聚氨酯化学与工艺
聚氨酯pu生产工艺
聚氨酯pu生产工艺
聚氨酯（PU）是一种重要的高分子材料，其生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：聚氨酯的主要原料是异氰酸酯（如MDI、TDI 等）、聚醚或聚酯多元醇和链延长剂等。
这些原料需要按照一定比例进行配制，并进行精确称量和混合。
2. 预聚合反应：将异氰酸酯和聚醚等原料进行预聚合反应。
这一步骤主要是将异氰酸酯与聚醚中的羟基进行缩合反应，生成酯酰基和尿素结构的中间产物。
3. 加热反应：将预聚合物进行加热反应，使链延长剂与预聚合物中的异氰酸酯的尿素化产物发生反应。
这一步骤主要是进行链延长反应，使聚合物的分子量得到增加，并形成聚氨酯的主链。
4. 凝固和成型：将反应得到的聚氨酯混合物进行凝固和成型。
这一步骤主要是通过控制温度和时间，使聚氨酯的液态物质固化成为固态材料。
5. 放热和固化：聚氨酯在凝固和成型的过程中会释放出大量的热量，这需要通过合适的方法进行控制和排热。
同时，聚氨酯的固化过程也需要一定的时间，以使其达到稳定的性能。
6. 后处理和检验：对聚氨酯制品进行后处理和检验。
后处理包括除胶、修整等工序，以提高产品的外观和性能。
检验包括常
规的物理性能、化学性质等测试，以确保产品符合要求。
以上是聚氨酯的基本生产工艺，具体生产过程中还需要根据产品的要求和用途进行相应的调整和控制，以确保生产出符合要求的聚氨酯制品。
聚氨酯生产工艺流程
聚氨酯生产工艺流程
《聚氨酯生产工艺流程》
聚氨酯是一种重要的聚合物材料，广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。
其生产工艺流程经过多个步骤，包括原料准备、反应制备、后处理等环节。
首先，原料准备阶段是整个生产过程的第一步。
聚氨酯的主要原料包括异氰酸酯、聚醚多元醇、聚醚胺等。
这些原料需要经过严格的质检和配比，确保生产过程中原料的质量和比例准确无误。
其次，反应制备阶段是生产过程的关键环节。
在反应釜内，将异氰酸酯和聚醚多元醇按一定比例加入，经过混合搅拌后进行化学反应，生成聚氨酯树脂。
具体的反应条件包括温度、压力、反应时间等，需要严格控制，确保产物的质量。
最后，后处理阶段是生产工艺流程的最后一步。
在此阶段，需要对产物进行分离、干燥、粉碎等处理，将其制成成品粉末或颗粒状物料。
同时，也需要对生产设备进行清洗维护，确保下一批生产的顺利进行。
总的来说，聚氨酯生产工艺流程是一个复杂而严谨的过程。
各个环节都需要精心设计和严格控制，以确保产物的质量和生产效率。
随着科技的不断进步，聚氨酯生产工艺流程也在不断完善，为生产高质量的聚氨酯产品提供了可靠的保障。
聚氨酯工艺流程
聚氨酯工艺流程聚氨酯是一种常见的合成材料，广泛应用于建筑、汽车、家具和鞋类等行业。
下面将介绍聚氨酯的工艺流程，包括原材料准备、配方调制、混合搅拌、浇注成型和固化等过程。
首先是原材料的准备。
聚氨酯的主要原材料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂和助剂等。
这些材料需要经过质检，确保其质量合格，并按照比例准备好供后续的工艺使用。
接下来是配方调制。
根据使用要求和产品性能要求，确定合适的配方，并根据配方比例将各种原材料加入到配方桶中。
配方桶中的原材料根据其性质和要求，可能需要进行预热或冷却处理。
第三步是混合搅拌。
将原材料放入到混合槽中，然后通过搅拌装置进行混合。
混合的目的是使各种原材料充分混合，保证成品的均匀性和稳定性。
混合搅拌的时间和速度需要根据具体材料和配方进行调整。
接着是浇注成型。
将混合好的聚氨酯胶液倒入成型模具中。
模具可以是各种形状和尺寸，根据具体产品要求进行选择。
在浇注过程中，需要注意胶液的温度和流动性，以确保胶液充分填充模具，并且避免气泡和杂质的产生。
最后一步是固化。
