聚氨酯
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。
什么是聚氨酯材料
什么是聚氨酯材料聚氨酯材料是一种非常常见的工程塑料,它具有优异的性能和广泛的应用领域。
聚氨酯材料是由聚醚、聚酯等多种原料通过特定的化学反应制得的一种高分子材料,其特点是硬度范围宽、强度高、耐磨性好、耐油、耐溶剂、耐热、耐寒、耐老化、耐撕裂、耐压缩、吸水率低、绝缘性能好、吸音性能好、生物相容性好等。
首先,聚氨酯材料的硬度范围广泛,可以根据具体的应用要求制备出不同硬度的产品。
这使得聚氨酯材料在各种领域都有着广泛的应用,比如汽车制造、建筑材料、电子产品、医疗器械等。
在汽车制造领域,聚氨酯材料可以用于制造汽车座椅、汽车缓冲器、汽车轮胎等部件;在建筑材料领域,聚氨酯材料可以用于制造保温材料、密封材料、地板涂料等产品;在电子产品领域,聚氨酯材料可以用于制造手机壳、电脑外壳、耳机材料等;在医疗器械领域,聚氨酯材料可以用于制造人工关节、医用导管、医用胶带等。
其次,聚氨酯材料具有优异的耐磨性和耐化学腐蚀性能。
这使得聚氨酯材料在一些特殊环境下有着重要的应用,比如在煤矿行业,由于煤矿环境的尘土较多,传统的金属材料容易受到磨损,而聚氨酯材料具有良好的耐磨性能,可以用于制造输送带、导向轮等耐磨部件;在化工领域,由于化工介质对材料的腐蚀性较强,传统的塑料材料难以满足要求,而聚氨酯材料具有良好的耐化学腐蚀性能,可以用于制造化工管道、阀门、泵体等。
最后,聚氨酯材料还具有良好的弹性和减震性能,这使得它在运动器材、家具、鞋材等领域有着广泛的应用。
在运动器材领域,聚氨酯材料可以用于制造篮球、足球、排球等球类产品的外壳和填充材料;在家具领域,聚氨酯材料可以用于制造沙发、床垫、靠垫等产品的填充材料;在鞋材领域,聚氨酯材料可以用于制造鞋底、鞋垫等产品的外底材料。
总之,聚氨酯材料具有广泛的应用领域和优异的性能,是一种非常重要的工程塑料。
随着科技的不断进步和人们对产品性能要求的提高,聚氨酯材料的应用前景将会更加广阔。
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。
聚氨酯的应用及特点
聚氨酯的应用及特点聚氨酯是一种具有多种特性和广泛应用的聚合物材料。
以下是聚氨酯的应用及特点的详细阐述:1. 聚氨酯的应用:聚氨酯被广泛应用于各个领域,包括建筑、汽车、航空航天、电子、医疗和家具等。
它可以制成不同形式的产品,如涂料、粘合剂、绝缘材料、填充材料、弹性体和薄膜等。
- 建筑领域应用:聚氨酯泡沫可以用作隔热保温材料,应用于墙壁、屋顶、地板等,提高建筑物的能效性能。
同时,聚氨酯也用于生产结构材料,如聚氨酯涂层板和玻璃纤维增强聚氨酯板等。
- 汽车领域应用:聚氨酯被用于制造汽车座椅和内饰部件,如方向盘、护板和仪表台等。
它具有良好的弹性和耐磨性,能够提供乘坐的舒适性和安全性。
- 航空航天领域应用:由于聚氨酯具有轻巧、高强度和耐化学腐蚀性等特点,因此在航空航天领域有广泛的应用。
聚氨酯可能被使用于飞机机身、机翼和发动机零件的制造。
- 电子领域应用:在电子产品中,聚氨酯可以作为电路板的粘合剂,提供绝缘性能。
它还可以用于制造电缆护套、电子设备外壳和塑料配件等。
- 医疗领域应用:聚氨酯被广泛应用于医疗器械和人工器官的制造。
它具有生物相容性和耐用性,可以制成人工心脏瓣膜、支架和假肢等。
- 家具领域应用:聚氨酯被用于制造家具的填充材料,如坐垫、床垫和沙发垫等。
它具有良好的弹性和耐久性,可以提供舒适的坐姿。
2. 聚氨酯的特点:聚氨酯具有多种特点,使其在各个领域得到广泛应用。
- 弹性和耐磨性:聚氨酯具有良好的弹性和耐磨性,可以承受较大的压力和拉伸力。
这使得聚氨酯适用于需要耐用和长寿命的应用,如汽车座椅和工业零件等。
- 耐化学腐蚀性:聚氨酯对许多化学品和溶剂具有良好的耐腐蚀性。
这使得聚氨酯在需要抵抗化学腐蚀的环境中得到广泛应用,如化工和石油行业。
- 轻巧:与其他材料相比,聚氨酯具有较低的密度,使其成为一种轻巧的材料。
这使得它在航空航天等领域中可以减轻重量,提高能效。
