除了聚合反应,还有一些辅助反应也会发生。

例如,异氰酸酯与水反应会生成氨,这被称为水解反应。

水解反应通常会导致气泡、变色、变软等不良现象,因此在聚氨酯制备过程中需要控制水分的含量。

聚氨酯制备的工艺也非常重要。

在工业上,聚氨酯通常是通过批量反应或连续反应来制备的。

在批量反应中,将异氰酸酯和活性氢化合物按一定的配比混合并加热反应,直至反应完成。

而在连续反应中,可以通过连续加入原料及连续取出反应产物的方式来实现聚氨酯的连续制备。

聚氨酯制备过程中需要考虑的一些关键参数包括:原料配比、反应温度、反应时间等。

这些参数的合理控制可以影响聚氨酯的性能和质量。

此外,还可以通过添加填料、增塑剂、稳定剂等来改变聚氨酯的性能和应用范围。

总的来说,聚氨酯化学与工艺是探讨以及研究聚氨酯制备过程中所涉及的化学反应以及工艺参数的学问。

通过深入研究聚氨酯化学与工艺,可以更好地理解聚氨酯的合成机理,并在实际应用中对材料的性能进行调控和优化。

聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种重要的高分子材料,具有优良的性能和广泛的应用领域。

聚氨酯化学与工艺是指聚氨酯的制备过程以及相关的化学反应机理,通过深入研究聚氨酯化学与工艺,可以更好地理解聚氨酯的合成机理,并在实际应用中对材料的性能进行调控和优化。

聚氨酯的合成原理和应用

聚氨酯的合成原理和应用

聚氨酯的合成原理和应用1. 聚氨酯的合成原理聚氨酯是一种重要的高分子化合物,其合成原理主要涉及两个基本原理:异氰酸酯与双醇的反应以及异氰酸酯与双胺的反应。

1.1 异氰酸酯与双醇的反应聚氨酯的合成通常采用异氰酸酯与双醇的反应,这个过程被称为聚合反应。

具体步骤如下:1.首先,将异氰酸酯与双醇按照一定的摩尔比例混合在一起,形成反应物混合物。

2.混合物中的异氰酸酯与双醇发生缩聚反应,形成聚氨酯基团。

3.反应继续进行,直到所有异氰酸酯和双醇都完全反应为止。

4.最后,通过适当的后处理,如加热、减压等,将未反应的异氰酸酯分子去除,得到纯净的聚氨酯。

1.2 异氰酸酯与双胺的反应聚氨酯的合成还可以通过异氰酸酯与双胺的反应实现。

这个过程被称为胺化反应。

具体步骤如下:1.将异氰酸酯与双胺按照一定的摩尔比例混合在一起,形成反应物混合物。

2.混合物中的异氰酸酯与双胺发生胺化反应,形成聚氨酯基团。

3.反应继续进行,直到所有异氰酸酯和双胺都完全反应为止。

4.最后,通过适当的后处理,如加热、减压等,将未反应的异氰酸酯分子去除,得到纯净的聚氨酯。

2. 聚氨酯的应用聚氨酯由于其优良的性能和可调控的结构,被广泛应用于各个领域。

以下是聚氨酯的主要应用领域:•建筑行业:聚氨酯用作建筑保温材料、密封材料和粘接材料,能够有效提高建筑物的隔热性能和密封性能。

•汽车行业:聚氨酯用作汽车座椅、内饰件和减震器等部件的材料,具有良好的耐磨性、耐高温性和抗老化性。

•电子行业:聚氨酯用作电子产品的绝缘材料和封装材料,能够提供良好的电绝缘性能和机械保护性能。

•航空航天行业:聚氨酯用作飞机和火箭等航空器的结构材料,具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点。