浇注好的聚氨酯胶液需要经过一定的时间进行固化。
固化时间可以根据胶液的配方和环境温度进行调控，通常需要数小时到数天不等。
在固化过程中，聚氨酯会逐渐发生化学反应，从而形成固态的聚合物材料。
整个工艺流程中需要注意的是，保持工作环境的清洁和卫生，确保原材料的质量稳定。
另外，严格控制每一步骤的操作参数，特别是配方的准确性和胶液的质量检测，以确保最终产品的性能和质量。
总的来说，聚氨酯工艺流程包括原材料准备、配方调制、混合搅拌、浇注成型和固化等几个重要步骤。
通过合理的工艺流程和严格的操作控制，可以制备出具有良好性能和稳定品质的聚氨酯制品。
聚氨酯化学与工艺5化学
聚氨酯化学与工艺5化学聚氨酯化学与工艺5化学聚氨酯（PU）是一种由异氰酸酯和羟基化合物反应生成的弹性材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
在聚氨酯的合成过程中，化学反应起着至关重要的作用，而工艺参数的控制也对产品的性能产生重要影响。
本文将探讨聚氨酯化学与工艺之间的联系，并介绍聚氨酯合成中的一些重要化学反应和工艺参数。
一、聚氨酯的合成化学聚氨酯的合成化学主要涉及异氰酸酯和羟基化合物的反应。
其中，异氰酸酯是主要的反应性化合物，可以通过与多个羟基化合物反应生成聚氨酯。
在合成过程中，异氰酸酯与羟基化合物的比例、反应温度和时间等工艺参数对聚氨酯的性能产生重要影响。
二、聚氨酯的合成工艺在聚氨酯的合成过程中，工艺参数的控制至关重要。
以下是一些重要的工艺参数：1、异氰酸酯与羟基化合物的比例：这个比例对聚氨酯的性能有显著影响。
通常，较高的异氰酸酯含量会导致较高的硬度和强度，但也会降低弹性。
相反，较高的羟基化合物含量会使聚氨酯更柔软，更具弹性。
2、反应温度：反应温度对聚氨酯的性能也有显著影响。
较高的温度可以加速反应，缩短合成时间，但也可能导致聚氨酯分子量的降低。
相反，较低的温度可能会减缓反应速度，但可以获得更高的分子量。
3、反应时间：反应时间对聚氨酯的性能也有重要影响。
较长的反应时间可以获得更高的分子量，但也可能导致聚氨酯分子链的交联。
相反，较短的反应时间可能会获得较低的分子量，但可以避免交联。
此外，其他重要的工艺参数包括溶剂的选择、催化剂的使用和封端剂的添加等。
这些参数对聚氨酯的性能和加工过程都有显著影响，需要在合成过程中进行精确控制。
三、结论聚氨酯的化学与工艺之间存在着密切的联系。
化学反应是聚氨酯合成的基础，而工艺参数的控制则直接影响到聚氨酯产品的性能和质量。
了解聚氨酯的合成化学和掌握重要的工艺参数对于合成高性能、高质量的聚氨酯材料至关重要。
通过深入研究和掌握聚氨酯的化学与工艺，我们可以进一步优化聚氨酯的合成过程，提高产品的性能和质量，同时降低生产成本。
_聚氨酯生产工艺及注意事项
_聚氨酯生产工艺及注意事项聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于汽车、建筑、家具、鞋材、饰品等行业。
聚氨酯的生产工艺及注意事项对于产品质量和生产效率至关重要。
下面将详细介绍聚氨酯生产工艺及注意事项。
一、聚氨酯生产工艺聚氨酯的生产包括原料的配制、反应体系的组装、反应过程控制、模具成型、固化、后处理等步骤。
下面是一个典型的聚氨酯生产工艺流程。
1.原料的配制：聚氨酯的生产主要有两类原料，即多元醇和多异氰酸酯。
根据产品的要求，选择合适的多元醇和多异氰酸酯进行配制。
在配制过程中需注意原料的纯度和贮存条件。
2.反应体系的组装：将多元醇和多异氰酸酯按照一定的比例混合，形成混合液。
混合液的配比很关键，需要根据实际情况进行调整。
3.反应过程控制：将混合液放入反应釜中，通过调节反应温度、搅拌速度、反应时间等参数，控制反应过程。
反应过程中需注意加热和冷却速度，控制反应温度的均匀分布，以避免产生失效区和品质不佳的产品。
4.模具成型：将反应好的聚氨酯液体倒入模具中，根据产品的形状和尺寸进行成型。
