聚氨酯硬泡改性研究的新进展

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聚氨酯研究进展范文

聚氨酯研究进展范文聚氨酯是一种重要的聚合物材料，具有优异的力学性能、耐热性、耐候性和耐化学性。

近年来，对聚氨酯的研究得到了广泛的关注和深入的探索。

下面将对聚氨酯研究的进展进行详细介绍。

首先，就聚氨酯的合成方法而言，传统的合成方法主要是预聚体法和共聚法。

预聚体法是将聚酯多元醇与异氰酸酯做反应，得到聚氨酯预聚体，再通过添加链延长剂和交联剂进行聚合反应得到聚氨酯。

而共聚法则是在聚酯多元醇与异氰酸酯反应的同时，添加烯醇或二官能基醇进行共聚反应。

这些合成方法在传统材料中已经得到广泛应用，但是其中存在着废酸、噪音、能源消耗大等不足之处。

为了克服传统方法的不足，近年来研究人员提出了一些新的合成方法，如催化剂法、生物法、溶剂法等。

催化剂法是在聚酯多元醇和异氰酸酯反应中添加催化剂，可以加速反应速度，降低反应温度和催化剂的用量。

生物法则是利用微生物来合成聚氨酯，这种方法可以减少环境污染，具有较好的可持续性。

溶剂法是在合成过程中添加合适的溶剂，可以改善反应均匀性，提高产率和产品质量。

这些新的合成方法为聚氨酯的生产提供了新的思路和途径。

其次，聚氨酯的改性研究也在不断的进行中。

通过改变聚氨酯的结构和添加适当的添加剂，可以改善其性能，拓展其应用领域。

例如，在聚氨酯中引入硅氮化物结构单元可以显著提高其力学性能和耐热性，使得聚氨酯具有更广泛的应用前景。

此外，添加纳米填料如纳米粒子、纳米纤维等，可以增强聚氨酯的力学性能、导电性能和抗烧蚀性能。

这些改性方法使得聚氨酯的性能得到了进一步提升，适应了更为严苛的应用环境。

最后，聚氨酯在新领域的研究也在不断进行中。

例如，在医学领域，聚氨酯可以作为可降解的植入材料，用于骨修复、软组织修复等方面。

在能源领域，聚氨酯可以作为储能材料应用于超级电容器、锂离子电池等方面。

此外，聚氨酯还可以用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

对于这些新领域的研究有助于拓展聚氨酯的应用范围，满足不同领域的需求。

总之，聚氨酯作为一种重要的聚合物材料，近年来得到了广泛的研究和应用。

聚氨酯硬泡组合聚醚生产方法及其性能研究

技术与检测Һ㊀聚氨酯硬泡组合聚醚生产方法及其性能研究孔令俊摘㊀要:聚氨酯硬泡组合聚醚用于生产聚氨酯硬泡ꎬ主要应用在冰箱保温㊁建筑等需要保温保冷的领域ꎮ文章就组合聚醚的几种生产和改性进行了相关的讨论ꎬ并深入探讨了聚氨酯硬泡组合聚醚的性能及其使用范围ꎮ关键词:聚氨酯ꎻ硬泡组合聚醚ꎻ应用㊀㊀聚氨酯硬泡是一种性能非常优良的高分子材料ꎬ通过对其不断的改性ꎬ其具备隔热ꎮ阻燃㊁耐油㊁耐寒㊁形状稳定等特点ꎬ因此能广泛用于制冷和保温领域ꎮ随着化工行业的迅猛发展ꎬ聚氨酯领域得到飞速发展ꎬ作为聚氨酯原材料的组合聚醚也随之发展飞快ꎮ文章就聚氨酯硬泡组合聚醚的生产改性和应用进行相关的讨论和研究ꎮ一㊁聚氨酯硬泡组合聚醚的生产方法及其性能研究随着聚氨酯硬泡塑料的应用原来越广泛ꎬ对其各方面的性能要求更为专一ꎬ针对不同的性能条件ꎬ需要对聚氨酯硬泡组合聚醚进行相应的改性ꎮ聚氨酯硬泡组合聚醚主要是将聚醚单体㊁发泡剂㊁催化剂㊁交联剂等不同成分组合ꎮ目前对其的研究主要是对聚醚单体的改性㊁催化剂的研究和采用不同的发泡剂等ꎮ(一)改性聚醚单体及其相应聚氨酯硬泡的性能第一类采用乙烯基㊁丙烯腈㊁丙烯酸酯等单体对聚合物接枝改性成聚醚多元醇ꎬ以此种聚醚为原材料合成的聚氨酯材料具有弹性好㊁材料可塑性强㊁拉伸强度和硬度好ꎬ还能改善聚氨酯材料的发泡成型性ꎮ此类聚氨酯材料主要应用在制作汽车内饰㊁高档家具等方面ꎬ改善材料的抗震吸能和半硬泡塑料制品中ꎮ第二类以聚醚多元醇为原料制备聚氨酯材料ꎬ聚醚多元醇与异氰酸酯㊁发泡剂㊁催化剂等合成制备聚氨酯ꎬ此类聚氨酯材料兼备强度高又低温柔顺等特点ꎮ可以用于制备硬泡和半硬泡聚氨酯速率ꎬ跟同类型的聚氨酯材料相比ꎬ此类泡沫塑料具有更有优良的承载能力ꎬ主要用于涂料㊁胶黏剂等行业ꎮ同时这类材料还具有良好的耐水解性㊁受热膨胀性能好及吸收能力强等特点ꎬ因此也可以用于制造船业㊁军工企业等实现轻量化的设计新思路ꎮ第三类是将有特殊功能的官能团引入到聚醚支链上ꎬ再和发泡剂等组合形成聚氨酯类材料ꎮ例如ꎬ三聚氰胺具有非常优异的耐热阻燃特性ꎬ如果将其设计在聚醚支链上ꎬ则组合形成的硬泡聚氨酯类材料会具有优良的阻燃性能ꎮ有研究报道将酚醛树脂接枝在聚醚支链上ꎬ也可以提高其制备聚氨酯材料的阻燃特性ꎬ而且还能增加聚氨酯材料的硬度ꎬ提高其阻燃性和受热稳定性等特点ꎬ降低燃烧时产生有害气体和烟尘污染的特点ꎮ第四类是将生物基引入到聚醚上ꎬ在组合形成聚氨酯硬泡组合聚醚ꎮ利用生物基阻燃聚酯多元醇合成的聚氨酯硬泡组合聚醚ꎬ与传统工艺采用石油基聚醚制备聚氨酯硬泡组合聚醚相比较ꎬ其阻燃性能更好ꎮ而且还大大降低了使用石油醚造成的环境污染ꎬ此类聚氨酯硬泡材料主要用于煤矿行业中起到阻燃效果ꎬ保障整个阻燃组合系统的阻燃稳定性ꎮ第五类是将多种聚醚多元醇结合制备性能更为优良的硬泡聚氨酯材料ꎮ有报道指出将多种聚醚多元醇组合ꎬ使其发挥各自优良特点ꎬ比如有的聚醚流动性好㊁不易成型ꎬ有的流动性差㊁成型性好但硬度大ꎬ将此两种结合ꎬ可以大大提高材料的稳定性ꎮ例如ꎬ以聚醚山梨醇和聚醚蔗糖组合ꎬ制备的硬泡聚氨酯材料具有尺寸稳定的特点ꎮ还有在组合聚醚时加入芳香族多元胺ꎬ此时在聚醚中引入刚性强的芳香族化合物ꎬ因此此类聚氨酯材料会具有更为良好的耐热稳定性㊁抗压缩能力和稳定尺寸的特性ꎮ因此为了得到各方面性能更为优良的聚氨酯材料ꎬ这就需要我们结合实际需求ꎬ设计出不同聚醚组合形成的硬质聚氨酯产品来满足生产需求ꎮ(二)泡沫稳定剂对硬泡聚氨酯材料的性能研究在聚氨酯硬泡组合聚醚生产中常采用的发泡剂是有机硅表面活性剂ꎬ其可以维持泡沫表面的活性ꎬ使泡沫产生良好的流动性及具有性能优异的泡孔结构ꎮ采用聚硅氧烷与聚醚共聚形成的泡沫稳定剂制备的聚氨酯硬泡组合聚醚主要应用于冰箱保温等需要保热保冷的行业ꎮ有机硅烷类的发泡剂还可以应用于制备煤化工行业类的聚氨酯类阻燃剂ꎮ(三)催化剂对聚氨酯硬泡组合聚醚的研究在聚氨酯硬泡组合聚醚中加入催化剂ꎬ主要是为了平衡发泡反应和凝胶反应ꎮ常用的催化剂有二甲基环己胺㊁季铵盐类等ꎮ反应初期ꎬ加入催化剂ꎬ可有效抑制发泡过快ꎬ反应中ꎬ催化剂能平衡发泡和凝胶ꎬ避免聚氨酯凝胶速度过快ꎬ保证聚氨酯的流动性和成形性ꎮ不同的催化剂配方具有不同的用途ꎮ胺类催化剂主要是适用于生产聚氨酯材料用于电热水器或者冰箱保暖保冷方面ꎮ另外ꎬ催化剂的种类还能影响聚氨酯喷涂的气味ꎬ例如采用复配催化剂可以大大降低此类材料在喷涂过程中的味道ꎮ综上所述ꎬ采用不同的配方和不同的配料比可以大大影响聚氨酯硬泡组合聚醚材料的性能和使用范围ꎬ我们应结合相关的实际工业用途研究出更为符合自身需求的产品ꎮ二㊁小结聚氨酯硬泡组合聚醚的生产优化可以从聚醚多元醇㊁泡沫稳定㊁发泡剂和催化剂等多方面进行各种不同条件和不同配比的优化ꎬ以期得到各方面条件比较优异的多功能材料ꎮ聚氨酯硬泡组合聚醚的应用与其生产工艺息息相关ꎬ在今后的发展中ꎬ期待研究出性能更为优异ꎬ适用范围更为广泛的聚氨酯硬泡组合聚醚类材料ꎮ参考文献:[１]魏路ꎬ信延磊ꎬ余男ꎬ等.电热水器用ＬＢＡ型硬泡组合聚醚的研究[Ｊ].聚氨酯工业ꎬ２０１７ꎬ３２(５):５２－５５. [２]刘艳平ꎬ刘丰ꎬ徐明ꎬ等.可膨胀石墨与含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡性能影响研究[Ｊ].聚氨酯工业ꎬ２０１７ꎬ３２(５):３７－４０.作者简介:孔令俊ꎬ南京红宝丽股份有限公司江苏南京ꎮ３８１。