- 绝缘性能:聚氨酯具有良好的电绝缘性能,可以提供电气设备的保护。
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。
聚氨酯简介
聚氨酯简介聚氨酯为大分子链中含有氨酯型重复结构单元的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯,英文全称为 Polyurethane,简称 PU或 PUR。
PU是由多异氰酸酯与聚醚型或聚醋型多元醇在一定比例下反应的产物, 最早于 1937年由德国公司合成。
它不像 PE、PP 那样具有十分清楚的结构,而通常指含有特定基团的一类 聚合物。
因两种合成单体的种类及组成不同,可分成线型的热塑性 PU和体型的热固性 PU两类。
PU可分 成弹性体和泡沫塑料两大类,以前一直以泡沫塑料为主,目前弹性体的发展速度十分迅速,用途也越来越 厂。
聚氨酯的合成原料及方法1、PU 合成用原料(1)异氰酸酯 主要品种有:甲苯二异氰酸酯 (TDl),分 2,4 和 2,6 两种异构体,混合比例为 80/20(TDI80)和 65/35(TDI65)两种,可用于软质到硬质泡沫制品;二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDl),用于半 硬和硬质泡沫制品;多亚甲基对苯基多异氰酸酯(PAPI),它含有三官能度,可用于热固型的硬质泡沫、混 炼及浇铸 PU制品。
(2)多元醇 一般不指直接用多元醇,而用末端含有羟基的低聚物,有聚醚多元醇和聚酯多元醇两种。
聚醚多元醇为多元醇、多元胺或其他含有活泼氢的有机化合物与氧化烯烃开环聚合而成,它具有粘度 低、弹性大等优点,常用于软质 PU中。
聚酯多元醇由有机多元酸与多元醇经缩聚反应而成,二元酸与二元醇合成的线型聚酯多元醇主要用于 软质 PU,二元酸与三元醇合成支型聚醋多元醇主要用于硬质 PU。
聚酯多元醇的粘度大,不如聚醚型应用 广,常用于绝缘、耐油、耐热、尺寸稳定及力学性能高的 PU制品。
(3)添加剂A、催化剂作用为加速聚合反应,有胺类和锡类两类;胺类如三乙烯二胺、N烷基吗啡淋等,有机锡 类如二月桂酸二丁基锡;一般两者协同加入。
B、发泡剂用于发泡制品,具体有水、液态二氧化碳、氟氯烷烃、氢氯氟烃、氢氟烃、戊烷、及环戊 烷等。
聚氨酯介绍
的应用越来越广。MDI的化学结构主要为4,4-MDI,此外还包括2,4-MDI和 2,2-MDI。其沸点、凝固点见下表:
聚氨酯介绍
聚氨酯及塑料
聚氨酯为大分子链中含有氨酯型重复结构单 元的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯,简称PU 或PUR。是由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多羟 基化合物在一定比例下反应的产物。一般分为热 塑性和热固性两大类;或分为弹性体和泡沫塑料 两大类。
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聚氨酯的合成原理 1. 聚氨酯(Po1yurethane, PU)的发展
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1.芳香族多异氰酸酯 聚氨酯树脂中90%以上属于芳香族多异氰酸酯。与芳基相连的异氰酸 酯基对水和羟基的活性比脂肪基异氰酸酯基团更活泼。基于TDI的聚氨酯 由于高的苯环密度,其力学性能也较脂肪族多异氰酸酯的聚氨酯更为优 异。以下是一些常用的产品。 (1)甲苯二异氰酸酯(tolulene diisocyanate,TDI) 甲苯二异氰酸酯是最早开发、应用最广、产量最大的二异氰酸酯单体; 根据其两个异氰酸酯(—NCO)基团在苯环上的位置不同,可分为2,4-甲 苯二异氰酸酯(2,4-TDI,简称2,4-体)和2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI, 2,6-体)。
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O O C NH
