聚氨酯
聚氨酯基本概念
一、什么是聚氨酯聚氨酯是指在高分子主链上含有重复单元结构--氨基甲酸酯基团-NHCOO-的高分子化合物统称。
一般聚氨酯由多氰酸酯与多元醇反应合成,目前工业上聚氨酯的合成主要手段。
在学术领域,对非异氰酸酯型聚氨酯也展开了研究,但离工业化还有一段距离,主要还处于实验室研发阶段。
在聚氨酯分子中,除氨基甲酸酯基团外,还有脲、缩二脲等基团,以及原料多元醇中所含有的酯键和醚键,水性聚氨酯中还包括离子型的羧基等。
所以,多异氰酸酯与多元元醇合成的聚氨酯分子中,氨基甲酸酯基团在整个分子链段中只占少数。
因此,从广义上讲,聚氨酯是异氰酸酯的加聚物。
现在人们把其他一些由异氰酸酯合成的聚合物也归类在聚氨酯里,如在高分子主链上含有重复单元-NHCONH-的聚脲,也作为聚氨酯来论述。
二、聚氨酯的基本结构特征聚氨酯由多异氰酸酯(通常为二异氰酸酯)与二元醇(小分子二元醇、聚酯或聚醚、多元胺等)通过逐步聚合反应合成,所以在其分子链上,主要由具有柔性的聚酯或聚醚和异氰酸酯与小分子二元醇生成的硬段链组成。
由于聚酯或聚醚的分子链段一般比较长,且具有良好的柔性,一般将其称为软段;而异氰酸酯与小分子二元醇生成的分子链段,且由于分子间氢键的作用而具有较强的结晶性能,所以一般称之为硬段。
综上所说,聚氨酯是由软段与硬段所组成的嵌段聚合物。
在聚氨酯弹性体聚集态结构中,分子中的刚性链段,由于其内聚能很大,彼此缔合在一起,形成许多被称为微区的小单元,这些小单元的玻璃化温度远高于室温,在常温下它们呈玻璃态、次晶或微晶,因此把它们称之为塑料相。
聚氨酯弹性体分子链中的柔性链段也聚集在一起,构成聚氨酯橡胶的基质或基体,由于其玻璃化温度低于室温,故称之为橡胶相。
软段与硬段在聚氨酯中按各自的性质聚集,形成软段微区与硬段微区。
软段微区与硬段微区由于性质不同而形成相分离结构,软段相为聚氨酯材料提供柔顺性,硬段相则起着物理交联点的作用。
软段与硬段的相分离结构,使聚氨酯材料具有优良的弹性。
聚氨酯及其特点
聚氨酯及其特点聚氨酯及其特点00聚氨酯及其特点1.聚氨酯聚氨酯是一类含有重复的氨基甲酸酯链段的高分子化合物。
应当注意的是,它是一大类聚合物的统称。
它是由含有-NCO基团的异氰酸酯与含有活泼氢的化合物反应的产物。
利用这类反应可以得到的产品有聚氨酯软泡(俗称海绵)、硬泡、弹性体、微孔泡沫、自结皮泡沫、黏合剂、涂料、纤维等。
这些产品的应用领域涉足工业、农业、日常生活、国防等国民经济及军事等各领域。
就其应用的广泛程度及其应用的跨度而言,几乎没有另外一种合成材料能与之相提并论。
这些都离不开其独特的制造方法和优异的物理性能以及合理的经济指标,这对于其迅速的发展速度起到极大地推动作用。
我国的聚氨酯工业虽然比较发达国家而言,起步很晚,但是增长速度之快已经令世界震惊。
在近20年间,其平均增长速度超过了12%,有的品种则达到了20%以上。
在建筑行业的应用也取得了惊人的进展,尤其是在建筑的保温方面,近年来已成为了重要的并广为人知的材料。
2.聚氨酯泡沫--其应用如何氨酯泡沫是聚氨酯大类中,最为重要的子项之一,也是聚氨酯中最主要的品种。
聚氨酯泡沫又可分作诸多子项,但一般分作硬质泡沫(简称"硬泡"),软质泡沫(简称"软泡")和半硬质泡沫。
其中硬泡是建筑领域最为重要的一种材料,它是一种具有一定刚性的泡沫塑料严品,其主要用于保温、充填和隔声等。
在保温方面的应用有:冰箱、热水器、太阳能、水箱、建筑屋面、冷库、活动板房、冷藏车、保温集装箱、粮库保温、啤酒罐体及桶类、城市集中供热管道、化工管、罐类、船舶等。
在充填方面的应用有:防盗门及车库门内夹层的充填,建筑物穿壁管、线的封堵,雷达天线罩,矿井封闭,隧道的防水渗透及顶板加固材料等。
用于隔声方面有:大型建'筑物,如会议厅、游泳馆,剧场等天花板,机车顶部的吸声等。
软.泡是一类柔性聚氨酯泡沫、其品种主要有大块软泡(俗称"海绵")、高回弹软泡、自结皮泡沫以及热模塑软泡。
聚氨酯
聚氨基甲酸酯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(NHCOO)的大分子化合物的统称。
它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。
通过改变原料种类及组成,可以大幅度地改变产品形态及其性能,得到从柔软到坚硬的最终产品。
聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体(聚氨酯弹性体主要又包含热塑性TPU和热固性―多以浇注工艺实现CPU)、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等,广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
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-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。
TPU涂层剂按组成分类有:聚酯系聚氨酯;聚醚系聚氨酯;芳香族异氰酸酯系聚氨酯;脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。
按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。
在大分子主链上含有—NHCOO—基团的重复结构单元的聚合物统称为聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯(PU)。
它是由有机多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。