B1级聚氨酯硬泡简介及开发前景

最新科技的难燃B1级聚氨酯硬泡简介及开发前景上海精洽科贸有限公司杨宗焜杨玉楠华校生中国建筑节能结构必须由材料的“高投入、高消耗、高污染”向“低投入、低消耗、低污染”的低碳经济方向转型。

现今中国建筑节能尚未走出高碳建筑经济的阴影。

现在我们已成功研发了既节能保温又防火安全的低碳、低烟、低毒的B1级硬质难燃(PlR)聚氨酯泡沫，这对我国建筑节能走向低碳经济发展道路有积极的意义。

国家扶持这一新型材料的开发，将可为我国创建低碳经济、培育低碳绿色建筑新市场，挖掘新的经济增长点都有不可估量的开发前景。

一、该项目成果简介本项目是专门用于建筑上用的耐温、难燃、低发烟、低毒性的特种B1等级PIR聚氨酯难燃硬泡，它可广泛用于建筑外墙外保温特殊需求幕墙建筑、高层建筑和公共建筑。

现经国家检测机关测试，已达到并超过了1997年我国颁布的GB8624-1997国家标准中三项考察指标：氧指数、烟密度、火焰传播速度。

经上海一级情报所检索的结论：该产品属国内领先水平，氧指数指标达国际先进水平，其创新点是：在国内首先采用了低卤化、结碳膨胀型阻燃技术路线，用化学结构改性办法，制备难燃低烟低毒型B1等级PIR聚氨酯硬泡。

由于在易燃的氨基甲酸脂键中，引入难燃、耐温、低发烟、低毒性的环状结构化合物(异氰脲酸酯环、哑唑烷酮、芳香族杂环、碳化亚二按键)。

该成果一方面大大提高了泡沫阻燃性、耐温性，同时大大降低了泡沫释放烟雾毒性的难题。

这是目前国际、国内阻燃性最好、安全性最强的泡沫品种之一。

从目前使用效果看，该产品性能已超过了国内同类产品，同时也超过了国内同类跨国公司产品(美国陶氏化学、日本NPU、德国BASF等)。

二、成果检测近期对我们的科研成果请多家企业以各公司名义到上海、广东、四川、江苏等省市检测机构检测，成果如下：2008年7月10日，上海建材及构件质量监督检验站检测聚氨酯氧指数为32.7%;2009年6月30日，广州市建筑材料工业研究所有限公司检测聚氨酯氧指数为32.5%;2009年7月14日，国家防火建筑材料质量监督检验中心检测聚氨酯，该材料燃烧性能达到GB8624B1级，烟密度等级SDR为47;2009年8月3日，广州市质量监督检测研究所检测聚氨酯氧指数为35.4%，烟密度等级SDR 为9;2009年9月17日，江苏产品质量监督检验研究院检测聚氨酯氧指数为35%。