H2N
CH3 O
NH C O hv
CH3 O
NH C O [O]
[O] HN
H3C O O C HN
NN
CH3 O
NH C O
CH2 O
NH C O
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聚氨酯知识
二苯基甲烷二异氰酸酯简称MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯),是生产聚氨酯(聚氨基甲酸酯的简称)最重要的原料(聚氨酯既有橡胶的弹性,又有塑料的强度。
是继聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS后第六大塑料)1、产品分类纯MDI、聚合MDI、液化MDI、改性MDI等。
2、物理性质纯MDI:常温下为白色或微黄色固体,储藏温度为5度以下,保质期为三个月,包装一般为225或240公斤铁桶充氮包装(液体槽车充氮为10天保质期)。
聚合MDI:棕褐色透明液体,常温保存,保质期两年,包装一般为250公斤铁桶充氮包装。
熔化条件:60℃-80℃水浴快速熔化,加温融化了的MDI应快速用完。
现有技术:目前全球流行的MDI生产方法基本是以苯胺为原料,经光气法以后再还原形成粗品的MDI产品,再经分馏装置,分离出纯MDI和聚合MDI。
最新技术:由于光气其巨大的危害性,所以许多工厂都在积极研制新的合成工艺以取代光气法生产,如碳酸二甲酯法,但是目前这些方法还只是在小试车间内有成功的案例,根本无法应用于大规模的生产。
3、化学性质纯MDI极易与水反应生成CO2。
因含有异氰酸酯基(-N=C=O),在合成树脂或涂料过程中,与涂料或树脂中的羟基起反应而固化。
-NCO称氰氧根,与水反应生成CO24、-NH2氨基-COOH羧基-R基(附属基)-OH羟基(又称氢氧基)虽然氢氧根和羟基均为原子团,但羟基为官能团,而氢氧根为离子而且含氢氧根的物质在水溶液中呈碱性,而含羟基的物质的水溶液则多呈偏酸性。
氢氧根和羟基在有机化学上的共性是亲核性。
5、无机物中在无机物中,通常含有羟基的为含氧酸或其它的酸式盐。
含羟基的物质溶解于水会电离出氢离子,因此含羟基的物质水溶液多成偏酸性。
有机物中在有机化学的系统命名中,在简单烃基后跟着羟基的称作醇,而糖类多为多羟基醛或酮。
官能团是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。
常见官能团:●烷烃:碳碳单键(C—C)(每个C各有三键) 碳碳单键不是官能团,其异构是碳链异构●烯烃:碳碳双键(>C=C<)加成反应、氧化反应。
化学品聚氨酯主要用途
化学品聚氨酯主要用途
聚氨酯(Polyurethane)是一种高分子化合物,是由含有异氰酸酯(isocyanate)和含有活性氢的化合物(如聚醚、聚酯等)反应制得的聚合物,具有耐磨、耐腐蚀、抗老化等特点,常用于制造海绵材料、密封材料、涂料、弹性体、支持垫、橡胶轮胎、填充材料、胶粘剂、塑料包装材料等各种领域。
下面着重介绍聚氨酯的主要用途:
1. 海绵材料:聚氨酯链节柔软,成为制造海绵材料、床垫、靠垫等的优良材料。
由于聚氨酯弹性好、耐磨损,所以作为海绵条、靠背和座椅等轮廓复杂的工业领域中使用。
2. 密封材料:聚氨酯是一种高弹性密封材料,通过流动性良好,使其成为密封材料中一种性能最好、应用最广的制品之一。
且聚氨酯具备防水、防火等特性,可以在家居装饰、汽车制造、电器设备等领域使用。
3. 聚氨酯涂料:作为一种具有环保性的涂料,聚氨酯涂料是一种带有良好耐久性能的涂料,被广泛地应用于涂装金属和非金属材料表面。
常用于汽车、家具、建筑、家居装饰以及其他行业中。
4. 聚氨酯弹性体:聚氨酯是一种具有优良弹性特性的材料,而聚氨酯弹性体可分为前处理、后处理两个阶段进行生产。
广泛应用于运动鞋、橡胶垫、汽车方向
盘、轮胎等。
5. 填充材料:聚氨酯树脂可以通过膨胀后填充绝大多数空心空间,亦可以填补紧贴和有限表面或缝隙。
所以,聚氨酯是优良的填充材料,广泛应用于家具、建筑、采矿等行业。