人们常见的聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体的形式出现。
硬质聚醚型塑料(Rigid Polyether Polyurethane Foams)理化性质密度:0.04~0.06g/cm3(25 摄氏度),拉伸强度:0.147MPa,弯曲强度:0.196MPa,导热系数:0.035W/(m.K) 。
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。
聚氨酯是什么材料
聚氨酯是什么材料聚氨酯是一种重要的聚合物材料,具有优异的物理性能和化学性能,被广泛应用于建筑、汽车、家具、鞋材、涂料等领域。
聚氨酯的种类繁多,包括聚醚型、聚酯型、聚醚酯型等,每种类型都有其独特的特点和用途。
本文将介绍聚氨酯的基本性质、制备方法、应用领域以及未来发展趋势,以便读者对聚氨酯有更深入的了解。
聚氨酯是一种由异氰酸酯和多元醇经过聚合反应而成的聚合物材料。
它具有优异的耐磨性、耐油性、耐溶剂性和耐老化性,同时还具有较好的弹性和韧性。
这些优秀的性能使得聚氨酯在各个领域都有着广泛的应用。
聚氨酯的制备方法多种多样,主要包括预聚体法、直接合成法和溶液聚合法。
其中,预聚体法是将异氰酸酯和多元醇预先聚合形成聚氨酯预聚体,再通过加热或加入催化剂进行交联反应得到最终的聚氨酯制品。
直接合成法则是直接将异氰酸酯和多元醇混合反应得到聚氨酯。
溶液聚合法则是将异氰酸酯和多元醇溶解在溶剂中,再通过加热或加入催化剂进行聚合反应。
聚氨酯在建筑领域中被广泛应用于保温材料、密封材料和涂料等方面。
由于其优异的隔热性能和耐候性,聚氨酯保温材料被广泛应用于建筑物的保温和节能。
此外,聚氨酯密封材料也被广泛应用于建筑物的密封和填缝,具有优异的耐候性和耐腐蚀性。
在汽车领域,聚氨酯被用作汽车座椅、缓冲材料和车身涂料等,具有良好的舒适性和耐磨性。
在家具和鞋材领域,聚氨酯也被广泛应用于软垫、填充材料和涂料等,具有良好的弹性和耐磨性。
未来,随着科学技术的不断发展,聚氨酯材料将会在更多领域得到应用。
例如,聚氨酯在医疗器械、航空航天和新能源领域的应用将会更加广泛。
同时,绿色环保的聚氨酯制备方法也将会得到更多的关注和研究。
综上所述,聚氨酯作为一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用前景和发展空间。
通过不断的研究和创新,相信聚氨酯将会在更多领域展现出其优异的性能和应用价值。
聚氨酯ppt课件
泡沫结构
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➢聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料, 在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下, 通过专用设备混合,经高压喷涂现场发泡而成的 高分子聚合物。
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硬质聚氨酯泡沫用途
➢1、建筑隔热材料 ➢2、保温材料(管道设施等的保温隔热) ➢3、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱,空调等
的隔热层和冲浪板等的芯材) ➢4、运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶
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其它工程应用 ➢生物医用材料:聚氨酯具有优良的生物体相容性,
因此逐渐被广泛用作生物医用材料。可用于人工 心脏起搏器、人工血管、人工骨骼、人工食道、 人工肾脏、人工透析膜等的制造。 ➢PU(合成革)
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谢 谢!
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➢1)在环境温度为25.2℃,湿度为92%,聚氨酯硬泡膨 胀系数16倍的情况下,测得聚氨酯硬泡材料的强度 极限为179.56 kPa,弹性模量为39.4MPa,泊松比 为0.42;
➢2)通过聚氨酯硬泡压缩试验,可以发现聚氨酯硬泡 材料的弹性模量较小且在抗压方面有很好的延性 性能;
➢3)聚氨酯硬泡抗压破坏为明显的塑性破坏,破坏时 并无开裂现象.
➢在多元醇或异氰酸酯键上直接引入上述阻燃元素, 以得到结构型阻燃泡沫。
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聚氨酯弹性体 ➢聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、
耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性 等优点。主要用作涂覆材料(如软管、垫圈、轮带、 辊筒、齿轮、管道等的保护)、绝缘体、鞋底以及 实心轮胎等方面。
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➢ 聚氨酯鞋底
聚氨酯pu是什么材料
聚氨酯pu是什么材料聚氨酯(PU)是一种非常重要的聚合物材料,它在我们日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
聚氨酯是一种独特的材料,具有许多优异的性能和广泛的应用领域。
本文将对聚氨酯的定义、特性、用途和制备方法进行较为全面的介绍,希望能够帮助读者更好地了解这一材料。