阻燃聚氨酯硬泡的研究现状及发展趋势

常常给人们的生命和财产带来严重的危害。上海
“ １ ”特大火灾事故由于电工的违章施工引１１・５
燃了现场存放的大量的聚氨酯泡沫材料，燃烧产生了大量的一氧化碳、氰化氢等剧毒气体和有毒
中图分类号：Ｔ２．献标识码：Ｂ文章编号：１０ — ９５（０２０－０８０Ｑ３８３文０３８６２１）１０６ — ４
聚氨酯硬泡（Ｐ）有优良的物理力学性ＲＵＦ具能、电学性能、声学性能及耐化学腐蚀性能，并
ｆｒｒｅｅｅｐｎｅｄｏｅａ — ｅｒａｔｉｏｙｒｔａｅｏｍｓｏｗａｔｔｖｌｍｅｔｒｎｆｈｍｅｒｔｄｎｎｄｌｕｅｎａ．ｄｏｈｄｏｔｔｆｌａｒｐｈｆ
Ｋｅｗｏｒｙｄｓ：ｐｙｕｅｈｎｅｆａｅ～ｒｔｒｎｔｒｇｄｆｍｓｏｌｒｔａ；ｍｌｅａｄａ；ｉｉｏａ
崔锦峰刘永亮郭军红杨保平周应萍马永强张鹏飞（州理工大学石油化工学院，甘肃兰州７０５）兰３００
摘要：聚氨酯硬泡被公认为是目前世界上最好的保温材料，但未经阻燃处理的聚氨酯硬泡常常引发火灾。介绍了聚
理具有重大的意义。
渐升温，达到一定温度时，热分解、降解产生可
燃性气体，其主要成分为：烷烃、烃、一氧化碳、烯

阻燃聚氨酯硬泡阻燃剂的研究进展

阻燃聚氨酯硬泡阻燃剂的研究进展许黛芳;俞科静;钱坤【摘要】The combustion degradation process of rigid polyurethane foam,the flame retardant mechanisms of flame retardant and the common flame retardants for rigid polyurethane foams were reviewed.The latest development of flame retardants in the rigid polyurethane foam was summarized.The synergistic effects of addition-type flame retardants and between addition-type and reactive-type flame retardants were also emphasized.The future development prospect of flame retardants in the rigid polyurethane foams was elaborated.%简要介绍了硬质聚氨酯泡沫的燃烧降解过程,并对其阻燃机理以及常用阻燃剂进行了全面概述.总结了近年来国内外有关聚氨酯泡沫阻燃剂的研究进展,重点介绍了添加型阻燃剂协同、添加型和反应型阻燃剂协同阻燃聚氨酯泡沫,并展望了聚氨酯泡沫阻燃剂的研究发展方向.【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2018(048)003【总页数】6页(P6-11)【关键词】聚氨酯硬泡;阻燃;进展;协同作用【作者】许黛芳;俞科静;钱坤【作者单位】江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡 214122;江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡 214122;江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TB320 引言聚氨酯硬泡(RPUF)质轻、隔热保温性好、吸音及缓冲抗震性优良，具有较高的压缩强度和较好的尺寸稳定性，广泛地应用于建筑、交通运输、石油化工管道和设备制造等行业［1－6］。

自修复聚氨酯弹性体材料研究方面取得新进展

图５㊀配方中加入Ａ⁃３３后泡沫的温度变化率及上升速率表示时间变化），也说明后期几乎不发生三聚反应㊂这是因为Ａ⁃３３是强凝胶催化剂，催化ＮＣＯ基与ＯＨ基反应形成聚氨酯网状结构，导致ＮＣＯ基团间接触机会少，很难发生三聚反应，导致泡沫发软㊁强度低㊂３㊀结论（１）聚氨酯泡沫反应中不同阶段的速率㊁温度变化㊁高度变化可以体现在Ｆｏａｍａｔ发泡曲线中㊂（２）ＰＩＲ改性聚氨酯硬泡的发泡试验中上升速率曲线可出现两个峰，针对两个峰的大小及距离可以对配方进行优化设计㊂（３）利用Ｆｏａｍａｔ泡沫起升测试仪可以显示不同沸点的发泡剂在发泡曲线中差异，还可以判定催化剂对聚氨酯发泡的催化选择性㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀吕晓奇，于大海，朱彦等．浅析聚氨酯泡沫起升试验与反应过程［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１５，３０（１）：４４－４６．［２］㊀刘访艺，王浩臻，蒋小龙，等．ＨＦＣ⁃２４５ｆａ对聚氨酯硬泡板材性能影响的研究［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１７，３２（４）：２７－３０．［３］㊀朱吕民，刘益军．聚氨酯泡沫塑料［Ｍ］．３版．北京：化学工业出版社，２００５．［４］㊀刘益军．聚氨酯原料及助剂手册［Ｍ］．２版．北京：化学工业出版社，２００５．［５］㊀江永飞．聚氨酯硬泡中替代ＣＦＣ－１１的发泡剂［Ｊ］．黎明化工，１９９５（４）：１２－１４．收稿日期㊀２０１８－０５－２７㊀㊀修回日期㊀２０１８－０８－０９ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｏａｍａｔＦｏａｍＲｉｓｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＦｏａｍｉｎｇＤＯＵＺｈｏｎｇｓｈａｎ，ＷＡＮＧＬｅｉ，ＬＩＵＹｏｎｇｌｉａｎｇ，ＷＡＮＧＹａｏｘｉ，ＬＩＸｉａｏｊｉｎｇ（ＷａｎｈｕａＥｎｅｒｇｙｓａｖＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｙａｎｇｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｒｉａｌｏｆｓｔｕｄｙｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｂａｓｅｄｏｎａｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍｆｕｎｄａ⁃ｍｅｎｔａｌｆｏｒｍｕｌａ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｏａｍａｔｆｏａｍｒｉｓｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｏｎｔｈｅｆｏａｍｉｎｇｃｕｒｖｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏａｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔ，ｃａｔａｌｙｓｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｌａｉｎｉｎｇｏｆｆｏａｍｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎａｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｏａｍａｔｆｏａｍｒｉｓｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍ；ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｆｏａｍ作者简介㊀窦忠山㊀男，１９８７年出生，本科学历，研究方向为聚氨酯硬泡㊂自修复聚氨酯弹性体材料研究方面取得新进展自修复聚合物材料作为一种智能材料，可以修复在使用过程中因外力作用而产生的裂纹或局部损伤，从而恢复其原有的功能，延长其使用寿命㊂该材料在表面镀层保护㊁生物医药材料㊁锂电池以及航空航天等领域具有潜在的应用前景㊂为了满足不同的应用，研究人员将牺牲键引入到聚合物材料中，开发了自修复塑料㊁凝胶或弹性体㊂对于自修复弹性体材料来说，兼顾良好的机械性能㊁高效的自修复效率及优异的光学性能是一个挑战性难题㊂在国家自然科学基金委的支持下，中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室研究员董侠等致力于智能材料的开发与应用，取得了系列进展㊂在此基础上，从分子设计角度出发，提出了一种新型自修复设计策略ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＤｙｎａｍｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＢｏｎｄｓ（相锁定动态化学键），成功制备出无色透明㊁可快速自修复的高韧高强聚合物㊂研究工作通过硬段锁定和微相分离控制相结合的策略展开，设计的含二硫键自愈聚氨酯弹性体（ＰＵＤＳ）呈现出无色透明的优异光学性质，最大拉伸强度可达２５ＭＰａ，断裂伸长率超过１６００％，在温和加热条件下（７０ħ），弹性体表面划痕可在６０ｓ内迅速恢复，同时表现出良好的重复刮擦自修复功能，经多次刮擦自修复后材料的雾度值仅为０６％㊂这种无色高透明的自修复特征，使得该材料在光学领域具有重要的应用前景㊂相关成果发表于‘先进材料“㊂㊃６３㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷。

聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用

聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用聚氨酯胶粘剂是一种广泛应用于工业生产中的粘合剂，具有优异的粘附性能和机械性能，同时还具有耐化学腐蚀、耐热、耐候性和电绝缘性等优良特性。

随着科学技术的不断发展和进步，人们对聚氨酯胶粘剂的研究不断深入，合成改性技术也不断提升，应用领域也日益拓展。

本文将对聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成改性与应用进行综述。

一、聚氨酯胶粘剂的研究进展1. 合成方法聚氨酯胶粘剂的合成方法主要包括溶液聚合法、乳液聚合法、热固法和辐射固化法等。

溶液聚合法是目前应用最为广泛的一种合成方法，通过二元异氰酸酯与双官能度化合物（如聚醚、聚酯等）反应得到聚氨酯，再将聚氨酯与单官能度原料进行加成反应得到胶粘剂。

2. 结构特征聚氨酯胶粘剂的结构特征主要取决于原料的选择和反应条件的控制。

通常情况下，聚氨酯胶粘剂具有交联结构，即聚氨酯分子链之间存在交联点，这种交联结构决定了聚氨酯胶粘剂的机械性能和耐化学性能。

3. 性能改进近年来，随着聚氨酯胶粘剂的研究深入，人们通过改变原料配方、引入新的功能单体和采用新的合成方法等手段，不断提升聚氨酯胶粘剂的性能，使其在粘接强度、耐热性、耐老化性和电绝缘性等方面有了显著改进。

二、聚氨酯胶粘剂的合成改性1. 功能单体的引入在聚氨酯胶粘剂的合成过程中，引入具有特定功能基团的单体可以有效改善胶粘剂的性能。

引入含硅单体可以提高胶粘剂的耐热性和耐老化性，引入含氟单体可以提高胶粘剂的耐化学腐蚀性能。

2. 交联剂的选择聚氨酯胶粘剂的交联剂对其性能也有着重要影响。

合适的交联剂可以提高胶粘剂的强度和硬度，改善其耐热性和耐溶剂性能。

常用的交联剂包括异氰酸酯、聚醚二元醇、聚醚多元醇等。

3. 分子量控制分子量是影响聚氨酯胶粘剂性能的重要因素之一。

合适的分子量可以提高胶粘剂的粘接强度和柔韧性，同时还能影响胶粘剂的固化速度和成膜性能。

三、聚氨酯胶粘剂的应用1. 汽车制造聚氨酯胶粘剂在汽车制造中有着广泛的应用，主要用于车身板件、玻璃钢制品和橡胶制品等的粘接。

增强硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展

增强硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展刘新建李青山* 刘卓罗进成(燕山大学亚稳态材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004)摘要:论述了硬质聚氨酯泡沫塑料(RP U)的特点,综述了玻璃纤维、无机填料增强RPU的研究进展,指出了玻璃纤维、无机填料增强RP U的优缺点,玻璃纤维、无机填料混杂添加可作为增强RP U 的最佳工艺。

关键词:硬质聚氨酯泡沫塑料;玻璃纤维;无机填料;增强;混杂硬质聚氨酯泡沫塑料(RP U)是聚氨酯材料体系中最重要的品种之一,RPU的用途主要分为两大类,即绝热材料和结构材料,前者的密度一般在0.1 g/c m3以下,主要用于工业或家用的隔热和制冷,后者的密度一般大于0.1g/c m3,主要用于汽车工业和建筑结构件,因为其密度小,比强度高,也为航空和航天应用领域所关注。

聚氨酯硬泡塑料的最大优点是质轻、隔热保温性好、吸音及缓冲抗震性优良;同时合成RPU的主原料聚酯或聚醚多元醇结构多变,使其性能变化范围广泛,而且加工方式灵活,既可以自由发泡,又可以模塑成型,还可以现场喷涂,因此RPU受到了普遍重视而发展迅速。

与其它材料相比,硬质聚氨酯泡沫塑料的弯曲强度和冲击强度等技术指标不能满足使用要求,因而限制了它的广泛应用。

当前,提高聚氨酯硬泡塑料的力学性能大致有2种方法,即提高聚氨酯硬泡塑料的密度和加入增强剂。

近年来,对聚氨酯硬泡塑料增强的研究已成为一大热点[1~5],已报道的增强剂有无机填料和增强纤维等,前者主要是S i O2粒子、碳酸钙和中空玻璃微珠;后者为玻璃纤维、有机纤维及碳纤维等。

填料增强RP U的主要目的是提高材料的弹性模量、尺寸稳定性和耐热性能,降低模塑成型过程中的制品收缩率。

由于聚氨酯的主要原料价格较高,加入填料后可降低其成本。

使用填料虽然有很多优点,但对RPU最大的不利影响就是降低了其冲击性能。

从填料发展历史来看,玻璃纤维和中空玻璃微珠一直是增强聚氨酯体系的主要研究对象,其原因在于玻璃纤维和中空玻璃微珠对模量的提高非常明显。

聚氨酯硬泡新一代发泡剂发展趋势及在建筑业

聚氨酯硬泡新一代发泡剂发展趋势及在建筑业非连续性板材中的应用张杰张鹏（拜耳聚合物集团-亚太地区，中国业务拓展及技术服务部）稻泽康生（拜耳聚合物集团-亚太地区,日本业务拓展及技术服务部，日本住友拜耳聚氨酯株式会社）摘要：随着蒙特利尔条约在相关国家的实施，CFC化合物逐步被淘汰。

HCFC化合物的逐步淘汰也提上了议程并己在欧洲、美国、日本等一些国家实行了逐步禁止和逐步淘汰。

因而HCFC-141b发泡剂的替代工作将是未来几年聚氨酯硬泡领域研发的主要课题。

替代发泡剂的选择因泡沫的用途、地理区域及相关法规不同而有所差异。

拜耳公司很早就致力于HCFC-141b的替代工作，并为不同的发泡剂和不同的领域开发了相应的配方。

本文介绍了该公司HCFC-141b、HFC-245fa、HFC-365mfc、245fa/365mfc(1/1)和环戊烷发泡体系生产聚氨酯板材的工艺参数以及泡沫的性能、建筑用聚氨酯硬泡的阻燃要求等。

关键词：聚氨酯；硬质泡沫塑料；CFC替代；氢氟烃；发泡剂；建筑保温随着人们对环境保护意识的增强，消耗臭氧层的物质将逐步被淘汰。

在聚氨酯硬泡领域，发泡剂CFC-11由于对臭氧层有很大的破坏，因此已经逐步被替代，而替代物HCFC-141b对臭氧层也有破坏作用。

因此，所有参加蒙特利尔公约的国家将按照计划逐步淘汰HCFC-141b的使用，欧洲、美国、日本等一些发达国家制定了自己的法规，已经或将提前淘汰HCFC-141b的使用。