总的来说,聚氨酯作为一种新型聚合物材料,广泛应用于工业、交通运输、家居装饰以及其他行业。
聚氨酯的出现,不仅促进了化工行业的发展,同时也给我们的生活带来了更多便利和美好。
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
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。
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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(PU)
聚氨酯简介:英文简称:PU,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。
聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。
聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性,具有“耐磨橡胶”之称。
按其用途主要分为以下三类:硬质聚醚型塑料理化性质: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:0.02W/(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。
该产品质轻(密度可调),比强度大,绝缘和隔音性能优越,电气性能佳,加工工艺性好,耐化学药品,吸水率低,加入阻燃剂,亦可制得自熄性产品。
该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比,有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能,但聚酯粘度大,操作较困难。
主要用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料,高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料起保温隔音和轻量化的作用。
超低密度的硬泡可做防震包装材料及船体夹层的填充材料。
软质聚醚型塑料理化性质:密度:0.03~0.07g/cm3,拉伸强度:8.83~117kPa,伸长率(%):150~300。
弯曲强度:0.196MPa,导热系数:0.034~0.041W/(m.K)。
熔点(℃):170~190。
主要用途不同密度的软泡沫塑料,其主要用途有些差别。
软质聚酯型聚氨酯泡沫塑料(FlexiblePolyesterPolyurethaneFoams)主要用作服装、鞋帽衬里,垫肩和精密仪器的防震包装等。
聚氨酯涂层剂主要优势在于: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。
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。
聚氨酯是什么材料
聚氨酯是聚氨酯的缩写,其英文名称是聚氨酯。
它是一种高分子材料。
聚氨酯是一种新型的有机高分子材料,被称为“第五大塑料”,由于其优异的性能,被广泛应用于国民经济的许多领域。
产品的应用领域包括轻工业,化学工业,电子,纺织,医疗,建筑,建材,汽车,国防,航空航天,航空等。
家具行业应用1.油漆,2.油漆,3.粘合剂,4.沙发,5.床垫,6.扶手家用电器的应用1.电气绝缘漆2.电线电缆护套3.冰箱,冰柜,消毒柜,热水器等的绝缘层。
4.洗衣机电子部件的防水浇注胶在建筑行业中的应用1.密封剂,2.胶粘剂,3.屋顶防水绝缘层,4.冷藏绝缘层,5.内外墙涂料6.地面涂料,7.合成木材,8.跑道,9.防水和堵漏剂10塑料地板在交通行业的应用1.飞机和汽车内部零件,座椅,扶手,头枕,门内板,仪表板,方向盘,保险杠,减震垫,挡泥板2.地毯衬里,涂料3.绝缘部件和管道4.密封垫5.防滑链制鞋和皮革行业的应用1.鞋内外底2.胶粘剂3.皮革涂饰剂4.人造革和合成革涂层体育行业的应用塑料运动场(包括篮球,排球,羽毛球,网球场,跑道),运动服(跳舞服,游泳衣,跳舞服);运动鞋,踏板车聚氨酯密封胶具有许多优异的性能,包括:(1)性能可调范围广,适应性强;(2)良好的耐磨性;(3)机械强度高;(4)良好的粘接性能;(5)弹性好,回复性好,可用于动力接头。