•家居用品:聚氨酯用作家具、地板和床垫等生活用品的材料,能够提供舒适性和耐用性。

•医疗行业:聚氨酯用作人工心脏瓣膜、人工关节和医用器械等医疗器械的材料,具有生物相容性和耐腐蚀性。

综上所述,聚氨酯的合成原理涉及异氰酸酯与双醇的反应以及异氰酸酯与双胺的反应。

聚氨酯的合成、性能及应用

聚氨酯的合成、性能及应用

聚氨酯的合成和产品的性能及应用分析一介绍:聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。

目前我国聚氨酯制品品种牌号约80种,其中弹性体60余种,泡沫塑料10余种,聚氨酯制品具有强度好、抗压大、抗撕裂性能好、耐磨等性能,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.二.基本聚氨酯的合成制备来源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聚氨基甲酸酯子化合物。

聚氨基甲酸酯,是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物,该单元由异氰酸基和羟基反应而成,反应式如下:-N=C=O+HO- → -NH-COO-随着时间的推移与科学的进步,简单的聚氨酯不能满足人们的需要,因此增加了许多的合成材料。

以下主要介绍水性聚氨酯的合成(一)聚氨酯的合成之水性聚氨酯水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

根据聚氨酯的水性化方法划分根据制备方法有多种分类。

举例如下。

(1)自乳化法和外乳化法自乳化法又称内乳化法,是指聚氨酯链段中含有亲水性成分,因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。

外乳化法又称为强制乳化法,若分子链中仅含少量不足以自乳化的亲水性链段或基团,或完全不含亲水性成分,此时必须添加乳化剂,才能得到乳液。

比较而言,外乳化法制备的乳液中,由于亲水性小分子乳化剂的残留,影响固化后聚氨酯胶膜的性能,而自乳化法消除了此弊病。

水性聚氨酯的制备目前以离子型自乳化法为主。

(2)预聚体法、丙酮法、熔融分散法自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。

预聚体法即在预聚体中导人亲水成分,得到一定粘度范围的预聚体,在水中乳化同时进行链增长,制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。

丙酮法属于溶液法,是以有机溶剂稀释或溶解聚氨酯(或预聚体),再进行乳化的方法。

聚氨酯聚合方法

聚氨酯聚合方法

聚氨酯聚合方法聚氨酯是一种重要的聚合物,在各个领域具有广泛的应用。

聚氨酯的合成方法有很多种,其中最常用的是聚酯和聚醚两种方法。

1. 聚酯法聚酯法是一种常见的聚氨酯合成方法。

它的基本原理是通过聚酯多元醇与异氰酸酯发生反应,生成聚氨酯。

具体步骤如下:(1)聚酯多元醇的制备:首先,选择适当的酸和醇进行酯交换反应,生成聚酯多元醇。

常用的酸有酒石酸、己二酸等,常用的醇有乙二醇、丙二醇等。

(2)异氰酸酯的制备:异氰酸酯是聚氨酯合成的关键原料。

一般是将二异氰酸酯与醇进行反应,生成异氰酸酯。

(3)聚氨酯的合成:将聚酯多元醇和异氰酸酯按一定比例混合,在一定的温度和压力下进行反应,生成聚氨酯。

反应过程中,还可以添加一些助剂,如催化剂、阻燃剂等,以改善聚氨酯的性能。

2. 聚醚法聚醚法也是一种常用的聚氨酯合成方法。

它的原理与聚酯法类似,只是聚醚多元醇和异氰酸酯的选择不同。

具体步骤如下:(1)聚醚多元醇的制备:首先,选择适当的醇进行缩聚反应,生成聚醚多元醇。

常用的醇有环氧乙烷、环氧丙烷等。

(2)异氰酸酯的制备:异氰酸酯的制备方法与聚酯法相同。

(3)聚氨酯的合成:将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合,在一定的温度和压力下进行反应,生成聚氨酯。

同样地,反应过程中可以添加助剂来改善聚氨酯的性能。

聚氨酯聚合方法的选择取决于所需聚氨酯的性能要求和应用领域。

聚酯法合成的聚氨酯具有良好的耐热性和耐候性,适用于制备高温和户外使用的材料。

而聚醚法合成的聚氨酯具有良好的柔软性和低温性能,适用于制备弹性体和冷藏设备等。

聚氨酯聚合方法是一种重要的合成方法,可以根据不同的需求选择聚酯法或聚醚法。

通过合理的配比和合成条件,可以得到具有不同性能的聚氨酯材料,满足各种应用的需求。

未来随着科学技术的不断发展,聚氨酯的合成方法也将进一步完善,为各个领域带来更多的应用和创新。

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巨型水性聚氨酯乳液[1]以水作溶剂或者作分散介质,体系中不含或含很少量的有机溶剂,异氰酸酯和多元醇缩合生成聚氨酯的乳液。