模具的设计和制备需要考虑到产品的特点和要求，以保证成型效果和产品质量。
5.固化：将成型后的聚氨酯放入固化室中，进行固化处理。
固化时间和温度需要根据具体的产品而定，以确保聚氨酯完全固化。
6.后处理：完成固化后，进行产品的后处理工序，包括去除模具、清洁和修整等。
注意保持产品的外观和性能。
二、注意事项1.原料选择：聚氨酯的品质很大程度上取决于原料的选择。
选用纯度高、稳定性好的原料，并根据产品的要求进行合理的配比。
2.反应条件控制：反应过程中需严格控制温度、压力、搅拌速度等参数，以确保反应体系的均匀混合和反应的充分进行。
3.模具设计：模具的设计要考虑到产品的形状和尺寸要求，避免出现模具无法脱离或成型不完整的情况。
4.固化处理：固化时间和温度的选择要根据产品的要求进行调整。
固化时间过短会导致固化不完全，固化时间过长则会影响生产效率。
5.质量检验：聚氨酯生产过程中需要进行质量检验，包括原料的检验和产品的质量抽检。
聚氨酯化学与工艺5化学讲述
7.0 8920
59~63 5.4 38 370 －
9.5 6600
64~70 7.2 34.5 710 70
12.5 5090
71~76 9.7 37.3 720 61
16.0 3885
71~86 11.7 31.7 726 60
30.5 2170
83 15.7 32.4 455 63
在异氰酸酯和聚合物多元醇的反应中， 除了多元醇的品种和分子量等因素外，反应 基团的比例数，即-NCO/-OH的当量数之比 （异氰酸酯指数），决定了生成聚合物的分
二、叔胺催化剂酸碱性对反应活性的影响
在聚氨酯制备反应中，一般很少用酸类催化剂， 酸性催化剂(如苯甲酰氯、无机及有机酸)对氨基甲 酸酯及脲基甲酸酯生成反应有较低的催化作用。但
重要的是它们能抑制缩二脲的生成反应，因而抑制
交联反应。
若聚醚中尚有微量碱(开环聚合用的KOH未 被除去），则与二异氰酸酯反应时，碱金
3、常用种类：有机叔胺类及有机金属化合物。
4、选择性：聚氨酯合成中所采用的催化剂。都是
既能催化与羟基的反应，也能催化与水的反应， 但所有催化剂对这二个反应的催化活性各不相同。 一般，叔胺类催化剂对异氰酸酯与水的反应(即 通常所说的“发泡反应”)的催化效率大于对异
氰酸酯与羟基反应(即所谓所的“凝胶反应”)的
3.5 聚氨酯合成的主要反应
• 3.5.1 异氰酸酯与醇的反应 • 3.5.2 异氰酸酯与苯酚的反应
• 3.5.3 异氰酸酯与水的反应
• 3.5.4 异氰酸酯与羧酸的反应 • 3.5.5 异氰酸酯与胺的反应
• 3.5.6 异氰酸酯与氨基甲酸酯及脲的反应
• 3.5.7 自聚反应
• 3.5.8 异氰酸酯与环氧化合物的反应
聚氨酯化学与工艺_反应注射成型(RIM)聚氨酯
聚氨酯化学与工艺反应注射成型（RIM）聚氨酯•6.1 反应注射成型简介•6.2 RIM－聚氨酯加工机械简介•6.3 RIM－聚氨酯的化学反应特性•6.4 RIM－聚氨酯用原料•6.5 增强RIM材料•6.6 RIM聚氨酯的应用第六章反应注射成型（RIM）聚氨酯6.1 反应注射成型简介反应注射成型又称反应注塑模制RIM(ReactionInjection Moulding)，是由分子量不大的齐聚物以液态形式进行计量，瞬间混合的同时注入模具，而在模腔中迅速反应，材料分子量急骤增加，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的全新聚合物的工艺。
它是集液体输送、计量、冲击混合、快速反应和成型同时进行为特征的、一步完成的全新加工新工艺，其加工简单、快捷。
RIM加工技术的优点包括以下几点：⑴RIM加工技术能量消耗低。
它与传统热塑型合成材料加工成型相比，由于加工时物料为低粘度液体状态，注模压力较低。
反应放热量大，模温较低，模具的夹持力较少，因此，其设备和加工费用相对较低。
尤其对大型制品的生产尤为突出。
(2)模具强度要求较低。
