聚氨酯原液培训ppt

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聚氨酯发泡原理
聚氨酯泡沫的发泡过程
乳化
核晶过程——搅拌时混入的空气和反应生成的气体先 溶解在液相中达到饱和状态,再经过过饱 和状态，最后形成气泡，并从液相析出。
例：为了得到均匀细密气泡的制品，常在混合头内通入 少量干燥空气，高速搅拌，使其均匀。
这主要是因为混入的空气可以起到成核剂的作用， 气体可以从较低浓度的过饱和溶液中析出形成气泡。
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
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 其它多元醇 扩链（交联）剂 胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂 叔胺类催化剂 催 化 剂 四氢呋喃聚醚多元醇 其它聚醚多元醇
聚氨酯原料
匀 泡 剂 发 泡 剂
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物的比较
聚醚多元醇： 价格低 粘度低 耐自然老化好 耐湿热老化性能好 环氧丙烷是主要原料，供不应求，瓶颈 制品拉伸性能差 耐油性差
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
异氰酸酯——多苯基多次甲基多异氰酸酯
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聚氨酯发泡原理
聚氨酯泡沫的气泡形状
多面体泡孔，多为十二面
泡体结构中各窗口的 大小、形态不同导致 泡孔结构不均匀 沿发泡方向泡孔有伸 长，各向异性
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聚氨酯发泡原理
聚氨酯泡沫的主要反应过程
1、聚合反应
2、发泡反应
+ 3、交联反应
e.g. 软质泡沫主要使用三醇，相对分子量在1500~6500之间， 混合料的平均官能度不低于2.5。
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物——聚醚多元醇
• 聚合物多元醇
组成：基础聚醚多元醇、接枝共聚物、聚合物颗粒 稳定体系：由于接枝共聚物的支链缠绕和分隔，避免 固体颗粒的凝聚和沉淀。 优点：提高泡沫塑料的承载性能，提高阻燃性，减轻 制品的泛黄变色
L/O/G/O
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在中国，汽车需求量已突破1700万辆， 一辆汽车平均消耗 PU 18-20kg。
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目
录
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聚氨酯发泡原理
聚氨酯泡沫塑料原料介绍 影响PU泡沫性能的因素分析
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聚氨酯发泡原理
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物——聚醚多元醇
1、密度1.0~1.1kg/m3 性 能 特 点 2、随分子质量的增大，在水中溶解度减少； 随分子中环氧乙烷（氧化乙烯链段）引入量的增加， 在水中的溶解度增加； 3、参数：官能度f、相对分子量M、羟值含量OH等 M = （f*56.1*1000）/OH值
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140~320 70 ~175
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影响PU泡沫性能的因素分析 压缩强度的影响因素
4、密度分布 原液流动性差，制品的密度分布不均； 底部的压缩强度高于底部； 5、多元醇种类 聚醚型的要高于聚酯型的 6、多元醇的官能度和羟值 多元醇的官能度越高，压缩强度越大
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物——聚醚多元醇
• 聚脲多元醇
组成：基础聚醚多元醇、脲/氨酯共聚物、聚脲分散体 稳定体系：脲/氨酯共聚物起到分散稳定剂的作用 优点：改善泡沫回弹性，增加初期的凝胶速度，有助开 孔，改善泡沫燃烧性
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助剂——发泡剂
物理发泡剂 氟氯烷烃：氟利昂、141b、二氯甲烷 优点：制品绝热性能优 缺点：不利于环保 化学催化剂 水 优点：环保 缺点：制品的尺寸稳定差
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影响PU泡沫性能的因素分析 压缩强度的影响因素
1、随密度的增加而增加
2、随异氰酸酯指数增加而增加 指数提高，交联度增加，同时脲基甲酸酯含量增加， 制品刚性增加； 超过一定量，会导致产品脆性太大； 3、泡孔方向 e.g.24~32的PU 受力方向平行于泡沫上升方向 垂直于泡沫上升方向
140~320 70~175
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影响PU泡沫性能的因素分析 吸音性的影响因素
吸音原理：
当声波射到塑料表面并进入到材料空隙时 ，引起空隙中的空气和材料的细微震动， 因摩擦和粘滞阻力作用，使一部分声能被 转化而消耗。
吸音性： 开孔泡沫
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闭孔泡沫
谢谢！
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影响PU泡沫性能的因素分析 压缩强度的影响因素
1、随密度的增加而增加
2、随异氰酸酯指数增加而增加 指数提高，交联度增加，同时脲基甲酸酯含量增加， 制品刚性增加； 超过一定量，会导致产品脆性太大； 3、泡孔方向 e.g.24~32的PU 受力方向平行于泡沫上升方向 垂直于泡沫上升方向
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物——聚酯多元醇
二元羧酸和二元醇直接酯化缩聚而成 结 构 特 点
端基为伯羟基，反应活性高。
酯基具有亲水性，耐水解能力差。
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
低聚物多元醇化合物的比较
聚酯多元醇： 羟值低，消耗MDI少； 剩余MDI产生PIR，阻燃； 可不用环氧丙烷，减少对石油的依赖； 制品的拉伸强度高 价格高 耐水解差 耐自然老化性能差 耐湿热老化性能差
其它配合剂
金属有机化合物 阻燃剂 抗氧剂 紫外线吸收剂 着色剂 增塑剂
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
HO-(-R-)n-OH
低聚物多元醇化合物
软泡：小于3官能度
2.5-3
硬泡：大于3官能度
半硬泡：介于中间
3.0-8.0
3.0-3.5
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
助剂——匀泡剂
作用： 降低各组分的表面张力，增加相容性 有助于气泡形成，控制泡孔的大小和均匀性 使泡壁具有弹性，提高发泡过程的稳定性
两类： 硅-碳键型、硅-氧-碳键型 硅-碳键型耐水解，稳定性好
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R-NCO
双代脲
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脲基甲酸酯
缩二脲
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聚氨酯发泡原理
聚氨酯泡沫的发泡过程 配料与混合
乳化
从开始混合到乳化这段时间称为乳白时间
凝胶
从开始混合到泡沫塑料达到凝胶强度的这 段时间称为凝胶时间
熟化
目的：泡沫内部聚合反应全部完成
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
助剂——催化剂
作用： 促进链增长反应 促进体系中的化学反应的反应速度 a.促进发泡反应，促进NCO与水的反应 b.促进凝胶反应，促进NCO与多元醇反应 通过不同催化剂的用量和复合，调节各反应平衡 两类： 叔胺类 有机金属类
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聚氨酯泡沫塑料原料介绍
PAPI实际是MDI的低聚体。 e.g. MDI100：4,4’-MDI 三环 四环 多环 2,4’-MDI
50%（二环） 20% 5% 5% 2%
PAPI的组成不同，其平均官能度不同，-NCO的位置不同， 其反应活性不同。 e.g. 二环含量越高，，发泡达到同一温度的时间越短； 有利于改善发泡的密度分布均匀程度。
聚氨酯 在分子结构中含有氨基甲酸酯连段 （-NH-COO-）的聚合物 原料：
含异氰酸酯基（NCO）的多异氰酸酯 (isocyanate) 含活泼氢的聚醚(ployether ployol ) 或聚酯多元醇(polyester ployol) 催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂、稳泡剂、开孔剂、阻燃剂等
助剂：