(6)良好的低温柔韧性;(7)良好的耐候性,使用寿命可达15〜20年;(8)良好的耐油性;(9)良好的弹性和回弹性(10)价格适中。
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。
聚氨酯的配方
聚氨酯是一种由多元醇和异氰酸酯反应得到的聚合物,其配方根据所需性能和用途可以有很大的变化。
以下是一种典型的聚氨酯配方:1. 多元醇:这是聚氨酯的主要组成部分,提供了材料的柔性和耐久性。
常用的多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚己内酯多元醇等。
2. 异氰酸酯:这是反应剂,与多元醇反应生成聚氨酯。
常用的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等。
3. 催化剂:催化剂加速了反应速度,使材料更快地固化。
常用的催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和三乙基铝等。
4. 扩链剂:扩链剂可以增加聚氨酯的硬度,并改善其耐温性能。
常用的扩链剂包括醇类、胺类和酚类等。
5. 阻燃剂:如果需要,可以添加阻燃剂以提高材料的阻燃性能。
常用的阻燃剂包括红磷、三氧化二锑和氢氧化铝等。
6. 填料:填料可以降低成本,同时提高材料的某些性能。
常用的填料包括碳酸钙、滑石粉和硅灰石等。
7. 溶剂:溶剂用于溶解多元醇和异氰酸酯,使它们能够更好地混合。
常用的溶剂包括丙酮、丁酮和甲苯等。
以上是一种典型的聚氨酯配方,但实际上可以根据需要进行调整。
例如,如果需要更硬的材料,可以增加异氰酸酯的用量;如果需要更柔软的材料,可以增加多元醇的用量。
此外,还可以根据需要添加其他助剂,如抗氧剂、紫外光稳定剂和抗静电剂等。
在制备聚氨酯时,一般需要将多元醇和异氰酸酯在催化剂的作用下进行反应。
这个过程通常需要在一定的温度和压力下进行,以促进反应的进行。
反应结束后,可以得到聚氨酯树脂。
然后,可以根据需要将树脂加工成各种不同的形状和用途,如泡沫、涂料、粘合剂和弹性体等。
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
聚氨酯基础知识
一、聚氨酯(PU)类的产品:1、聚氨酯泡沫2、聚氨酯浆料3、其他:聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂等等三、几条聚氨酯产业链的介绍:1、TDI,二甲苯二异氰酸酯A.生产:硝化级甲苯→DNT→TDA→TDIB.市场应用:用于软泡的60%用于聚氨酯涂料的占20%弹性体、塑胶跑道占20%左右。
C.分类:2,6体;氰酸酯基(化学基团NCO)在第二和第六碳键上。
2,4体;氰酸酯基(化学基团NCO)在第二和第四碳键上。
D.用量:最多的是80的TDI,指的是80%的2,4体;20%的2,6体。
100的TDI指的是99.8%的2,4体。
65的TDI指的是65%的2,4体;3 5%的2,6体;2、MDIA.生产:以苯胺为原料;苯胺→MDI。
B.分类:一、粗MDI,又名PAPI、聚合MDI、CMDI,多苯基甲烷多异氰酸酯,多用来生产硬质泡沫;二、纯MDI,又名PMDI,二苯基甲烷二异氰酸酯,多用来生产聚氨酯浆料,鞋底原液,氨纶。
3、甲醇→甲胺(混合物)→(1-甲胺;2-甲胺→DMF;3-甲胺)4 、BDO(1,4-丁二醇)→THF→PTMEG→GBL→PBT→ PU浆料→热熔胶BDO的制作工艺:乙炔、甲醛→BDO丁二烯→BDO正丁烷→BDO顺酐→BDO5、纯苯→环己烷→己二酸→尼龙→浆料→鞋底原液6、混合C4→正丁烯→丁酮四、竞争企业部分术语:A组分——在美国常常把双组份体系中的异氰酸酯组份称为A组份,可含有一部分多元醇。