物料呈液体状态注入模具，模腔内压较低，模具承压能力较传统塑料成型模要低得多。
(3)所用原料体系比较广泛。
该项新工艺除了适用于聚氨酯、聚脲材料的生产，同时还可以用于环氧树脂、尼龙、双环戊二烯、聚酯等材料的加工成型。
(4)与传统塑料加工成型法相比，RIM工艺对制备大型制品、形状复杂制品、薄壁制品更为有利，产品表面质量好，花纹图案清晰，重现性好。
(5)该工艺加工勿需普通塑料热塑成型所需的昂贵的热流道体系，设备费仅为热塑型结构泡沫塑料成型设备的1/2～1/3，且生产出的制品无成型应力、成型周期短、生产效率高，尤其对于大批量、大尺寸制品的生产，生产成本的降低更为明显。
(6)物料以液体形态注入模具，有利于生产断面形状复杂的制品，可嵌入插入件一次成型，也可以在液体原料中添入某些增强材料。
生产增强型反应注塑模制(RRIM——Reinforced Reaction lnjection Moulding)以及在模腔中预置增强片材等生产结构增强型反应注塑模制品(SRIM——Structural Reaction Injection Moulding)等。
聚氨酯化学与工艺4化学
RNCO
RNCO
RNCO
在该特征基团中 N,C,O原子的电负性顺序为O>N>C
氧原子（O）电负性最大，是亲核中心， 可吸引含活性氢化合物分子上的氢原子而生 成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定， 重排成为氨基甲酸酯(若反应物为醇)成脲(若 反应物为胺)。
碳原子（C）电子云密度最低，呈较强的 正电性，为亲电中心，易受到亲核试剂的进 攻。
3,3’-二甲基二苯甲烷-4,4‘-二异氰酸酯
0.11 0.11 0.10
3、空间位阻效应
在芳香族二异氰酸酯分子中，假如两个－NCO 基团同时处在一个芳环上，那么其中的一个NCO基 对另一个NCO基反应活性的影响往往是比较显著的。
但是当两个NCO基分别处在同一分子中的不同芳 环上，或它们被烃链或芳环所隔开，这样它们之间 的相互影响就不大，而且随链烃长度的增加或芳环 数目的增加而减小。
CH3
CH2
27
10
CH2
[
CH2
]
6
1
0.5
CH3 NHCOOBu
k2
CH3 +BuOH
NCO
NCO
k4' + BuOH
CH3 NHCOOBu
NCO k4
+BuOH
CH3 NCO
NHCOOBu k2'
+BuOH
NHCOOBu
2,4-TDI中-NCO与-OH反应活性比较 (NCO:OH=1:1)
反应速度常数/(1mol/s)
若异氰酸酯与羟基的反应速度远大于 与脲基、胺基及氨基甲酸酯等的反应速度， 合成的产物基本为线型结构。
若异氰酸酯与脲基、氨基甲酸酯基的反 应速度接近或稍大于与羟基的反应速度， 则产物中的缩二脲键及脲基甲酸酯等交联 结构增加。
聚氨酯的合成工艺及应用
聚氨酯的合成工艺及应用聚氨酯是一种重要的聚合物材料，其合成工艺繁多，应用领域广泛。
在本文中，我们将着重介绍聚氨酯的合成工艺以及其在各个领域中的应用。
一、聚氨酯的合成工艺1.聚醚型聚氨酯的合成工艺聚醚型聚氨酯的合成主要通过聚醚醇与异氰酸酯反应制得。
首先，将聚醚醇与异氰酸酯按一定的摩尔比例混合，然后在一定的温度下进行反应，生成聚醚型聚氨酯。
这种合成工艺简单易行，产品性能优良，广泛应用于建筑、汽车、医疗等领域。
2.聚酯型聚氨酯的合成工艺聚酯型聚氨酯的合成过程与聚醚型类似，只是反应时所使用的原料不同。
通常是将聚酯醇与异氰酸酯反应制得。
这种类型的聚氨酯具有较好的耐热性和耐化学腐蚀性，适用于制备高性能涂料、粘接剂等。
3.聚氨酯泡沫的合成工艺聚氨酯泡沫的合成主要是通过聚醚醇、异氰酸酯和一定的发泡剂共混，并在一定条件下发生聚合反应，生成聚氨酯泡沫。
该泡沫材料具有较低的密度和良好的隔热、隔音性能，在建筑、交通工具、家具等行业中得到广泛应用。
二、聚氨酯的应用领域1.建筑领域聚氨酯在建筑领域中被广泛应用于保温、防水、防裂等方面。