首先,让我们来了解一下聚氨酯的基本定义。
聚氨酯是一类由异氰酸酯和多元醇经过聚合反应而成的高分子材料。
它的分子结构中含有酯键和脲键,这种特殊的结构赋予了聚氨酯许多独特的性能。
聚氨酯可以通过改变原料的种类和比例来调节其硬度、弹性、耐磨性等性能,因此具有很强的灵活性和可塑性。
聚氨酯具有许多优异的性能,使得它在各个领域都有着广泛的应用。
首先,聚氨酯具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,因此常被用于制作密封件、管道、阀门等耐磨耐腐蚀的零部件。
其次,聚氨酯具有良好的弹性和吸震性能,因此常被用于制作汽车零部件、鞋底、运动器材等。
此外,聚氨酯还具有优异的绝缘性能和耐候性,因此常被用于制作绝缘材料、建筑密封材料等。
总之,聚氨酯在汽车、建筑、家电、医疗、运动器材等领域都有着广泛的应用。
那么,聚氨酯是如何制备的呢?一般来说,聚氨酯的制备过程主要包括预聚体的合成和聚合反应两个步骤。
首先,异氰酸酯和多元醇在一定的条件下发生缩聚反应,形成预聚体。
然后,通过控制反应条件(如温度、压力、催化剂等),使预聚体发生聚合反应,最终形成聚氨酯。
在实际生产中,可以根据需要选择不同种类和比例的原料,以获得具有不同性能的聚氨酯材料。
总的来说,聚氨酯是一种具有优异性能和广泛应用领域的重要材料。
它的制备过程复杂,但通过合理选择原料和控制反应条件,可以获得具有不同性能的聚氨酯材料。
相信随着科学技术的不断发展,聚氨酯材料将会在更多领域得到应用,并为人类社会的发展做出更大的贡献。
聚氨酯基础知识(通俗版)
(3)液态CO2或者水:优点:最环保,无成本负担。缺点:物料粘度高,流动 不佳,制成品导热系数太高,不调节配方产品发脆,黑料消耗过多,在黑料 价格过高的现在,增加了一定成本负担。
了聚氨酯树脂的聚合技术,并在第二次世界大战期间建成 了一个月生产10吨聚氨酯树脂制品试验车间。二次大战 结束后,英、美等国于1945~1947年间从德国获得有关 聚氨酯树脂的制造技术,并在1950年相继开始工业化。 1957年,POL在美国合成,同年ICI公司以MDI成功制作 硬泡;1958年杜邦公司用CFC-11成功制备硬泡PU。日 本是在1955年从德国拜耳公司与美国杜邦公司引进技术 后才开始聚氨酯工业的生产。我国聚氨酯树脂工业是60 年代初期自力更生开始发展起来的。
硬泡的定义:是指在一定负荷作用下不发生明显变形, 当负荷过大时发生变形后,不能恢复到原来形状的塑料 泡沫。
2.1 聚氨酯塑料泡沫保温机理和性能特点
聚氨酯硬质塑料泡沫保温机理:
• 聚氨酯PU本身材料就为热的不良导体,当热量要通过聚氨酯 塑料泡体散发逃逸时,必须经过聚氨酯塑料泡沫特有的无数 结构紧致细密的小气室,有效地减缓了热传导的散热损失。 而且由于气室相互间是密闭状态互连的,这就有效地防止了 热的辐射和对流传导方式造成的热量损耗。
聚氨酯基础知识(通俗版汇编)
研发中心电热研发 王以德
目录
1 聚氨酯的发展史、合成机理和分类 2 PU保温的机理、发泡剂的过渡替代产品 3 聚氨酯各原材料的基本构成概述 4 聚氨酯发泡各项工艺指标及其他特性 5 聚氨酯硬泡常见问题点及其分析
聚氨酯是什么材质
聚氨酯是什么材质聚氨酯是一种多功能的高分子材料,其特殊的化学结构和优异的性能使得它广泛应用于各个领域。
它由部分异氰酸酯与部分聚醚、聚酯或聚醇等聚合反应生成,可以形成泡沫、胶粘剂、弹性体和涂料等不同形态。
聚氨酯的制备过程根据不同的应用领域和要求有所不同。
通常情况下,通过将异氰酸酯与聚醇在一定的温度和压力下反应,生成聚氨酯。
该反应是一种聚合酯化反应,所以也被称为聚酯型聚氨酯制备方法。
除了聚醇和异氰酸酯外,可以使用一些助剂来改变聚氨酯的性能,如催化剂、稳定剂和增容剂等。
聚氨酯材料具有许多独特的性能和特点。
首先,聚氨酯具有较高的耐磨性和耐腐蚀性,在不同的环境条件下都能保持较长的使用寿命。
其次,聚氨酯有较好的耐温性能,可以在宽温度范围内保持其物理和化学性质的稳定性。
此外,聚氨酯还具有较高的弹性模量和刚度,可以用于制造各种弹性体和结构件。
聚氨酯还有很多其他的特性,因此得到了广泛的应用。
首先,聚氨酯是一种优良的绝缘材料,具有较低的热导率和电导率,因此可以用于制造电气绝缘件。
其次,聚氨酯具有较好的粘附性能,可以与许多不同的材料粘合,例如金属、塑料、玻璃等。
此外,聚氨酯还具有优异的阻燃性能和耐候性能,可以在恶劣的环境中长时间使用而不受影响。
在建筑和装饰领域中,聚氨酯被广泛应用于泡沫材料的制备。
聚氨酯泡沫材料具有优异的隔热性能和抗压性能,可以用于建筑物的保温和隔音。
此外,由于聚氨酯材料具有较低的密度和良好的成型性能,因此可以制作出各种形状和尺寸的泡沫材料,满足不同场合的需求。
在汽车和交通工具制造领域中,聚氨酯广泛用于制造座椅和缓冲材料。
由于聚氨酯具有较好的弹性和柔软度,可以提供良好的座椅舒适性和减震效果。
此外,聚氨酯还可以制作各种密封件和橡胶支撑件,用于汽车和交通工具的密封和减振。
总之,聚氨酯是一种多功能的高分子材料,具有优异的性能和特性,因此在各个领域都得到了广泛应用。
它的制备方法多样化,可以根据不同需求进行调整和改进。
防水材料聚氨酯
防水材料聚氨酯
聚氨酯(Polyurethane)是一种常见的防水材料,具有以下特性:
1. 强大的粘接能力:聚氨酯材料能够与多种其他材料牢固粘接,例如混凝土、钢铁、木材等,有效防止水分从接缝渗透。
2. 弹性和耐久性:聚氨酯具有良好的弹性,能够在材料遭受压力或变形时回复原状,并且能够长期保持弹性,不易老化和损坏。
3. 耐化学腐蚀:聚氨酯对多种化学物质具有较强的抗腐蚀能力,能够在恶劣的环境下使用,不易被酸碱等物质侵蚀。