B组份则是由扩链剂和匹配的多元醇组成。
注意:这一术语在欧洲和一些国家正好相反。
酸值——指多元醇中残存的微量的酸。
通常在聚酯二醇中约0.5,在聚醚二醇中约0.05或更低。
酸值越低越好。
B组分——见A组份。
BDO——1,4-丁二醇。
催化剂——用于加速氨基甲酸酯形成的材料,典型的是胺或有机锡化合物。
扩链剂——使聚合物链加长,在PU中,可通过二异氰酸酯预聚物与二胺或二醇反应而实现。
二异氰酸酯——含有两个NCO基的化合物,是合成PU弹性体的基本原料。
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聚氨酯基本理论知识一. 聚氨酯(polyurethane)大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基:它由二(或多)异氰酸酯、二(或多)元醇与二(或多)元胺通过逐步聚合反应生成,除了氨基甲酸酯基(简称为氨酯基)外,大分子链上还往往含有 醚基、酯基、脲基、 酰胺基 等基团,因此大分子间很容易生成氢键。
二.聚氨酯主要原料1、异氰酸酯及其结构特征一、结构特点在分子结构中含有异氰酸酯基团(-N =C =O )的化合物,均称为异N H C O O O C O O NH C ONH NH C O氰酸酯(isocyanate ),其结构通式如下:R -(NCO )n 式中R 为烷基、芳基、脂环基等;n =1、2、3….整数。
在聚氨酯材料合成中, 主要使用n ≥2的异氰酸酯化合物。
二、异氰酸酯的分类(1)异氰酸酯基团数量1.异氰酸酯异氰酸酯(Isocyanate )是一大类含有异氰酸基(—N=C=O )的有机化合物。
异氰酸酯基由于其累积双键和碳原子两边的电负性很大的氮氧原子作用,使之具有很高的反应活性,能与绝大多数含活泼氢的物质发生反应。
常用的异氰酸酯主要有芳香族类和脂肪类两种。
⑴芳香族类的主要有:TDI (2, 4—甲苯二异氰酸酯或2, 6—甲苯二异氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷- 4, 4’二异氰酸酯)、NDI (1,5—萘二异氰酸酯)、PAPI (多亚甲基多苯基多异氰酸酯)等;芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI 常用于室内涂层用树脂; 聚氨酯树脂中90%以上属于芳香族多异氰酸酯。
与芳基相连的异氰酸酯基对水和羟基的活性比脂肪基异氰酸酯基团更活泼。
基于TDI 的聚氨酯由于高的苯环密度,其力学性能也较脂肪族多异氰酸酯的聚氨酯更为优异。
以下是一些常用的产品。
(1)甲苯二异氰酸酯(tolulene diisocyanate ,TDI )甲苯二异氰酸酯是最早开发、应用最广、产量最大的二异氰酸酯单体;根据其两个异氰酸酯(—NCO )基团在苯环上的位置不同,可分为2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI,简称2,4-体)和2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI ,2,6-体)。
NCOCH 3NC O NC OCH 3OCN 2,6-TDI 2,4-TDI室温下,甲苯二异氰酸酯为无色或微黄色透明液体,具有强烈的刺激性气味。
市场上有3种规格的甲苯二异氰酸酯出售,T-65为2,4-TDI、2,6-TDI两种异构体质量比为65%/35%的混合体;T-80为2,4-TDI、2,6-TDI两种异构体质量比为80%/20%的混合体,其产量最高、用量最大,性价比高,涂料工业常用该牌号产品;T-100为2,4-TDI含量大于95%的产品,2,6-TDI含量甚微,其价格较贵。
2,4-TDI其结构存在不对称性,由于-CH3的空间位阻效应,4位上的-NCO的活性比2位上的-NCO的活性大,50℃反应时相差约8倍,随着温度的提高,活性越来越靠近,到100 ℃时,二者即具有相同的活性。
因此,设计聚合反应时,可以利用这一特点合成出结构规整的聚合物。