例如，聚氨酯泡沫可用于制备隔热隔音材料和保温板，聚氨酯涂料可用于屋顶防水涂层、地板涂料等。
2.汽车领域聚氨酯在汽车领域中主要用于制备汽车内饰、座椅、缓冲材料等。
其性能优异，具有良好的弹性和耐磨损性，能够有效提高汽车的舒适性和安全性。
3.医疗领域聚氨酯在医疗领域中被广泛应用于制备医用器械、医用敷料、假体等。
由于聚氨酯具有较好的生物相容性和耐腐蚀性，因此较为适合医疗器械材料。
4.家具领域聚氨酯在家具领域中被用于制备软垫、沙发、床垫等。
其具有良好的弹性和舒适性，因此深受消费者的喜爱。
5.其他领域此外，聚氨酯还被应用于制备运动器材、电子产品外壳、船舶防水涂料、防腐剂等方面。
总之，聚氨酯是一种非常重要且多功能的聚合物材料，其合成工艺繁多，应用领域广泛。
随着技术的不断进步和需求的增长，聚氨酯的应用领域将会更加拓展，为各个领域带来更多的优异性能和价值。
聚氨酯化学与工艺5化学讲述
• RNCO+NH2-NH2→RNHCONHNHCONHR • RNCO+R′SH→RNHCOSR′
3.6 催化剂、温度及溶剂对反应的影响
在聚氨酯材料的制备过程中，除了原材料规格、 种类及材料本身的化学特点，对反应及产物有影 响外，制备过程中的其它条件，如温度、催化剂 加入与否、溶剂等对反应也有很大的影响。
3.5.1 异氰酸酯与醇的反应
异氰酸酯与含端羟基的聚醇（聚酯、聚醚及其它
多元醇）反应是聚氨酯合成中最常见、最基本的反
应。异氰酸酯基与羟基的反应产物为氨基甲酸酯。
反应式如下：
O H HO
nOCN R NCO + nHO OH
[C N R N C O
]n
硬段：聚氨酯分子主链上由异氰酸酯、扩链剂、交联剂反应所 形成的链段，这些基团内聚能较大、空间体积较大、刚 性较大。
叔胺类催化剂对异氰酸酯与羟基化合物反应的 影响，除了其碱性程度外，还有位阻效应等因素。
一般来说，碱性大、位阻小，则催化能力强。 叔胺对水与异氰酸酯反应的催化活性的影响比 羟基与异氰酸酯反应的催化活性大，故叔胺催化 剂一般用于聚氨酯泡沫制备。
在所有叔胺类催化剂中，三亚乙基二胺是一种结 构特殊的催化剂，由于它是杂环化合物，叔胺N原 子上没有位阻，所以它对发泡反应及凝胶反应都具 有较强的催化性能，是聚氨酯泡沫塑料常用的催化 剂之一，也可用于聚氨酯胶粘剂、弹性体等的制备。
NHCONHCO
利用它与水和羧酸的反应，可以制成水解稳 定剂，在某些聚氨酯生产中，例如聚酯类聚氨酯 中，碳化二亚胺可以和水及具有水解作用的羧酸 进行反应，生成相对稳定的取代脲和酰基脲，从 而阻止水解作用的发生和延续，提高聚酯型聚氨 酯的水解稳定性。
聚氨酯生产方法
聚氨酯生产方法
聚氨酯是一种高分子化合物，其生产过程涉及多种化学反应和加工工艺。
以下是几种常见的聚氨酯生产方法：
混炼胶（M-PUR）：这种方法是通过聚醇和异氰酸酯的反应制得固体生胶状聚合物，然后利用传统工艺加工成型。
浇注胶（C-PUR）：在这种方法中，聚醇和异氰酸酯反应生成的聚合物是液态的，可以直接浇注到模具中固化成型。
热塑型（T-PUR）：这种类型的聚氨酯可以通过热塑性加工方法进行成型，如挤出、注射等。
硬质泡沫塑料制造：通常用于制造硬质聚氨酯泡沫塑料，这种泡沫塑料广泛应用于保温隔热材料等领域。
此外，非泡沫聚氨酯产品如涂料、胶粘剂、弹性体等也是通过类似的化学反应制得。
软质聚氨酯生产：软质聚氨酯主要是具有柔软、舒适的特性，常用于制作家具、床垫、汽车座椅等。
聚氨酯纤维和橡胶的生产：聚氨酯还可以制成纤维（氨纶）和橡胶，这些产品具有良好的弹性和耐磨性，适用于服装、运动鞋等领域。
聚氨酯的生产是一个复杂的化学过程，涉及到精确的配比和控制反应条件。
不同的应用领域和产品特性要求采用不同的生产工艺和技术。
随着材料科学的发展，聚氨酯的性能和应用范围也在不断扩展。
聚氨酯化学与工艺
