聚氨酯概况综述

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。溶解能力强，被称为万能有机溶剂。比重0.9445g/cm3（25/4℃），熔点-61℃，沸点153℃，折射率为1.4269。

2、用途：

DMF主要用于革用树脂的合成和PU皮革生产加工方面，约占总量的90%以上，余下的用于医药和分析方面。

1，4—丁二醇（BDO）

1、物理性质：

无色粘稠油状液体，味苦，有吸湿性，无气味。可溶于水、甲醇、乙醇和丙酮，微溶于乙醚，不易挥发。比重为1.016g/cm3(20/4℃)，凝固点为20.9℃，沸点为228℃，折射率为1.4446（25℃）。

2、用途：

用于制造聚酯多元醇、不饱和树脂、药物、染料、化妆品及油漆等。

多元醇

一）：聚酯多元醇

1、分类：

聚酯多元醇的种类繁多，根据其结构来分可分为三大类：聚酯多元醇类（主要是己二酸系列），聚ε—己内酯类，聚碳酸酯类。

聚酯多元醇是由二元酸与二元醇或三元醇经酯化、缩聚成一定分子量的端羟基高聚物。

聚ε—己内酯类是ε—己内酯在催化剂（有机钛类、辛酸亚锡）存在下，由起始剂（二醇或二胺）开环聚合成线性的端羟基或端胺基高聚物。

聚碳酸酯类是1，6—己二醇与二苯基碳酸酯经酯交换、缩聚而成的聚碳酸己二醇酯二醇。

2

3、聚酯多元醇主要品种：见表1：

二）：聚醚多元醇（PPG）：

1、分类：

聚醚多元醇品种很多，根据其特性来分可分为四大类：

第一类：普通氧化丙烯为基的聚醚多元醇。

第二类：特种氧化丙烯为基的聚醚多元醇。

第三类：四氢呋喃为基的聚醚多元醇。

第四类：丁二烯为基的聚醚多元醇。

2、聚醚多元醇生产原料：

聚醚多元醇的生产原料只有三种：

第一种：含氧的环化物：主要有：环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等。

第二种：含活泼氢的起始物：主要有：乙二醇、丙三醇、季四醇、乙二胺、芳胺等。

第三种：离子型催化剂：主要有：KOH、NaOH、FeCl3、AlCl3、BF3等

3、主要的聚醚多元醇品种：见表2：

三、聚氨酯制品的生产和用途概述

聚氨酯用途很广，涉及的产品有：泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革等。这些制品广泛应用于工、农业，运输、建筑以及日常生活用品等行业中。下面简单概述一下聚氨酯的有关用途。

（一）泡沫塑料

1、生产原理

（1）：ONC —R —NCO + H 2O ONC —RNHCOOH ONC —R —NH 2 + CO 2

ONC —R —NCO + R —NH 2 ONC —RNHCONHR

（2）：ONC —R —NCO + HO —R 1—OH + ONC —R —NCO

ONC —R —NH —R 1—NH —

R —NCO

2、生产工艺

按聚氨酯泡沫的生产工艺，可分为一步法、预聚体法（两步法）两种；按生产机械的种类，可分为间歇法、连续法两种。常见的箱式发泡是间歇式一步法。其生产流程如下：

3、各组份作用：

1）、聚醚多元醇：是泡沫塑料的主要原料之一，与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成

聚氨酯。构成泡沫体的主体骨架。

2）、TDI （T —80：是泡沫塑料的主要原料之一，其作用有：

第一：与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成聚氨酯。构成泡沫体的主体骨架。

第二：与水反应，放出CO 2，形成泡沫塑料中泡孔。

第三：过量的—NCO 与脲、氨基甲酸酯中的活泼氢反应，生成缩二脲和脲基甲酸酯，使聚合物分子链接连起来，形成聚合物网络结构，起交联作用，赋予