TDI的弱点是蒸汽压大,易挥发,毒性大,通常将其转变成齐聚物(oligomer)后使用;而且由其合成的聚氨酯制品存在比较严重的黄变性。
黄变性的原因在于芳香族聚氨酯的光化学反应,生成芳胺,进而转化成了醌式或偶氮结构的生色团。
2,4-TDI凝固点6-20度,TDI的含量越高凝固点。
(2)二苯基甲烷二异氰酸酯(diphenylmethane-4,4,-diisocynate,MDI)及聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(polyphenylmethane polyisocynate,聚合MDI或PAPI)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)是继TDI以后开发出来的重要的二异氰酸酯;MDI分子量大,蒸气压远远低于TDI,对工作环境污染小,单体可以直接使用,因此其产量不断提高,在聚氨酯泡沫塑料、弹性体方面的应用越来越广。
MDI的化学结构主要为4,4-MDI,此外还包括2,4-MDI和2,2-MDI:(4,4-MDI)(2,4-MDI)( 2,2-MDI)凝固点 39.5 凝固点 34.5 凝固点 46.5纯MDI室温下为白色结晶,但易自聚,生成二聚体和脲类等不溶物,使液体浑浊,产品颜色加深,影响使用和制品品质。
加入稳定剂(如磷酸三苯酯、甲苯磺酰异氰酸酯及碳酰异氰酸酯等)可以提高MDI 也属于“黄变性多异氰酸酯”,且比TDI 的黄变性更大,其黄变机理是氧化生成了醌亚胺结构,由于MDI 常温下为固体,桶装后形成整块固体,只有熔融后才能计量使用,能耗大,使用不便,存在安全隐患;而且MDI 活性大,稳定性差,其改性产品——液化(或改性)MDI 应用更广液化MDI 主要包括三种类型:a.氨基甲酸酯化MDI 该法用大分子多元醇或小分子多元醇与大大过量的MDI 反应生成改性的MDI ,常温下该产物为液体,NCO 含量b.混合型MDI 该法系将4,4’-MDI 与其他多异氰酸酯拼合而成。
常用的拼合多异氰酸酯包括2,4’-MDI 、TDI 、聚合MDI 及氨基甲酸酯化MDI 等。
此法操作简单,但拼混原料规格、配比要求高。
该产品NCO 含量25%~45%。
c.碳化二亚胺改性MDI MDI 在磷化物等催化剂存在下加热,发生缩合,脱除CO2,生成含有碳化二亚胺结构的改性MDI 。
该产品NCO 含量约30%.2.脂肪族类的主要有:HDI (六亚甲基二异氰酸酯)、HMDI (二环己基甲烷- 4, 4’-二异氰酸酯)、IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯)等脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧、美等发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体;芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。
1)六亚甲基二异氰酸酯() HDI为无色或淡黄色透明液体,蒸气压高,毒性大,有强烈的催泪作用,使用时应作好安全保护;另外,HDI 贮存时易自聚而变质。
HDI 的主要生产厂家为德国Bayer 公司、法国Rhodia 公司及日本聚氨酯公司等。
由于HDI 分子量小,蒸气压高,有毒,一般经过改性后使用,其改性产品主要有HDI 缩二脲和HDI 三聚体HDI 缩二脲)HDI 三聚体)好,而且其成膜硬度高,耐侯性也好,因此具有更大的竞争性。
使用时,HDB 、HDT 可以用甲苯、二甲苯、重芳烃及酯类溶剂稀释调粘,用做熔剂型双组分聚氨酯漆的固化剂2)4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane ,H12MDI ) 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI )亦称为氢化MDI ,由于MDI 的苯环被氢化,属脂环族多异氰酸酯,它也不黄变,其活性比MDI 明显降低,另外,H12MDI 蒸气压较高,毒性也较大。