甲苯二异氰酸酯是最早在聚氨酯材料中使用的异氰酸酯。因其有两个异氰酸酯基团在苯环上所处的位置不同，它有2，4－甲苯二异氰酸酯和2，6－甲苯二异氰酸酯两种异构体。 分子量：174.2 当 量：87.1 官能度：f=2
TDI的规格、物性和质量指标
规格
T-100
T-80
T-65
相对分子量
174.2
产品牌号
外观
－NCO含量/%
粘度（25℃）/mPa·s
特点及典型应用
日本聚氨酯工业株式会社 Millionate MR-100 Millionate MR-200 Millionate MR-300 Millionate MR-400
褐色液体 褐色液体 褐色液体 褐色液体
30.ห้องสมุดไป่ตู้~32.0 30.0~31.5 30.0~31.5 29.0~31.0
o.2
重庆长风化工厂
0.15
大连染料厂
0.10
上海中联化工厂
0.05
合计生产能力25kt/a
上海华谊集团公司
26.00
由BASF、Hunstman、ICI、NPU及国内5家合资，2004年投产
辽宁庆阳化学公司
4.0
在建
淮阴电化厂
2.0
拟建
九江石油化工厂
4.0
拟建
TDI
银光化学工业公司
2.0
1990年已投产
第一节 有机异氰酸酯
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。
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 工艺流程
聚氨酯工艺流程
聚氨酯是一种具有多种用途的聚合物，其工艺流程有以下几个步骤：
1. 原材料准备：聚氨酯的主要原料包括异氰酸酯（如TDI 或MDI）、聚醚多元醇（如聚醚多醇或聚酯多元醇）、链延长剂、催化剂、表面活性剂等。
这些原料需要按照一定比例准备好。
2. 预混：将聚醚多元醇、链延长剂、催化剂、表面活性剂等预先混合均匀，形成预混料。
3. 异氰酸酯加入：将异氰酸酯缓慢地加入预混料中，同时进行搅拌和混合。
在这一过程中，异氰酸酯与预混料中的醇发生缩合反应，生成聚合物。
4. 发泡：将聚合物混合物倒入模具或需要加工的地方，并在一定时间内让其发泡。
聚氨酯的发泡可以通过物理或化学发泡方式实现。
5. 固化：发泡后的聚氨酯需要经过固化过程，使其形成强度和稳定性。
6. 后处理：完成聚氨酯制品后，可能需要进行后处理，如切割、打磨、涂层等。
以上是聚氨酯的一般工艺流程，具体的生产过程可能会有所差异，取决于产品的需求和制造工艺的不同。
聚氨酯化学与工艺10弹性体
5.2.1.3
扩链剂及交联剂
用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多， 通常分为二元胺类和醇类。 (1)二胺类扩链剂
浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二 胺扩链剂。芳香族二胺的反应活性低，使得 浇注工艺具有良好的可操作性。浇注型聚氨 酯中常用的、用量最大的是3，3’二氯-4，4’二苯基甲烷二胺(亚甲基双邻氯苯胺，MOCA， 国外又称MBCA和MBOCA）。 E-300及E-100
聚氨酯弹性体。结构对称的PPDI及环已烷-l,4-二异氰
酸酯(CHDI)合成的弹性体具有较高的机械强度和耐热 性。NDI基聚氨酯弹性体具有较高的耐疲劳性能，特 别是机械性能、动态性能、永久变形性能及耐油性能 极优，用于特殊汽车部件等场合。IPDI、HDI制得的 弹性体具有不黄变的特点，可用于某些耐黄变弹性体。
聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，模量介于一 般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性：
1、较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内（邵氏
A10～邵氏D75）保持较高的弹性；一般无需增塑剂