反应用下式表示:水性聚氨酯乳液合成工艺进展(1-1)这是一类非常重要的缩聚物,水性聚氨酯乳液具有无毒、不污染环境、节能、易操作等优点,在工业上(包括黏合剂和涂料等)有着广泛的应用。

因此,它正逐步成为当今聚氨酯领域发展的重要方向。

从20世纪60年代水性聚氨酯被用做涂料开发出来到80年代,美、德、日等国的一些聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用,一些公司如德国的Bayer公司、Hoechst公司、美国Wyandotle 化学公司、日本的Dic公司走在前列。

国内水性聚氨酯产品品种少、性能不佳,每年仍需大量进口,因此需开发高质量的产品以满足国内的迫切需要。

由于聚氨酯的疏水性很强,必须采用新的合成方法制备PU乳液,水性聚氨酯的合成过程主要为:①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的PU 预聚体;②中和后预聚体在水中乳化,形成分散液。

各种方法在于扩链过程的不同。

聚氨酯乳液的制备方法有两大类:外乳化法和内乳化法。

1.外乳化法该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法,外乳化法就是在乳化剂、高剪切力存在下强制乳化的方法,最早为Pschlack发明,1953年杜邦公司的W.yandott采用此法合成了PU乳液。

其合成工艺是先将聚醚二醇和有机异氰酸酯合成PU预聚体,再以小分子二元醇或二胺扩链,得到PU的有机溶液,然后于强烈搅拌下,逐渐加入适当的乳化剂的水溶液,形成一种粗粒乳液,最后送入均化器,形成粒径适当的乳液。

但因该方法存在反应时间长,乳化剂用量大以及乳液颗粒粗而导致储存性差,胶层物理机械性能不佳等缺点,目前生产基本不用该方法。

后来发展起来的一种叫做低温封蔽法制备PU乳液的方法,可减少乳化剂的用量且制得稳定性好的乳液。

该方法是将端-NCO预聚体用肟、内酰胺、NaHSO3、乙酰乙酸酯等封端剂封端后,与多元胺一起分散于含乳化剂的水溶液中,形成一种稳定的PU乳液。

2.自乳化法制备稳定的PU乳液主要是通过自乳化法,其关键是在聚氨酯的分子骨架中引入亲水基团。

亲水基团是通过亲水单体扩链而进入PU分子骨架的,它由成盐基团和成盐试剂组成。

根据亲水基团的类型用该法制得的水性PU乳液可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种,其中以阴离子型占主导地位。

自乳化型PU乳液的制备工艺有很多种,制备方法主要分为丙酮法、预聚物分散法、热熔法、酮亚胺/酮连氮法,其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为NCO或封闭NCO的PU预聚体,区别主要在扩链过程中。

目前工业生产中最为重要的方法为丙酮法和预聚体分散法(或称预聚体混合法)。

其合成工艺如下。

2.1丙酮法丙酮法是由德国Bayer公司Ddieterich研究成功的。

Ddieterich首先将聚醚或聚酯二元醇与异氰酸酯制成预聚体,加入适量的丙酮降低粘度后,用N-甲基二乙醇胺扩链,再加入丙酮降低粘度,然后加入离子化试剂,搅拌离子化。

将离子化的PU分散到含80%丙酮、20%水的介质中,最后蒸除丙酮,即可制得粒径为0.03~100μm的水乳型聚氨酯。

丙酮法先制得含NCO端基的高粘度预聚体,再加入丙酮以降低粘度,然后用亲水单体扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散在水中,乳化后减压蒸馏回收溶剂即可制得PU水分散体系。