4. 高强度和耐磨性:聚氨酯具有较高的强度和耐磨性,能够经受一定的外力和磨损,不易破裂或磨损,能够长期使用。
5. 超低温性能:聚氨酯具有良好的低温柔韧性,即使在极低的温度下,材料依然能够保持柔韧性和防水性能。
6. 施工简单方便:聚氨酯材料施工简单方便,可以通过刷涂、涂覆、喷涂等方式进行,不需要额外的复杂工具和设备。
聚氨酯材料常用于各种防水领域,包括建筑防水、船舶防水、地下室防水、屋顶防水等。
在建筑防水中,聚氨酯涂膜被广泛应用于屋面、地下室、浴室等区域的防水工程,有效地防止水分渗透,提高建筑物的耐久性和使用寿命。
总之,聚氨酯作为一种优秀的防水材料,具有粘接能力强、耐久性好、抗化学腐蚀等特性,广泛应用于各种防水场合,为建筑、工程和船舶等提供可靠的防水保护。
聚氨酯基本知识
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,符号 “PU”。聚氨酯是由二元或多元异氰酸酯与
多元醇化合物相互作用制得。
聚氨酯特点:高强度、耐磨、耐溶剂、 耐低温。
聚氨酯应用:塑料、橡胶、纤维、涂 料、粘合剂、人造革。
我厂使用聚氨酯泡沫塑料作为水箱保 温材料。
二、聚氨酯构成
5005 异氰酸酯 44V20 (进口牌号) M20S
七、生产线
两种环行线;共有74个工位,可生产8大类 120种水箱,高泡孔质量,延长 热水器使用寿命。
≤0.02W/m·K 30~40㎏/m 3
≥90%
五、常见泡沫体缺陷
• 收缩:原料配比不当。 • 穿孔:混合时卷入空气。 • 开裂:内外温差大。 • 泡孔粗大:混合不均或原料变质。
六、生产设备
新加坡润英聚合物设备公司 GMA—H40、GMA—H100
流量:600g/s,精度±0.1g 混合压力:90~120Bar 温度:恒温20~30℃可调
PM 200
英国ICI公司 最好 德国拜耳 较好 巴斯夫 较好 我厂使用 中国烟台 一般不用
基础聚醚
PPG 60% 稳定性
组合聚醚
催化剂 Cat
稳定性
泡沫稳定剂
发泡剂
其他助剂: 阻燃剂 填料等
三、聚氨酯泡沫生成
组合聚醚+异氰酸酯→聚氨酯 俗称:白料 + 黑料 →发泡料
四、常用指标
• 导热率 • 密度 • 闭孔率
聚氨酯是什么材料
聚氨酯是什么材料
聚氨酯(Polyurethane)是一种重要的高分子材料,具有广泛的应用领域,包括建筑、汽车、家具、鞋材、服装、涂料、胶粘剂等。
它的独特性能使得它成为当今工业中不可或缺的材料之一。
首先,我们来了解一下聚氨酯的基本结构。
聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇通过化学反应制得的聚合物。
这种材料的特点是由于其分子链中含有酯键和脲键,使得其具有优异的耐磨性、耐油性、耐溶剂性和耐氧化性。
这些性能使得聚氨酯在各种应用中都能发挥重要作用。
其次,聚氨酯的物理性能也非常出色。
它具有优异的弹性、韧性和耐磨性,因此在制作弹性材料、缓冲材料和密封材料时得到广泛应用。
此外,聚氨酯还具有较好的耐候性和耐老化性能,能够在恶劣环境下长期稳定使用。
除此之外,聚氨酯还具有良好的加工性能。
它可以通过注塑、挤出、压延等多种工艺加工成型,制成各种形状的制品。
而且,聚氨酯可以与其他材料(如金属、塑料、橡胶等)复合使用,以满足不同领域的需求。
在建筑领域,聚氨酯被广泛应用于保温材料、密封材料和结构胶。
由于其优异的绝热性能和粘接性能,使得建筑结构更加牢固、耐久。
在汽车领域,聚氨酯被用于制作汽车座椅、缓冲材料、车身覆盖件等,提高了汽车的舒适性和安全性。
总的来说,聚氨酯作为一种重要的高分子材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和创新,相信聚氨酯在未来会有更广阔的发展空间,为人类生活带来更多便利和舒适。
聚氨酯简介 ppt课件
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性 保色性很突出,适宜用于户外耐候的磁漆
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实,又耐磨、耐油、 耐气候老化,具有一定的弹性,可做成各种鲜艳色泽,所以聚 氨酯涂料可代替油漆,非常耐用,是受人们欢迎的涂料,是很 有发展前途的涂料。
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响:
• 一、软段对性能的影响
聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性,并对其低温性能和拉伸性能有 显著的贡献。一般情况下聚酯型聚氨酯弹性体比聚醚型聚氨酯弹性体具有更 好的物理机械性能,而聚醚型聚氨酯具有更好的耐水解性和低温柔顺性能。聚 醚软段具有较低的玻璃化转变温度,因而低温使用范围更广。而聚醚或聚酯软 链段的规整度都能提高其结晶度,因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉强度, 同时也能增加聚合物的滞后特性。
• 四、微相分离结构的影响
聚氨酯的特殊性能来源于其明显的微相分离结构,不同大分子链的硬段聚 集成晶区,起到了物理交联的作用,提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性能 。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合,因此起到活性填料的作用,是 材料强韧化的根源。影响聚氨酯微相分离的因素很多,包括软硬嵌段的极性 、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品合 成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合,从而导致软段玻璃化 温度的提高和硬段玻璃化温度的减小,缩小了材料的使用温度范围,并使材料 耐热性能下降