可达到所需的低硬度，因而无增塑剂迁移带来的问题； 2、在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高； 3、优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的2～10倍；
5.2.1.4
(1)填料
其它原料
为了降低聚氨酯弹性体成本、减小固化收 缩率、热膨胀系数及耐热性能，可加入填料。 填料的种类很多，通常可分为无机填料和有 机填料两大类。
(2)水解稳定剂
聚酯型聚氨酯弹性体的酯基长期与水接触或在
湿热环境下容易发生水解，在这些环境下使用的弹
性体必须加入水解稳定剂。碳化二亚胺类化合物是 重要的水解稳定剂，德国Bayer公司生产的单碳化二
5.2.1.2 二异氰酸酯及多异氰酸酯
用于聚氨酯弹性体的多异氰酸酯以二异氰酸酯 为主，有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰 酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）及1， 5-萘二异氰酸酯（NDI）、四甲基二异氰酸酯 （TMXDI)、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、对苯基 二异氰酸酯（PPDI）、二亚甲基苯基二异氰酸酯 （XDI）等。以TDI和MDI最常用。
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目前商业产品有3种规格甲苯二异氰酸酯： TDI的规格、物性和质量指标
规格 相对分子量 密度（20℃）/g/cm3
沸点/℃ 纯度/% ≥ 2,4-体含量/％ 2,6-体含量/％ NCO含量% 蒸汽压（20℃）/Pa 主要用途
T-100 174.2 1.22 251 99.5 ≥97.5 ≤2.5 48.3 约1.33 弹性体
2） 二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）
纯MDI商品是白色至浅黄色固体。其主要化学结 构为4,4’－MDI，此外它还有另外两种异构体：2,4’ －MDI和2,2’－MDI。
OCN
CH2
4,4-MDI NCO NCO
CH2
2,2'-MDI
NCO
NCO
CH2
NCO
2,4-MDI
二苯基甲烷－4，4’－二异氰酸酯（4，4diphenylmethane diisocyanate ,MDI）是继 TDI以后发展起来、极其重要的有机异氰酸酯。由于 它含有两个苯环，分子量比TDI大，产品挥发性较小， 蒸气压较低，对人体毒性相对较小，有利于工业安 全防护，故很受聚氨酯工业的欢迎。
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 (Bayer公司产品示例）
（1）异氰酸酯基团数量
粘度 （25℃） /mPa·s
特点及典型应用
100~250 100~250 129~300 400~700
反应性较高，喷涂成型，合成木材 典型反应活性，一般硬泡、半硬泡 典型反应活性，一般硬泡、半硬泡 高官能度，特殊硬泡
Bayer AG Desmodur 44V10 Desmodur 44V20 Desmodur 44V40
二异氰酸酯：TDI MDI HDI NDI PPDI IPDI XDI等 异氰酸酯
多异氰酸酯：PAPI
（2）异氰酸酯结构
脂肪族 HDI 异氰酸酯 脂环族 HDI HTDI HMDI等
芳香族 TDI MDI PAPI PPDI等
（3）通用型有机异氰酸酯（TDI，MDI） （4）是否黄变
1、非黄变型异氰酸酯 a.亚甲基型（XDI，TMXDI） b.脂肪族和脂环族（HDI，TMHDI，HTDI）
T-80 174.2 1.22 251 99.6 80±2 20±2 48.3 约1.33 C.A.S.E.F