安徽大学齐正旺[2]以丙酮法制备了WSPU。

WSPU是一种形状聚氨酯,一种新型的功能材料。

它具有形变量大、容易加工、转变度可调控、可降解及生物相容性好等一系列优点。

制备工艺如下:在四口瓶中依次加入聚已内酯二醇(PCL)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI),搅拌通氮下于80℃下反应3h,加入少量丙酮溶剂,搅拌10min后,再加入催化剂、二羟甲基丙酸(DMPA)和交联剂三羟甲基丙烷(TMP)反应4h,即制得PU预聚体。

将聚氨酯预聚体在快速搅拌下加入三乙胺5min,随后加入计算量水乳化,10min后减压抽去丙酮,制得固含量为30%WSPU 乳液。

对WSPU处理加工进行样品测试。

最后得出合成PCL分子量在5000时,乳液性能稳定,它的形状记忆恢复率达到95%。

四川理工学院张发兴,卫晓利[3]先合成亲水扩链剂DHPA,然后制备磺酸型WPU微乳液。

其合成工艺为:将一定量的Ng210和IPDI加入装有冷凝回流管、电动搅拌和温度计的四口烧瓶中,加适量催化剂二月桂酸二丁基锡,升至所需温度反应一定时间,用二正丁胺(已标定)滴定法测定预聚体中NCO-的含量是否达到理论值(若达到理论值则停止预聚反应,未达到理论值则继续反应直到达到理论值为止),降至合适的温度,加入一定量的N-甲基-2-吡咯烷酮溶解的DHPA 反应一定时间,加入少量丙酮稀释,经三乙胺中和,在快速搅拌条件下加去离子水进行分散,最后减压蒸馏除去丙酮,得到稳定的磺酸型WPU微乳液。

相对于常规的羧酸型WPU微乳液,磺酸型WPU微乳淮具有更高的固含量和更低的表面张力,且具有较好的低温、高温及室温稳定性。

山东大学王翠,吴佑实,吴莉莉[4]采用丙酮法制备了水性聚氨酯乳液。

其合成工艺如下:在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、氮气进出口的500ml 四口烧瓶中,加入110℃真空脱水的聚酯二元醇,在60℃是加入计量的MDI丙酮溶液反应10~20min,然后加入DMPA的DMF溶液,搅拌5~10min后向其中加入剩余MDI,滴加催化剂,继续保温反应50~90min,待反应至—NCO含量达理论值时(正丁胺滴定法测定),加入TEA成盐。

待体系中异氰酸酯含量少于0.2%时反应结束,取出降温至30℃以下,然后将一事实上量的水快速加入体系中并高速搅拌1h。

若要再度进行扩链,则在加水前加入乙二胺。

最后,减压蒸馏脱去低沸点溶剂(丙酮)即得水性聚氨酯成品。

丙酮法制备水性PU的优点是反应易于控制,重复性好,乳液粒径易控制,乳液质量高,是目前使用最多的方法之一,尤其是PU分子量大时耗费大量的有机溶剂且难以回收,工艺复杂、成本高。

危险性大。

.2预聚体分散法该方法是近年来发展起来的。

它是先将亲水单体引入到聚合物中,离子化,制得含离子键的PU预聚物,然后将其分散到水中,形成预聚物乳液,最后用二胺在水相中进行扩链而制得PU乳液。

该方法工艺简单,无需大量的有机溶剂,可制得有支化度的PU乳液,但仅限于特殊的端-NCO预聚物,此预聚物主要由低活性的脂肪族异氰酸酯制得的预聚体。

德国Bayer公司的一项专利里报道,将丙氧基化2-烯-1,4-丁二醇与亚硫酸氢钠的加成物(Mw301)15.2g于80℃加入到聚乙二醇酯二醇(Mw2143)429g中,混合物均匀加入87.5gMDI,80℃反应至NCO含量为1.6%得到含磺酸钠基团的聚氨酯预聚体,将该预聚体在浓度为2.3%的乙二胺基异磺酸钠水溶液842g乳化得到固含量为38%粘度为8pa·s的聚氨酯乳液。

陕西科技大学吴雄虎,杨承杰,丁绍兰[5]采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚环氧丙烷二醇(PPG)、聚已二酸丁二醇酯多元醇(PTAd)、四氢呋喃聚醚多元醇(PTMG)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,采用预聚体分散法,合成了水性聚氨酯皮革光亮剂。