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。
聚氨酯简介介绍
02
聚氨酯的制备与性质
聚氨酯的制备方法
聚合反应法
通过多元醇与异氰酸酯的聚合反应制备聚氨酯。这种方法常用的是聚酯多元醇 和聚醚多元醇与二异氰酸酯进行反应。
预聚体法
首先使多元醇与过量的二异氰酸酯反应,生成含有异氰酸酯基团的预聚体,然 后再加入扩链剂进行反应。这种方法可以改善聚氨酯的性能和加工性。
聚氨酯的物理性质聚氨酯在Βιβλιοθήκη 来市场中的潜力新能源汽车市场
随着新能源汽车市场的快速发展,聚氨酯作为一种轻质、 高强度的材料,在电动汽车的电池包、座椅、内饰等方面 有广泛的应用前景。
建筑节能市场
聚氨酯在建筑节能领域也有很大的应用潜力,如聚氨酯保 温材料、聚氨酯隔热窗框等,能够提高建筑的保温性能和 节能效果。
高端装备制造
复原状。
耐温性
该材料在广泛的温度范围内都能 保持良好的弹性和性能。
耐油性
弹性聚氨酯对油脂和燃料具有良 好的抗性,使其在汽车、航空航
天等领域得到广泛应用。
04
聚氨酯的应用领域与市场前景
聚氨酯的应用领域与市场前景
• 聚氨酯是一种具有多种优异性能的高分子材料,广泛应用于众多领域。以下将对其应用领域及市场前景进行简要介绍。
软质聚氨酯
柔韧性
软质聚氨酯具有优异的柔 韧性和弹性,能够很好地 适应各种形状和弯曲。
吸音性
该材料具有良好的吸音性 能,能够有效地降低噪音 和振动。
舒适性
软质聚氨酯常用于制作座 椅、床垫等,因为其能够 提供舒适的支撑和触感。
弹性聚氨酯
回弹性
弹性聚氨酯具有出色的回弹性, 即使在长时间压缩后也能迅速恢
可降解聚氨酯
通过引入特定结构或添加剂,使聚氨酯在特定环境条件下能够降解 为低毒性或无毒性物质。
聚氨酯是什么材料
聚氨酯是什么材料
聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种聚合物材料,由聚醋酸酯(Polyester)或聚醚醚酮(Polyether)与异氰酸酯(Isocyanate)之间的反应制得。
它具有多种性质,广泛应用于制造行业。
聚氨酯材料具有以下特点:
1. 高强度和耐久性:聚氨酯材料具有很高的强度和耐久性,可以用于制造各种产品,从汽车部件到家具等。
2. 良好的弹性和弯曲性能:聚氨酯材料具有良好的弹性和弯曲性能,可以用于制造弹簧、密封件和减震装置等应用。
3. 耐酸碱性和耐腐蚀性:聚氨酯材料在酸碱环境中具有很好的耐腐蚀性,可以用于制造化工设备和管道等。
4. 良好的绝缘性能:聚氨酯材料具有良好的绝缘性能,可以用于制造电缆绝缘层和电气设备等。
5. 轻质和具有良好的冲击吸收性:聚氨酯材料具有较轻的重量和良好的冲击吸收性能,可以用于制造运动鞋、保护器具等。
聚氨酯材料的制造工艺较复杂,首先需要将聚醋酸酯或聚醚醚酮与异氰酸酯进行反应,形成聚合物链。
随后,可以通过加入不同的添加剂和填充剂来调整聚氨酯材料的性能,例如增加硬度、改善耐磨性等。
聚氨酯材料具有广泛的应用领域,包括汽车、建筑、家具、鞋类、运动器材等。
在汽车行业中,聚氨酯材料被广泛应用于制造座椅、仪表板、门板等部件;在建筑行业中,聚氨酯材料常用于制造隔热材料、保温材料等;在家具行业中,聚氨酯材料被用于制造沙发、床垫等;在鞋类行业中,聚氨酯材料可以用于制造鞋底、鞋垫等。
总而言之,聚氨酯是一种多功能的材料,具有多种性质和广泛的应用。
随着技术的不断进步,聚氨酯材料的应用领域还将不断扩大。
聚氨酯
分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
水系聚氨酯
水溶解型
双组分型 单组份型
形态分类法
胶体分散型 乳液型
分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
混合型聚 氨酯
分子侧链结构
中大多存在磺 酸基和羧酸基
具有聚醚链段
其他分类方法
全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年,世界聚氨酯产能年平均增长率为4%,消费量年平均增长率 为3.4%。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨,聚氨酯消耗量达979万吨。
美国是世界上最大的聚氨酯生产国,其产 量占世界的40%左右,也是最大的聚氨酯 消费国
中国聚氨酯发展现状
20世纪90年 代至新世纪初,聚 氨酯弹性体的适用 范围进一步扩大, 产品品种及产量稳 步增长,原材料、 新技术、先进设备 正在协调配套生产 成为新世纪初的一 个朝阳产业。
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聚氨酯(PU)
目录
1 2 3 4 5
聚氨酯分子结构及其如何决定性能 聚氨酯性能 聚氨酯分类 聚氨酯用途 聚氨酯发展前景
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分子结构
• 聚氨酯是含氮杂链聚合物,是聚氨甲酸酯的
简称。工业上生产聚氨酯的主要方法是采用 二异氰酸酯和二元醇缩聚而成,结构如下
聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽 丝纺丝,再织成各种衣着袜子等。 日本牌号为Sanxi 中国称氨纶
聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性 保色性很突出,适宜用于户外耐候的磁漆