根据泡沫的用途及区域的不同，替代发泡剂有不同的选择，因此本文首先介绍了硬泡新一代替代发泡剂的发展趋势。

中国作为参加蒙特利尔公约的国家，也将面临HCFC-141b的替代工作。

尤其在硬泡产品出口到发达国家时，可能会更早遇到这样的问题。

拜耳公司很早就致力于HCFC-141b的替代工作，在不同的国家，为不同的领域开发了相应的配方。

聚氨酯硬泡在建筑行业的应用在中国刚刚起步，并将得到高速的发展。

因而，本文对新一代发泡剂配方在建筑行业，尤其在非连续板材中的应用做了详细的阐述。

全水发泡聚氨酯硬泡的开发

全水发泡聚氨酯硬泡的开发宋聪梅童俊罗振扬(江苏省化工研究所江苏南京210024)摘要：探讨了影响全水发泡泡沫性能的相关因素，研制了具有良好流动性的全水发泡聚氨酯硬泡组合聚醚。

依此制备的硬质聚氨酯泡沫塑料具有良好的尺寸稳定性、优异的粘接性能和较低的导热系数，已达到或超过汽车、建筑行业对全氟泡沫的要求，具有广阔的市场前景。

关键词：聚氨酯；硬质泡沫塑料；全水发泡；聚醚多元醇硬质聚氨酯泡沫塑料是一种很重要的合成材料，具有优异的物理机械性能和耐化学性能，尤其是导热系数低，是一种优质的隔热材料，广泛应用于冰箱、冷柜及汽车行业、建筑行业。

但是由于氯氟烃（CFC）发泡剂对大气臭氧层有破坏作用，为了维护生态环境，国际公约已经对其生产和使用做出了严格的限制和规定。

因此，聚氨酯工业面临的一个重要任务就是选择CFC的代用品，减少和停止CFC的应用。

10多年来，以零或低ODP值的发泡剂替代氯氟烃是聚氨酯泡沫塑料行业最重大的课题，促使泡沫塑料生产技术发生重大变化。

在聚氨酯硬泡中，常用的CFC-11替代发泡剂主要有HCFC-141b为代表的HCFC类发泡剂、以戊烷为代表的烃类发泡剂以及水发泡剂[1]。

以水作发泡剂，实际上是以水和异氰酸酯反应生成的CO2气体作发泡剂，其臭氧破坏效应ODP值为零，无毒副作用，因此水是最具吸引力的CFC-11最终替代物。

而且，全水泡沫制备工艺简便，对设备的要求很低，可沿用CFC-11体系的设备，具有广阔的市场前景。

但是，全水发泡体系与CFC-11体系相比存在许多不足，诸如组合聚醚粘度比较大，泡沫与基材的粘接性差、导热系数偏高等，从而限制了全水发泡聚氨酯泡沫的推广和应用[2]。

针对全水发泡体系的特点，我们通过聚醚分子结构的调整、助剂的选择，开发了低粘度的聚醚及具有良好流动性的组合聚醚，以此制备的聚氨酯泡沫塑料具有良好的尺寸稳定性、粘接性和较低的导热系数。

1 实验部分1.1 主要原料PE600系列聚醚多元醇，自制；聚醚多元醇A，金陵石化公司化工二厂；聚醚多元醇TNR410，天津第三石油化工厂；复合催化剂，自制；泡沫稳定剂AK-8805等，南京德美世创化工有限公司；泡沫稳定剂B-8462、B-8433等，德国高施米特公司；多异氰酸酯（PAPI），日本聚氨酯工业公司。

聚氨酯材料的制备与改性研究

聚氨酯材料的制备与改性研究聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于建筑、汽车、航空、家具等领域。

其优异的力学性能、化学性能和物理性能，使得它成为一种理想的选择。

聚氨酯材料的制备和改性研究也成为了材料科学领域的一大热点。

一、聚氨酯材料的制备方法聚氨酯材料的制备方法分为两种：一种是采用聚酯型原料，以异氰酸酯为交联试剂，制备出聚氨酯预聚物，再使用增塑剂等添加剂形成具有所需要性能的材料。

另一种是聚醚型原料，首先聚醚醇与异氰酸酯反应制得预聚物，然后再加入交联试剂和添加剂，形成材料。

但无论采用哪种方法，其基本反应都是异氰酸酯和羟基化合物反应形成尿素键、肽键等，形成交联结构，这种反应称为聚氨酯化。

制备出的聚氨酯材料可以通过改变原料的组成、反应条件等途径，调节材料的物理性能和力学性能。

例如，改变交联试剂的种类和比例可以调节材料的硬度和强度；添加增塑剂可以提高聚氨酯材料的韧性和延展性。

二、聚氨酯材料的改性研究1.增强材料的加入将纤维、微球等增强材料加入聚氨酯基体中，可以显著提高材料的力学性能。

纤维增强聚氨酯材料具有优异的强度和刚性，例如玻璃纤维增强聚氨酯材料广泛应用于汽车、飞机等领域。

微球增强聚氨酯材料具有很好的吸能性能，例如聚氨酯泡沫材料广泛应用于工程防震、隔音、保温等领域。

2.添加功能性材料添加具有特殊功能的材料，可以赋予聚氨酯材料新的性能。

例如，添加导电粉末、导热粉末等，可以提高聚氨酯材料的导电性、导热性；添加发光粉末，可以让聚氨酯材料呈现出独特的发光效果。

3.表面改性通过表面改性，可以改善聚氨酯材料的表面性能。

例如，使用等离子体处理或化学改性，可以让聚氨酯材料表面变得更加亲水、耐磨、耐腐蚀；采用UV光固化等方法，可以让聚氨酯材料表面具有防紫外线、抗黄变等特性。

三、聚氨酯材料的应用前景随着经济的快速发展和科技的不断进步，对于功能性和性能要求更高的材料需求日益增长。

聚氨酯材料作为一种多功能、高性能、可调节性强的材料，在未来的应用中将有更广泛的应用前景。

阻燃聚氨酯硬泡的研究进展

ＺｅｎｇＬｉＸｉａｏＬｉｎｇｐｉｎｇ
（１．ＨｏｎｇｄｕＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＧｒｏｕｐ，Ｎａｎｅｈａｎｇ，３３００２４；２．ＪｉａｎｇＸｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，３３００９８）
并分解，产生大量有毒烟雾和气体，造成人员伤亡。正是因为这些因素，聚氨酯泡沫阻燃技术已
经成为聚氨酯工业乃至消防、铁路、航空、公路运
ｏｆａｍ．简称ＲＰＵＦ），又称聚氨酯硬泡，其最大优点是质轻、隔热保温性好、吸音及缓冲抗震性优良，
１添加型阻燃剂
添加型阻燃剂是以物理方式分散于聚氨酯基
沫塑料是一种有机高分子材料，是易燃材料，其极限氧指数（ＬＯＩ）一般在１７％左右，遇火容易燃烧
剂对发泡工艺的影响．以及对制品各性能的影响。用于聚氨酯硬泡的阻燃剂有添加型阻燃剂及反应型阻燃剂两类。
地应用于建筑、交通运输、石油化工管道和设备制造等行业。聚氨酯泡沫塑料由于含可燃的碳氢链
段、密度小、比表面积大，未经阻燃处理的聚氨酯
是可燃物，遇火会燃烧并分解，产生大量有毒烟雾，给灭火带来困难 ¨ 】。阻燃型硬质聚氨酯泡