该产品Bayer 公司现有生产。
4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI )⑶由于TDI价格较低而且在2, 4—甲苯二异氰酸酯中两个不同位置的异氰酸根活性差异很大,有利于化学反应中的分子设计,应用较为广泛。
芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯,由于具有刚性的芳环,硬段内聚能增大,其强度比来自脂肪族的异氰酸酯生产的聚氨酯大,并且抗氧化性能也好。
MDI比TDI制备的异氰酸酯具有较高的模量和撕裂强度,因为MDI对称,产生结构规整有序的相区结构。
二、低聚物多元醇(polyol)聚氨酯合成用低聚物多元醇(polyol)主要包括聚醚型、聚酯型两大类,它构成聚氨酯的软段,分子量通常在500~3000之间。
不同的聚二醇与二异氰酸酯制备的PU性能各不相同。
一般要求酸值为0.3~0.5mgKOH/g为宜。
聚酯多元醇易于吸湿,贮运应避免大气中水分进入。
为了减少可逆反应,温度不应超过120 ℃。
一般说来,聚酯型PU比聚醚型PU具有较高的强度和硬度,这归因于酯基的极性大,内聚能(12.2 kJ/mo1)比醚基的内聚能(4.2kJ/mo1)高,软段分子间作用力大,内聚强度较大,机械强度就高,而且酯基和氨基甲酸酯键间形成的氢键促进了软、硬段间的相混。
并且由于酯基的极性作用,与极性基材的粘附力比聚醚型优良,抗热氧化性也比聚醚型好。
为了获得较好的机械性能,应该采用聚酯作为PU的软段。
然而,由于聚醚型PU醚基较易旋转,具有较好的低温柔顺性,并且聚醚中不存在相对易水解的酯基,其PU比聚酯型耐水解性好,尤其是其价格具有非常竞争力。
聚醚多元醇主要由环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃单体的开环聚合合成,聚合体系中除了上述单体外,还存在催化剂(KOH)和起始剂(多元醇或胺)以控制聚合速率、分子量及其官能度。
聚合反应式可用通式表示为:n为官能度,x为聚合度,R为氢或烷基。
由上式可知聚醚多元醇的官能度与起始剂的官能度相等;而且一个起始剂分子生成一个聚醚多元醇大分子;可以利用调节起始剂用量和官能度的方法以控制聚醚多元醇的分子量和官能度。
三或四官能度以上的聚醚用于合成聚氨酯泡沫塑料。
聚环氧丙烷多元醇的聚合工艺:将起始剂(如1,2-丙二醇)和强碱性催化剂(如KOH)加入不锈钢反应釜,升温至80~100℃,真空下脱除水得金属醇化物。
将金属醇化物加入不锈钢聚合釜,升温至90~120℃,加入环氧丙烷,使釜压保持在0.07~0.35MPa聚合,分子量达标后回收环氧丙烷,经中和,过滤,精制得PPG。
聚氨酯合成常用的聚醚型二醇主要产品有:聚环氧乙烷(聚乙二醇)二醇(polyethylene glycol ,PEG)、聚环氧丙烷(聚丙二醇)二醇(polypropylene glycol ,PPG)、聚四氢呋喃二醇(polytetramethylene glycol ,PTMEG)以及上述单体的均聚或共聚二醇或多元醇,其中PPG产量大、用途广,PTMEG综合性能优于PPG,PTMEG由阳离子引发剂引发四氢呋喃单体开环聚合生成,其产量近年来增长较快,国内也已有厂家生产。
聚醚型水性聚氨酯低温柔顺性好、耐水解、价格低,但其耐氧化性和耐紫外光降解性差,强度、硬度也较低,属于低端的产品。
采用聚酯多元醇制备的聚氨酯水分散体由于结晶性较高,有利于提高涂膜强度,但其耐水解性往往不如聚醚型产品,不同种类的聚酯多元醇耐水解稳定性相差很大。
多元醇相对分子质量越大,用量越多,则表面硬度越低,伸长率越大,强度越低。
改变合成单体的种类和比例可以制成软、硬度不同的系列聚氨酯产品,以适合不同的需求。
聚酯型多元醇从理论上讲品种是无限的。
目前比较常用的有:聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇等;聚酯的国内生产厂家很多,但年生产能力大都在1000t以下。