聚氨酯手册
聚氨酯手册摘要:1.聚氨酯手册概述2.聚氨酯的种类和性质3.聚氨酯的应用领域4.聚氨酯的生产工艺5.聚氨酯的发展前景正文:【聚氨酯手册概述】聚氨酯是一类具有广泛应用的聚合物材料,因其优异的性能而在众多领域受到青睐。
聚氨酯手册详细阐述了聚氨酯的种类、性质、应用、生产工艺以及发展前景等方面的内容,为从事聚氨酯研究和应用的专业人士提供了宝贵的参考资料。
【聚氨酯的种类和性质】聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种由多元醇和异氰酸酯反应生成的高分子材料。
根据原料和结构的不同,聚氨酯可分为聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯等。
聚氨酯具有优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、耐老化性、耐油性、耐热水性、耐寒性等性能,同时具有较高的强度和韧性。
【聚氨酯的应用领域】聚氨酯广泛应用于以下领域:1.泡沫材料:硬质泡沫聚氨酯、软质泡沫聚氨酯等,用于保温隔热、家具、汽车内饰等领域。
2.弹性体:聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、耐油性、耐老化性等性能,广泛应用于汽车零部件、铁路轨道、石油化工等领域。
3.涂料:聚氨酯涂料具有优良的耐候性、防腐性、耐磨性,可用于汽车漆、家具漆、工业漆等领域。
4.胶粘剂:聚氨酯胶粘剂具有高强度、耐老化、耐化学品腐蚀等特点,应用于汽车内饰、建筑、包装等领域。
5.合成纤维:聚氨酯弹性纤维(氨纶、spandex)具有优异的弹性、耐氯性、耐老化性等性能,广泛应用于纺织、服装等领域。
【聚氨酯的生产工艺】聚氨酯的生产工艺主要包括发泡工艺和浇注工艺。
发泡工艺是将聚氨酯原料与发泡剂混合,通过加热和压力作用使原料发泡,形成具有闭孔结构的泡沫材料。
浇注工艺是将聚氨酯原料注入模具中,通过化学反应和物理过程形成所需形状的制品。
【聚氨酯的发展前景】随着科技的进步和环保意识的加强,聚氨酯在环保、节能、低碳等方面具有很大的发展潜力。
聚氨酯概况
聚氨酯概况一、聚氨酯定义聚氨酯:凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯。
分类:聚酯型聚氨酯; 聚醚型聚氨酯。
聚酯型聚氨酯:以异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。
聚醚型聚氨酯:以异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。
二、聚氨酯生产常用原料简介己二酸(AA)1、物理性质:白色晶体或结晶粉末,略有酸味,微溶于水、环己烷,溶于丙酮、乙醇、乙醚。
不溶于苯、石油醚。
熔点152℃,沸点330.5℃(760mmHg),比重1.360(20/4℃),闪点196℃。
2、用途:AA主要用于生产尼龙(纤维和树脂),约占总生量的70%以上,聚氨酯行业中AA 的用量只约20%,余下的用于增塑剂、造纸、药物等方面生产。
在PU行业中,AA用于生产PU革用树脂、鞋底原液、弹性体、胶粘剂和油漆等方面。
二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)1、物理性质:白色到微黄色结晶体(或粉末)。
溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等,比重1.197(70℃),凝固点38-39℃,沸点190℃(5mmHg)。
2、用途:MDI只用于聚氨酯行业中,其应用范围是:弹性体、纤维、革用树脂、鞋底原液、胶粘剂和油漆等方面。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)1、物理性质:棕色粘稠液体,溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等,比重1.23(25℃)。
2、用途:在PU行业中,PAPI主要用于生产硬泡,此外还可用于胶粘剂、铺装材料等。
甲苯二异氰酸酯(TDI)1、物理性质无色至淡黄色液体,有强烈刺激性气味。
可溶于醚、丙酮、苯、四氯化碳、氯等。
与水、醇及胺等反应,比重 1.2244(20/4℃),熔点19.5-21.5℃,沸点251℃(760mmHg)。
2、用途:TDI的主要用途是生产PU泡沫,约占TDI总量的80%以上。
此外还用于胶粘剂、弹性体、油漆、固化剂等方面。
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)1、物理性质:无色透明液体,有氨气味,溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂,微溶于苯。
聚氨酯
◎
预聚体或扩链后的聚合物进行交联, 生成交联结构的聚氨酯。
27
扩链反应 扩链:分子量不高的聚合物, 通过末端活性基团的反应 (或其他方法)使分子相互连结而增大分子量的过程。 相应的反应称为扩链反应。
扩链而生成高聚物。
28
●
用水扩链
O NCO 聚 体
2OCN 预
+
H2O
OCN 取
NH 代
C 脲
(8)价格昂贵。
9
4.2 聚氨酯的合成原理
二异氰酸酯 + 二羟基化合物 线型聚氨酯
二异氰酸酯 + 三羟基 or 四羟基化合物
体型聚氨酯
聚醚 or 聚酯型聚氨酯
二异氰酸酯 + 含游离羟基的低分子聚醚 or 聚酯
10
化学的角度:
● ●
异氰酸酯 + 含活泼氢的化合物 异氰酸酯的自聚
11