改性聚氨酯涂料的研究进展

也有其不足之处。当暴露在空气中时，蒸气的吸水
丙烯酸酯聚氨酯涂料是２０世纪７年代末发展０起来的一种双组分常温固化型涂料，具有丙烯酸它
酯漆和聚氨酯漆的双重性能。丙烯酸树脂具有色浅、户外耐候性优异、色保光的特点，保它与ＨＩＤ缩
聚氨酯涂料。用邻苯二甲酸醇酸树脂与醇解的蓖麻油改性聚氨酯预聚体进行共混，得到的改性聚氨所
酯涂料具有很好的漆膜附着力、硬度、固化速度及表面能，混物呈现团状结构，面模糊产生了ＩＮ共界Ｐ相，且在涂层表面处出现聚氨酯的聚集现象Ｊ而。
用无苯低毒醇酸树脂改性的溶剂型双组分聚氨酯涂料，不仅解决了对人体危害和环境污染，而且提高了涂料的性能。
２丙烯酸酯改性聚氨酯涂料
光泽度高、丰满度好、硬度高的特点，又具有聚氨酯涂料快干的特性。同时还可以使漆膜的流平性、丰满度得以改进和提高，大幅度降低了成本。但是，也ｘｕＹｘ等研究发现，醇酸树脂改性的聚氨酯涂料
桥梁、海洋石油开采平台及大型机械设备等方面。ＮｒｙｎＲ等用不同量的丙烯酸对聚氨酯涂料进ａａａ行改性，发现改性后的涂料粘度变小，附着力增大，
构发生了变化。因此，一些研究者采用不同类型的
醇酸树脂对聚氨酯进行改性。
颜料的润湿性很好。利用醇酸树脂的优点将其和由

硬质聚氨酯泡沫复合改性研究进展

熔滴等优异性能，在生产过程中不产生副产物，因此，作为绝热保温及隔音减震材料，广泛用于建筑、冷藏、交通运输、包装等领域 …。ＰＵＲ．Ｒ泡沫最突出的优点是热导率很低。在
我国，ＰＵＲ．Ｒ泡沫主要用于冰箱、冷库行业作为隔热保温材料，占ＰＵＲ．Ｒ泡沫总消费量的５７．５％，用于石油输送管道、
硬质聚氨酯泡沫复合改性研究进展
应宗荣，黄瑞娇。疏芳，顾国东，骆波
（１．南京理工大学高分子材料系，南京２１００９４；２．无锡捷阳节能科技有限公司，江苏无锡２１４１９６）
摘要：综述了微粒复合、纤维复合、混杂复合改性硬质聚氨酯（ＰＵＲ－Ｒ）泡沫的最新研究进展，重点讨论了金属氧化物、碳酸钙、硅酸盐、粉煤灰、有机粉末、玻璃纤维和天然纤维复合改性ＰＵＲ．Ｒ的研究现状，指出了ＰＵＲ．Ｒ泡沫复
２．ＷｕｘｉＪｉｅｙｎｇａＥｎｅｒｙ－ｇＳａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｘｉ２１４１９６，Ｃｈｉｎ￣
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｅｗｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓＯｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｏｆｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ＰＵＲ — Ｒ１ｆｏａｍｓｗｉｔｈｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｉｆｂｅｒｓ，

聚氨酯硬泡改性研究的新进展

木质素是造纸工业制浆蒸煮废液中的一种主要组分 ,资源丰富。开展木质素在聚氨酯硬泡中的应用研究 ,不仅对资源的回收利用和环境的污染治理具有重大意义 ,而且也给聚氨酯工业注入了新的活力。用甲醛或环氧丙烷等对木质素进行改性 ,用改性木质素合成聚氨酯 ,可以制得性能良好的聚氨酯 , 同时也降了聚氨酯的生产成本。有研究表明 :直接用树皮作为羟基组分可以制得刚性很强的聚氨酯泡沫 ,并且省去了复杂的提取工艺 ,此外 ,也可使用合成聚酯多元醇制备可降解聚氨酯 [ 12 ] 。 2. 4 纤维和粒子混杂复合增强纤维可显著提高硬泡的拉伸强度和冲击强度 , 但可能会相应减弱压缩强度 ;无机粒子可改善硬质聚氨酯泡沫的压缩强度、弹性模量以及尺寸稳定性和硬度 ,但可能会相应降低拉伸强度和冲击强度 ,因此 ,纤维和无机粒子混杂增强的多元复合硬质泡沫成为增强硬质泡沫的发展趋势。
1 颗粒填充改性
在硬质聚氨酯泡沫基体中 ,加入粒子可以提高聚氨酯泡沫的压缩强度、模量和尺寸稳定性等。近年来 ,颗粒增强特别是纳米颗粒增强增韧聚氨酯泡沫复合材料已开始成为新材料研究的热点。 1. 1 纳米粒子通过功率超声分散技术 ,将纳米二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、蒙脱土等分散在聚氨酯原料液相体系中 ,然后聚合成型 , 得到增强聚氨酯泡沫。纳米颗粒被均匀分散在聚氨酯泡沫中 ,当添加量较低时 ,颗粒对压缩强度和冲击强度有一定提高 ,但会引起异氰酸酯黏度迅速增加 ,从而导致发泡反应困难 ;当添加量过大时 ,压缩强度和冲击强度
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聚酯工业第 21卷
然下降。这是因为碳酸钙含量过高以后 ,易形成团聚 , 在基体中分散不均匀 ,受力时复合材料中就会局部产生较大的内应力 ,甚至出现裂纹 ,导致强度降低。但是如果纳米粒子含量过低 ,不但起不到增强增韧的作用 , 反而成为多余夹杂甚至成为缺陷源。因此 ,纳米粒子只有在一定的含量下 ,才能有效实现增强增韧作用 ,综合考虑可以确定 n2CaCO3 质量分数为 4%时 ,弹性体的力学性能较好。 1. 2 普通粒子微细和超细粉体对设备的磨损较小 ,若通过适当的方式形成稳定的分散体系 ,则可以解决增强反应注射成型 (RR MI )工艺中的问题。近年来 ,普通刚性粒子增强增韧聚合物已开始成为新的研究热点。湖南大学以普通的聚氨酯泡沫为基体 ,以炭黑为导电粉体 , 自由发泡合成了一种新型的导电材料 ,可用于抗静电材料及制造多孔金属的基体等方面。炭黑填充对聚氨酯泡沫的微相分离和力学性能的影响 ,并与它对基体泡沫的影响的对照表明 :炭黑能加速聚氨酯泡沫的微相分离 ,明显地降低泡沫的力学性能。如果先用 2, 42甲苯二异氰酸酯 ( TD I)浸泡炭黑 ,能在很大程度上降低炭黑对泡沫力学性能的不良影响。

阻燃聚氨酯硬泡的研究进展

阻燃聚氨酯硬泡的研究进展作者：袁铁来源：《中国新技术新产品》2014年第16期（佛山市公安消防支队禅城区大队，广东佛山 528000）摘要：简要介绍了聚氨酯硬泡的燃烧降解过程，并对各种阻燃剂的阻燃机理进行了全面的介绍。