合成工艺如下:在装有电动搅拌器、回流冷凝器、温度计、氮气装置的四口烧瓶中,加入低聚物多元醇、IPDI和少量的催化剂,在氮气的保护下于一定温度下反应2h左右,至NCO含量接近理论值时,加入DMPA、TMP继续反应2h左右,至NCO含理达理论值,得到预聚体,降温至50℃,加入计量的TEA 和适量的丙酮,充分搅拌后,倒出预聚体,在高速剪切下,加水乳化后,加入乙二胺扩链,得到阴离子水性聚氨酯分散液。

最后减压蒸出丙酮。

中国科学院杜辉,赵雨花,王军威[6]等采用预聚体分散法制备了一系列聚碳酸酯二醇(PCDL)型水性聚氨酯(WPU)胶粘剂。

其合成方法如下:将PCDL和含磺酸基的聚酯二醇加入到装有机械搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中,于100~120℃真空脱水至含水量低于0.5%;然后在50~60℃条件下加入计量的异氰酸酯和溶剂丙酮,并维持此温度反应一段时间后,加入1,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)继续反应;待反应液中-NCO含量与设计值基本相符时,加入TEA中和羧基,之后加入蒸馏水强烈搅拌进行乳化分散,并加入乙二胺进一步扩链;最后,减压脱除丙酮,即制得PCDL型WPU乳液胶粘剂。

四川大学成丰,向玲,于剑昆[7]等预聚体分散法,以二羟甲基丙酸(DMPA)、蔗糖为亲水链剂和交联剂制备了一种种鞋用水性聚氨酯胶黏剂(WBPU)。

WBPU 合成工艺如下:将已脱水的聚乙二醇(PEG-1000)、二羟甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(DMPA/NMP,1/1W/W),加入到装有搅拌机、回流冷凝管、水银温度计、氮气进出口的四口烧瓶中,温度调至60℃后,再加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及不得催化剂-M,在氮气保护下,待体系混匀反应0.5h后,加热升温至80℃均匀搅拌反应2h,然后,温度降低至60℃,再逐步加入1,4丁二醇以及蔗糖,反应1h后,加入计量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550),反应过程中视体系粘度大小加入适量乙酸乙酯,当NCO值达到理论值终止反应(二正丁胺滴定法判断反应终点),得到聚氨酯预聚体。

将降温至(255℃)的聚氨酯预聚体加入到三乙醇胺(TELA)的水溶液剪切乳化,整个乳化过程在冰水浴进行,待搅拌均匀后,另入三乙胺进行中和成盐,剪切乳化反应40min,最后减压蒸馏脱除溶剂,得到固含理为50%左右的水性聚氨酯乳液。

综上所述采用预聚物混合法制备的水性聚氨酯其工艺相比丙酮法简单,是无须使用有机溶剂。

使成本降低,但产品质量不如丙酮法,且只适用于脂肪族水性聚氨酯的合成。

2.3熔融分散法这是无溶剂制备水性聚氨酯的方法。

熔融分散法[8]是指把异酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来,先合成含亲水基团的端异氰酸酯的预体,然后在高温下(130℃)和过量的脲反应生成缩二脲,再在甲醛水溶液中反应进行羟甲基化,得到高分子量的聚氨酯。

该法能耗较高。

2.4酮亚胺和酮连氮法酮亚胺和酮连氮法[9]是指预聚体与被酮保护了的二元胺(酮亚胺体系)或肼(酮连氮体系)混合后,再用水分散,分散过程中酮亚胺、酮连氮以一事实上速率水解,释放出游离二元胺或肼与分散的聚合物微粒反应,得到的水性聚氨酯-脲具有良好的性能。

该法制备的涂膜较好。

3.结语此外,PU乳液的合成方法还有与水直接混合法、固体自发分散法等。

以上各种方法都有各自的优缺点,相比较而言,丙酮法成熟一些,由于预聚体分散法合成工艺简单,所以预聚体分散法的前景更好。

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