4.2.1 异氰酸酯的分子结构与反应机理
◐
◐
二十世纪 50 年代,制造技术获得飞速发展, 开始用于涂料工业
5
◐
二十世纪 50 年代末,我国开始研制 PU 涂料
◐
二十世纪 60 年代,我国开始生产 PU 涂料
6
聚氨酯涂料特点 聚氨酯涂料: 50 余年的历史,品种、产量仍在不断发展。
◎ 用异氰酸酯或其反应产物为原料的涂料 都统称为聚氨酯涂料。
NH 链 节
NCO
+
CO2
●
用二元胺扩链:
O O R' NH C NH 取代 脲链节 NCO NCO 聚 体
2OCN 预
+
H2N R' NH2
OCN
NH C NH 取代 脲链节
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有机涂层的研究进展67 (2010) 274–280有机涂层的研究进展期刊主页:/locate/porgcoat扩链剂和选择性催化剂对热氧化水性聚氨酯分散体的稳定性影响Suzana M. Caki´ca,∗, Ivan S. Risti ´cb, Dragan M. Djordjevi´ca, Jakov V. Stamenkovi´ca, Dragan T. Stojiljkovi ´caa保加利亚技术学院,oslobodjenja 124 ,塞尔维亚,莱斯科瓦茨16000b技术学院/ BUL 。
脐橙Lazara 1/Novi悲伤21000 ,塞尔维亚摘要基于聚丙二醇(PPG ),二羟甲基丙酸的聚氨酯水分散体(DMPA), 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)由不同的选择性催化剂制备传统的预聚异氰酸酯过程。
使用两种类型的扩链,乙二醇(EG)和丙二醇(PG )。
聚氨酯分散的特点是使用热动态方法。
在动态方法中,升温速率为0.5,1,2和10 ◦ C /分钟在30-500◦ C范围,降级为0.025,0.05 ,0.10◦ C/分钟。
从阿列纽斯图得出活化能在23到117kJ / mol、≥0.05水分散体,其取决于温度区间,选择性的催化剂,扩链剂的类型和降解度。
以乙二醇为扩链剂的聚氨酯水分散体,与更多的选择性催化剂,显示了较高的热稳定性。
动态方法提供不同的退化过程存在的证据和适用于评价的更高程度的降解动力学参数。
关键词聚氨酯水分散体热氧化动态方法热稳定性选择性催化剂活化能1、介绍在成本不断降低和控制挥发有机化合物的排放量的同时,水基树脂的使用正在增加,促进了聚氨酯分散在水中的发展。
目前这些产品与众多的传统的溶剂型涂料的功能呈现在超高分子量低粘度的优势和良好的适用性。
聚氨酯可以量身订做,并有多种应用。
基本上,线性热塑性聚氨酯的合成是由一个甲烷二异氰酸酯预聚物和聚醚多元醇的反应(主要是聚醚和聚酯)。
以NCO为终端的聚氨酯链用乙二醇扩链形成酯基。
低分子量的乙二醇和胺类扩链剂在聚氨酯纤维,弹性体,粘合剂,和皮革和微孔泡沫聚合物形态中发挥重要作用。
这些材料的弹性性能来自软硬共聚物的聚合物分部,如聚氨酯硬段域的交叉连接之间的无定形聚醚(或聚酯)软段域服务相分离。
此相分离发生的原因主要非极性,熔点低软段是极高熔点的硬段不相容。
软段,这是由超高分子量多元醇形成的,是流动的,通常出现在盘绕形成,而硬段,这是由异氰酸酯和扩链的形成,是僵硬,动弹不得。
由于硬段与软段共价偶联,抑制聚合物链的塑性流动,从而创造了弹性的弹性。
机械变形后,软段的一部分因卷曲而紧张,硬段变得与应力方向一致。
这种调整的硬段和由此产生的强大的氢键有助于拉伸强度高,伸长率,耐撕裂值。
扩链剂的选择,也决定了弯曲,热,耐化学品性能。
如果一种低分子量二醇扩链反应步骤中的-NCO基终止的预聚物发生反应,聚氨酯的联系也将形成。
因此,对于聚氨酯以乙二醇和丙二醇为扩链剂与选择性的催化剂是首要的。
在水溶性聚氨酯发展方面,最主要的方向是找到防止与水发生二次反应实现最好交联的方法。
一个新颖的方法来控制水的不良反应是使用催化剂选择性催化异氰酸酯,多元醇反应,而不是异氰酸酯与水反应。
相对选择性(s)是通过Werner Blank法,也就是聚氨酯(purethan)红外峰值区域与尿素红外线峰值区域(purea)比率的方法来测定的。
聚氨酯的最大特征吸收(1700厘米-1 ,1540厘米-1 )和尿素(1640厘米-1 ,1570厘米-1 )已完成整合后,计算出相对选择性。
锰催化剂、Mn (III) - diacetylacetonatomaleate复合体与根据乙酰丙酮化合物的各种各样的配合基的和顺丁烯二酸,用于某些实验与买得到的锆催化剂比较,显示了异氰酸盐羟基反应的一种高选择性。
锆催化剂是专有的锆tetra dionato混进0.4%的金属含量的无功溶剂中得到。
弗林审查了高分子材料使用热重分析(TGA)加速的退化条件下的生命时间服务的预测。
从降解的动力学研究,可以计算活化能从阿伦尼乌斯相关。
此参数可用于预测材料的稳定性。
例如,5%的重量损失是一个合理的准则,用于定义服务温度下材料的寿命。
同样,活化能还可以通过不同的加热速率动态实验及各种百分比的退化来评价。
事实上,聚氨酯降解机制是非常复杂。
通过光谱分析,其中涉及聚氨酯键的断开是在210摄氏度下实现的,形成异氰酸组分和羟基组分。
由几个研究人员做过热降解聚氨酯材料。
特别是,在某些情况下作为"指纹"识别商业聚氨酯提出了降解曲线和组成的类型即异氰酸酯/多元醇的链扩展程序或交联剂、聚氨酯,被发现直接影响热稳定性。
聚氨酯水分散类材料在表面涂料行业正变得越来越重要。
他们的应用范围包括建筑、汽车、包装、运输、电子、纺织、磁带、纸、鞋类等领域。
在本文中论述了扩链剂和选择性催化剂的类型对不同类别的水性聚氨酯分散液热氧化抗性的影响。
这是基于热重分析的动态方法,以评估热稳定性聚氨酯水分散体的应用。