着重阐述了聚氨酯硬泡的阻燃方法，并对聚氨酯硬泡的阻燃发展方向进行了展望。

关键词：聚氨酯硬泡；阻燃；阻燃剂中图分类号：TQ32 文献标识码：A聚氨酯硬泡分子链中的碳氢分子链段比重较高，且泡沫密度较小，泡沫呈孔状结构，比表面积大，气体渗透性好，所以极易燃烧，其极限氧指数（LOI）仅有18%左右，属于易燃材料。

此外，聚氨酯硬泡在燃烧过程中会产生大量有毒气体和烟雾，严重威胁人们的生命财产安全。

所以阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究已成为聚氨酯工业中最重要的课题之一。

1聚氨酯硬泡的燃烧热降解过程燃烧是物质表面发生的剧烈氧化反应，是个极其复杂的化学反应过程。

一般来说，聚氨酯硬泡的燃烧过程可分为3个阶段进行。

第一阶段，聚氨酯硬泡在外部火源的作用下受热分解，产生多种小分子可燃气体，如小分子烷烃、烯烃、氢气等。

第二阶段，周围的氧气与这些可燃气体发生氧化还原反应，生产二氧化碳和水，同时释放出大量的反应热和烟气。

第三阶段，燃烧反应中产生的热量使得泡沫的温度继续升高，使其进一步分解，进一步产生的可燃气体维持燃烧反应的进行，当聚氨酯基体不再产生可燃气体时，燃烧反应终止，泡沫燃烧完毕。

2 聚氨酯硬泡的阻燃机理针对上述聚氨酯硬泡的燃烧过程，阻燃剂应具有以下一种或数种的功能：能在起火温度或接近起火温度下吸热分解成不可燃物质；能与燃烧产物反应生成不易燃物质；能分解出可终止自由基氧化反应的物质，最终达到阻燃的目的。

使用阻燃剂可以提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能和热稳定性，延缓材料燃烧速率或者阻止它的燃烧。

阻燃剂的作用机理复杂，不过大致可以分为以下三种：（1）吸热降温效应。

在高温下，一些阻燃剂发生脱水、相变等吸热分解反应，能够吸收材料在燃烧反应中放出的大量热量，降低了火焰区和材料表面的温度，阻断了可燃气体的供应，从而达到延缓火势或熄灭火焰的目的。