T-65 174.2 1.22 251 99.5 65±2 35±2 48.3 约1.33 软泡、粘合剂
等
①T-65为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为 （65±2）%和（35±2）%的混合体，它主要用于 生产软质聚氨酯泡沫塑料。
脂肪族
异氰酸酯 脂环族
芳香族
聚酯多元醇 环氧丙烷聚醚多元醇
低聚物多元醇 聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇
聚氨酯原料
其它聚醚多元醇 其它多元醇
扩链（交联）剂 胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂
催化 剂
叔胺合剂
抗氧剂 紫外线吸收剂
着色剂 增塑剂
第一节 有机异氰酸酯
一、 结构特点
与TDI相比，MDI具有反应速度快、安全系数 较高、节能环保、产品多样化等优点。
分子量：250 当量：125 官能度：f=2 Bayer公司MDI指标
3）多苯基甲烷多异氰酸酯（PAPI）
NCO
NCO
NCO
CH2
CH2 n
(式中，n=0,1,2,3...)
多苯基甲烷多异氰酸酯(polyphenylmethane polyisocyanate ,PAPI)是褐色透明状液体，实际上 它是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物。目前国 内外许多厂家和生产都又称其为聚合MDI或粗品 MDI。通常要求MDI应占混合物总量的50%左右。 主要用于制备聚氨酯硬质泡沫塑料、防水材料等制 品。
2、黄变型异氰酸酯 芳香族异氰酸酯(TDI、MDI、PAPI)
三、重要的异氰酸酯
1）甲苯二异氰酸酯 (toluene diisocyanate, TDI )
CH3 NCO
NCO 2,4-TDI
CH3 OCN NCO
2,6-TDI
甲苯二异氰酸酯是最早在聚氨酯材料中使用 的异氰酸酯。因其有两个异氰酸酯基团在苯 环上所处的位置不同，它有2，4－甲苯二异 氰酸酯和2，6－甲苯二异氰酸酯两种异构体。
BASF Wyandotte Corporation
②T－80为2,4－TDI和2,6－TDI两种异构体比例为 （80±2）%和（20±2）%的混合体，它主要用于 聚氨酯泡沫塑料以及其他聚氨酯产品的生产，是 产量最高、用量最大的甲苯二异氰酸酯。
③T－100为2,4－TDI含量大于95%的产品，其 2,6－TDI含量甚微，主要用于聚氨酯橡胶、 涂料、纤维等对性能要求较高的产品。
教学目的及要求
通过本章的学习，了解聚氨酯材料制备 所用原料规格、种类及相关指标，重点了 解聚合物多元醇种类及常用品种，异氰酸 酯种类及常用品种，固化剂种类及品种， 以及催化剂、发泡剂、稳定剂等相关助剂 的种类及各自的特性。
基本原料
聚氨酯树脂主要的原料是含异氰酸酯基 （NCO）的多异氰酸酯(isocyanate)和含活泼氢的 聚醚(ployether ployol )与聚酯多元醇(polyester ployol)。将以上两种基本原料进行化学改性，这种 改性的多元醇中间体，可制成具有特殊工艺和特殊 物理性能的聚氨酯树脂，从而增加聚氨酯品种与应 用领域。除以上原料外，聚氨酯树脂产品广泛采用 催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过 聚氨酯树脂生产工艺、降低成本，延长使用寿命， 增加品种等。
PAPI 典型产品规格
产品牌号
外观
日本聚氨酯工业株式会社
Millionate MR-100 Millionate MR-200 Millionate MR-300 Millionate MR-400
褐色液体 褐色液体 褐色液体 褐色液体
－NCO含 量/%
30.0~32.0 30.0~31.5 30.0~31.5 29.0~31.0