1.1动力学分析热氧化实验一般是通过体重减少和退化程度的百分率W%衡量的。
α定义为:W% = 100 ×(w0 − w)/w0 (1a)α= (w0 − w)/w0 (1b)w0和w分别为样品最初的重量和实际重量。
在动态方法中,几个加热率β的使用与相应温度下一定的重量损失百分率有关,根据:这里A DYN指前数的因子,E act-DYN是活化能,Tα是绝对温度,α是达到的退化程度。
A DYN代表在无限温度下一定比例的重量损失的加热速率β:值越低,材料的稳定性越好。
热氧化过程的动力学取决于活化能和指前数的因子。
2实验2.1原料使用下列试剂没有进一步纯化:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双羟甲基丙酸酸(DMPA),是由爱秩序化学有限公司提供,乙烯乙二醇(EG) 和丙二醇(PG) 从曙光报、塞尔维亚获得提供的。
梅尔克-舒哈特从收到了吡咯烷1-甲基-2-酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF) 和三乙胺(TEA)。
聚(丙二醇) (PPG) (锰= 1000,羟基值111mgKOH/g,干下真空引水,在120 ◦C)。
二月桂酸(DBTDL) 是由德国拜尔公司提供的。
锆催化剂(ZrCat) 是由国王工业公司,诺瓦克,CT,美国提供的。
锰催化剂(MnCat) 已用于金属含量的0.4%的活性稀释剂。
2.2预聚体的合成水性聚氨酯分散体准备使用预聚体法。
聚酯(丙二醇)和双羟甲基丙酸酸(DMPA)二甲基甲酰胺中的分散,在70 ◦C,30 分钟获得均匀的混合物加热。
这是对聚氨酯形成平等均匀分布的亲水单体十分重要的。
异佛尔酮二异氰酸酯和DBTL (约0.03%的总固体)被添加在80 ◦C 匀浆混合。
(NCO)/(OH)比例为3.0。
硬段:软段比率已定义为销售重量和多元醇在开始制定重量的比例是1.5。
Scheme 1 所述是聚氨酯预聚物制备的程序。
二丁基胺返滴定法测定反应时间。
获得(NCO)为终端的预聚物后,混合物冷却至60 ◦ C 羧基用TEA(DMPA的当量)中和在1 - 甲基-2 - 吡咯烷酮(2 %)中溶解,搅拌溶液在60 ◦C 60分钟。
与乙二醇(EG )和丙二醇(PG )进行扩链。
选择性的催化剂,ZrCat和MnCat (2%,相对于树脂固体浓度),已添加到反应的解决方案。
乙二醇加入后,反应混合物保持在45 ◦ C,为1小时。
最后,加水和系统均保持在30 ◦ C的1小时以上。
水性聚氨酯分散体中含有50 %的固体。
不同的氨基甲酸酯预聚物的组成如Table1所示。
2.3膜的制备在平整的表面体涂膜,于室温下干燥七天。
合成中使用两种扩链剂EG 和PG,水溶性分散体应涂在聚四氟乙烯表面因其在玻璃表面有很高的粘结性而无法脱膜。
脱膜后,将膜放入避水的干燥器中备存。
2.4 TG分析热重实验是珀金埃尔默TG 7 分析仪中进行的。
膜样本约20 毫克被放在铂样本盘中从30 加热到600 ◦C,与空气流动的200 毫升/分的气氛,加热率0.5、1、2 和10 ◦C/分。
采暖期间,重量损失和温度差录作为函数的温度。
3.结果与讨论3.1膜的性能Table2 的汇总衡量的是动态方法的不同水分散聚氨酯热氧化的实验数据结果取决于扩链剂、选择性催化剂的种类和退化程度。
更高的热稳定性,证实了使用乙二醇作为扩链剂达到了固定的退化程度。
通过使用适应的加热速率的动态降解法,更高的热稳定性也证实使用MnCat (2%)催化剂使α达到了0.1。
在动态热氧化期间,如PUR 3 Fig.1所示不同的退化阶段也是可能被观察到的。
斜坡在100~300摄氏度范围内改变是由于机理的改变,并确认在0.025、0.05,和0.10 降解有不同的活化能。
100o C以下重量损失约为1%被证实是由于水分的蒸发或其他易挥发产物地挥发造成的。
衍生曲线的退化程度,dα/d T可以轻易区分单个降解过程中,如Figs 2和3所示的10 ◦C/min的加热速率的情况。
Tables 3和4此函数表示在这些特定的实验条件下,材料的降解速率和主数据概列。
起始温度、评估在初始部分的导数曲线,表明PUR 1无催化剂,在较低的温度(178 - 189◦C)下开始降解,比有更多的选择性催化剂的PUR 2和PUR 3的开始降解温度(192 - 250◦C)低,及PUR 4甚至PUR5和6。
聚氨酯水分散体PUR 1无催化剂和聚氨酯分散体以ZrCat为催化剂PUR 2显示了同一位置的主要峰值约340◦C。
在这些系统中乙二醇作为扩链剂。
聚氨酯水分散体用更多的选择性催化剂MnCat显示更高的起始温度且主要峰值转移到更高的降解温度384.8◦C,如Fig.2样品PUR 3所示。
样品PUR 6的讲解温度表现出与以MnCat(Fig.3)为催化剂的样品同样的上升趋势。
而且,水性聚氨酯分散体与以乙二醇为扩链剂及更具有选择性的催化剂形成了更高的热稳定性。
依据最大洪峰、水性聚氨酯分散体(PUR 3和PUR 6)与催化剂MnCat(2%)有最低的分解率dα/dT(0.65 - -0.71×102◦ C-1),而水分散聚氨酯(PUR 2和PUR 5)与催化剂ZrCat(2%)表现出更高的降解率(0.72 - -0.77×102◦C−1),水分散聚氨酯(PUR 1和PUR 4)无催化剂条件下表现出的一个几乎恒定的值大约0.81×102◦C−1。
高锰催化剂与锆催化剂比较,使用高锰催化剂热稳定性更好。
这种结果表明,聚氨酯粒子中剩余的(NCO)基团并没有与扩链剂反应完全。
由于在低温链扩展步骤中粒子的粘度高,使扩链剂弥漫到粒子中需要很长时间。
因此,扩链的效率提高粒子总表面积增加(Scheme 2).。