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国外有关报道说 ,发现纳米黏土粒子和玻璃纤维混杂增强的硬质聚氨酯泡沫的弹性模量比仅用玻璃纤维增强的好。纳米黏土和玻璃纤维均匀地分布在泡沫中 ,泡孔大小相同 ,纤维很好地黏附在泡沫的支柱上。我国的赵斌等 [13]采用尼龙 66纤维及 Si颗粒粉末作为增强材料制备了混杂硬质聚氨酯泡沫 ,发现其拉伸强度、压缩强度、冲击强度都有明显提高。 SEM 观察拉伸断口形貌发现纤维本身的拉伸强度对硬质泡沫材料的力学性能增强起到了重要作用。 2. 5 纤维和聚合物合金复合增强应用无机超细粉体及纤维的纳米复合体系对聚氨酯进行改性 ,所得到的复合材料也可以得到比较好的性质。
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第 4期
曾林辉 ,等 :聚氨酯硬泡改性研究的新进展
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相比 ,这种纤维原料丰富、价格便宜 ,这种复合材料近年来备受人们的关注 ,已用于替代部分木材等结构材料 [ 11 ] 。
闻荻江等 [ 8 ]发现在纤维含量适当时 ,纤维可大部分呈单丝状及小束纤维状分散于体系 ,基本上不改变泡沫结构或仅发生有限的泡沫密集 ,强化了支柱的承载 ,减缓了材料的变形及破坏 ,大幅度提高了物理力学性能。当纤维含量过高时 ,纤维并结较为严重 ,体系以大束纤维居多 ,严重改变了泡沫的结构 ,在其周围发生严重的树脂积聚 ,约束了树脂泡沫体的形成。
%时各项力学性能呈下降趋势。
2 纤维增强改性
纤维增强改性目前采用较多。由于长丝在泡沫体系中容易结团、弯曲 ,甚至产生穿孔现象 ,以至达不到预期增强的效果 ,而且难于使纤维与树脂均匀混合 ,工艺性极差 ,所以一般用短纤维 [ 7 ] 。 2. 1 玻璃纤维玻璃纤维是研究和应用最早、最广泛的纤维材料 ,目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。有关的研究报道国内外也很多。
Chanthipa等 [ 10 ]进行断口观察发现 , 未进行表面改性的芳纶与聚氨酯基体具有良好的附着力。尼龙分子链的极性强 ,与聚氨酯之间有良好的分子间作用力 ,而且尼龙主链上的 —NH —能与聚氨酯上的
C O 形成氢键 ,进一步增大分子间的作用力。因此 ,尼龙纤维增强聚氨酯及改性聚氨酯泡沫能获得良好的效果。 2. 3 天然纤维硬质聚氨酯性质稳定 ,不能在自然环境中较快降解 ,从而造成环境污染 ,因此研究开发可降解聚氨酯势在必行。木质素、剑麻纤维、苎麻纤维、黄麻纤维等天然纤维是可再生资源 ,具有完全生物降解性 , 故可以用于合成可降解聚氨酯 ,并具有高硬度、冲击强度、弹性、柔顺性等性能。与玻璃纤维等增强材料
尹波等 [ 6 ]对粉末尼龙 1010 填充硬质聚氨酯泡沫的泡孔结构和填料分散形态的研究表明 :随填料的加入 ,泡孔直径变小 ,填料质量分数到达 10%后 , 尼龙粒子团聚明显。粉末尼龙的加入提高了泡沫体的压缩、拉伸和冲击强度 ,在填料质量分数为 5 %时各项力学性能达到最大值 ,当填料质量分数超过 5
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聚酯工业第 21卷
然下降。这是因为碳酸钙含量过高以后 ,易形成团聚 , 在基体中分散不均匀 ,受力时复合材料中就会局部产生较大的内应力 ,甚至出现裂纹 ,导致强度降低。但是如果纳米粒子含量过低 ,不但起不到增强增韧的作用 , 反而成为多余夹杂甚至成为缺陷源。因此 ,纳米粒子只有在一定的含量下 ,才能有效实现增强增韧作用 ,综合考虑可以确定 n2CaCO3 质量分数为 4%时 ,弹性体的力学性能较好。 1. 2 普通粒子微细和超细粉体对设备的磨损较小 ,若通过适当的方式形成稳定的分散体系 ,则可以解决增强反应注射成型 (RR MI )工艺中的问题。近年来 ,普通刚性粒子增强增韧聚合物已开始成为新的研究热点。湖南大学以普通的聚氨酯泡沫为基体 ,以炭黑为导电粉体 , 自由发泡合成了一种新型的导电材料 ,可用于抗静电材料及制造多孔金属的基体等方面。炭黑填充对聚氨酯泡沫的微相分离和力学性能的影响 ,并与它对基体泡沫的影响的对照表明 :炭黑能加速聚氨酯泡沫的微相分离 ,明显地降低泡沫的力学性能。如果先用 2, 42甲苯二异氰酸酯 ( TD I)浸泡炭黑 ,能在很大程度上降低炭黑对泡沫力学性能的不良影响。
收稿日期 : 2008203224。作者简介 :曾林辉 (19842) ,男 ,江西宜春人 ,在读硕士研究生 ,主要从事高分子材料改性方面的研究。
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第 21卷第 4期 2008 207
聚酯工业 Polyester Industry
Vol. 21 No. 4 July 2008
聚氨酯硬泡改性研究的新进展
曾林辉 ,熊联明 ,郭亮
(江西南昌航空大学环境与化学工程学院 ,江西南昌 330063)
摘要 :综述了颗粒填充 ,纤维增强 ,多孔无机材料增强 ,原料替代等聚氨酯硬泡改性研究的最新进展 ,指出了聚氨酯硬泡改性的发展趋势 ,即大力发展易于降解和回收的聚氨酯硬泡 ,开发出性能好的新型纳米级增强材料 ,研究出综合性能优异的多元复合材料。关键词 :聚氨酯硬泡 ;改性 ;研究进展中图分类号 : TQ323. 8 文献标识码 : A 文章编号 : 100828261 (2008) 0420011205
杨红艳等 [4]用无机纳米碳酸钙为增强剂对 PU 进行复合 ,要使纳米碳酸钙充分发挥增强剂的作用 , 就必须使它以纳米级粒子均匀分散在 PU 基体中。添加纳米碳酸钙的聚氨酯弹性体的断裂伸长率约是纯的 1. 6 倍。拉伸强度也是逐渐增大的 ,且添加纳米碳酸钙在质量分数为 4%时达到最大 ,是纯的 1. 16倍 , PU 的断裂伸长率在纳米碳酸钙质量分数为 2% ～4%变化不大 ,但是随着 n2CaCO3 含量的进一步增大 ,拉伸强度突
1 颗粒填充改性
在硬质聚氨酯泡沫基体中 ,加入粒子可以提高聚氨酯泡沫的压缩强度、模量和尺寸稳定性等。近年来 ,颗粒增强特别是纳米颗粒增强增韧聚氨酯泡沫复合材料已开始成为新材料研究的热点。 1. 1 纳米粒子通过功率超声分散技术 ,将纳米二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、蒙脱土等分散在聚氨酯原料液相体系中 ,然后聚合成型 , 得到增强聚氨酯泡沫。纳米颗粒被均匀分散在聚氨酯泡沫中 ,当添加量较低时 ,颗粒对压缩强度和冲击强度有一定提高 ,但会引起异氰酸酯黏度迅速增加 ,从而导致发泡反应困难 ;当添加量过大时 ,压缩强度和冲击强度
曾黎明等 [ 14 ]对玻璃纤维增强的聚氨酯 /环氧树脂互穿网络硬质泡沫进行研究 ,发现短切玻璃纤维有良好的增强效果 ,质量分数为 5%时 ,压缩强度达到最大值 ,但由于玻璃纤维质量分数大于 5%时分散较困难 ,使玻璃纤维的添加量受到一定限制。
王振轩 [ 3 ]用含有原位合成的 SiO2 的聚醚多元醇和 2, 42甲苯二异氰酸酯预聚后 , FTIR 图谱分析间接说明在前面的实验中异氰酸根 ( —NCO )已经被有效地接枝到原位生成纳米 SiO2 表面上 ,原位生成纳米 SiO2 作为增强相已经同基体产生了强的物理和化学交联 ,有机相、无机相交联网络已经形成。待进一步反应后 ,用 SEM 观察试样表明 ,虽然 SiO2 微粒被包裹在基体中而具有了比初始在 JH 2365 所观察到的粒子更大的尺寸 ,但它还是基本保持了最初的形状和分散性。因为原位生成纳米 SiO2 的加入拉伸强度和拉伸模量得到显著提高 ,冲击强度缓慢增大 ,而对于压缩强度则先轻微降低 ,一直到 SiO2 的质量分数为 0. 9%时才开始急剧增大 ,相反压缩模量却始终增长。
Karthikeyan等 [ 9 ]研究发现在聚合前加入玻璃纤维明显地增加了气孔的含量 ,压缩强度随纤维含量的增加而提高 ;而如果在聚合后加入玻璃纤维 , 则会明显地引入较大的气孔并产生纤维的聚集现象 ,其强度不仅比低纤维含量的材料低 ,而且有可能比未加纤维的复合泡沫的强度还低。 2. 2 合成纤维芳纶、聚乙烯纤维、聚酯纤维、尼龙纤维等合成纤维与聚氨酯基体有良好的相容性 ,使用过程中不需要进行表面处理 ,使用方便 ,对聚氨酯复合材料有良好的增强效果。
0 前言
聚氨酯硬泡 ,又称硬质聚氨酯泡沫塑料 (RPUF) , 聚氨酯 ( PU)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。
聚氨酯硬泡应用非常广泛 ,主要用途有 :食品等行业冷冻冷藏设备 ,如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等 ; 工业设备保温 ,如储罐、管道的保温等 ;建筑材料 ;交通运输业 ;仿木材 ;灌封材料等。可以根据不同技术部门的使用要求 ,通过改变配方 ,调整原料规格 ,分别可制成不同密度、硬度、耐热性能 ,阻燃性能、电学性能等硬泡制品 ,以满足各方面不同的需要 [ 1 ] 。采用各种不同材料和方法对硬质聚氨酯泡沫进行改性 ,使它向复合化发展 ,大幅度降低成本 , 提高力学性能和尺寸稳定性 ,加强耐冲击 ,耐热性能等 , 具有重要的意义。
开始下降。印度开发了一种把银纳米粒子定在聚氨酯泡沫
上来作为杀菌过滤器的技术 [2] ,泡沫在纳米粒子溶液中浸泡、反复洗涤、空气干燥过后 ,在泡沫表面形成稳定的纳米银涂层 ,纳米粒子和聚氨酯中的氮原子形成了键合 ,泡沫体的开孔结构得以保留 ,从而有利于对天然水源的过滤杀菌。在水流量 0. 5 L / m in 的条件下 , 这种聚氨酯泡沫杀菌过滤器具有良好的杀菌效果。
以聚氨酯泡沫塑料为基体 ,竹炭为吸附填料 ,翁荔丹 [ 5 ]制备了物性良好、尺寸稳定的含竹炭聚氨酯泡沫塑料 BC / PU 25%至 BC / PU 225%系列复合材料 , 此复合材料既有聚氨酯泡沫塑料相对密度小 ,比强度高的优良特性又具有较强的吸附性能 ,同时具有比普通聚氨酯泡沫塑料优越的调湿性能和防霉变性能。随着竹炭含量的增大 ,复合材料的落球回弹率、拉伸强度和断裂强度均呈较明显的上升趋势 ,而断裂伸长率明显下降。竹炭粒子在混合体系中的分布较均匀 ,竹炭粒子的粉末状填料补强作用得到体现。竹炭粒子分布于聚氨酯高分子链之间可能起到物理交联点的作用 , BC / PU 复合材料的韧性下降 ,刚性提高。竹炭称得上是 "以竹胜木 "产品 ,可制造出用于农业、化工、医疗卫生、环境保护等领域的系列产品。BC / PU 复合材料是一种功能性材料和环境保护材料 ,在环境保护、保健、医药、高新技术等领域有着广阔的应用前景。