聚氨酯材料及其应用ppt
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汽车弹性体 和RIM, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6%
汽车弹性体 汽车模塑泡和RIM, 7%
沫, 13%
2001年
世界聚氨酯产品市场消耗比例
2010年
-
2012年2月27日
二、聚氨酯主要原料
聚氨酯原料
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
低聚物多元醇(ployol) 是制备聚氨酯合成材料的主要基 础原料之一，用量最大。
R-(O H ) n
-
2012年2月27日
聚酯多元醇
普通聚酯多元醇 己内酯型聚酯多元醇
特种聚酯多元醇 聚羰酸酯型聚酯多元醇
多元醇 聚醚多元醇
普通聚醚多元醇 特种聚醚多元醇 组合聚醚多元醇
高活性聚醚多元醇
接枝型聚醚多元醇 阻燃型聚醚多元醇 杂环改性聚醚多元醇 四氢呋喃型聚醚多元醇
聚氨酯材料及其应用
撰写人：郑 12年2月27日
2012年2月27日
-
内容提要
一、聚氨酯材料概述 二、聚氨酯主要原料 三、聚氨酯材料的主要化学特点 四、聚氨酯材料的种类及用途
-
2012年2月27日
一、聚氨酯材料概述
聚氨酯是指大分子链上含有氨酯键结构的聚合物。简称 PU（Polyurethane）
O
O
C NH R NH C OR'O n
聚氨基甲酸酯
聚氨酯由多元异氰酸酯与多元醇经加聚反应制得。
-
2012年2月27日
1937年，德国拜耳(Bayer)教授首先利用异氰酸 酯与多元醇化合物发生加聚反应制得聚氨酯树脂以来， 经过几十年的发展。聚氨酯已成为当今社会继聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量较 大、发展速度最快的聚合物之一。
多 异 氰 酸 酯 ： P A P I
（2）异氰酸酯结构
脂 肪 族 H D I 异 氰 酸 酯 脂 环 族 I P D I H T D I H M D I
芳 香 族 T D I M D I P A P I P P D I N D I
-
2012年2月27日
三、几个重要的异氰酸酯
1）甲苯二异氰酸酯 TDI 熔点21.8℃
其它多元醇
其它聚醚多元醇
扩链（交联）剂 胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂
催化 剂
叔胺类催化剂 金属有机化合物
阻燃剂
其它配合剂
抗氧剂 紫外线吸收剂
着色剂 增塑剂
-
2012年2月27日
1、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：
4）多苯基甲烷多异氰酸酯（聚合MDI或粗品MDI PAPI）
NCO
NCO
NCO
CH2
CH2 n
(式中，n=0,1,2,3...)
-
2012年2月27日
5）TTI 三苯基甲烷三异氰酸酯
OCN
CH
NCO
NCO
-
2012年2月27日
2、多元醇
一、结构 凡是在分子链上含有两个或两个以上以上端羟基（或氨
基）的聚酯多元醇(polyester ployol)和聚醚多元醇(ployether ployol )叫作低聚物多元醇。
2006年 235.9 74.5 145.0 20.0 364.0 140.0 979.9
-
2012年2月27日
建筑, 17%
冰箱等制冷 机具, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 18%
汽车模塑泡 沫, 15%
家具和床 垫, 32%
建筑, 24%
冰箱等制冷 机具, 5%
家具和床 垫, 26%
鞋用, 6%
1998年 147.5 59.0 120.0 11.0 323.6 76.5 737.6
2000年 161.7 64.0 121.5 12.0 345.0 94.5 798.7
2001年 177.9 68.0 127.6 13.55 350.0 114.0 851.1
2002年 193.7 69.5 130.0 15.0 355.0 123.0 886.3
通常情况下，凡是在高分子结构主链上含有多个氨
基甲酸酯基团（－NHCOO－）的聚合物，统称聚氨
酯(polyurethane)。
-
2012年2月27日
聚氨酯树脂具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘接性、耐
低温性、耐溶剂性以及耐生物老化性等特点。因此用途十 分广泛，它是发展较快的一种高分子合成材料，聚氨酯工 业已形成较大规模，1998年世界聚氨酯树脂产品年产820 万t，2000年超过890万t，2002年超过1000万t，一般年 增长率为4％～5%，最高达13％。
其它多元醇
聚丁二烯型多元醇 蓖麻油多元醇 四氢呋喃－氧化丙烯共聚多元醇 环氧树脂改性多元醇
-
2012年2月27日
聚醚多元醇
聚醚多元醇由环氧化烯烃开环聚合制备。
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。
-
2012年2月27日
二、异氰酸酯的分类
（1）异氰酸酯基团数量
二 异 氰 酸 酯 ： T D IM D I H D I N D I P P D I IP D I X D I等 异 氰 酸 酯
-
2012年2月27日
世界聚氨酯产品产量
万吨
地区
1998年
北美自由贸易区 235.0
南美
44.86
远东
70.6
日本
53.5
中国
81.3
中东和非洲
41.5
西欧
262.0
总计
820.26
2000年
267.0 44.0 65.0 51.0 99.5 46.0 291.5 899.3
2001年
280.3 42.5 67.0 50.0 167.9 47.5 294.4 987.7
Leabharlann Baidu
2002年
285.5 40.5 68.0 52.0 180.2 48.5 301.8 1016.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
-
2012年2月27日
世界聚氨酯主要原料消耗量
万吨
原料名称 聚合MDI 纯MDI TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇 总计
CH3 NCO
NCO 2,4-TDI
CH3 OCN NCO
2,6-TDI
常用的工业品：TDI100 TDI-80 TDI-65
2）己二异氰酸酯 HDI 液体 沸点127℃
OCN(CH2)6NCO
-
2012年2月27日
3）二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯 MDI 熔点40℃
OCN
CH2
NCO
4,4'-MDI
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6%
汽车弹性体 汽车模塑泡和RIM, 7%
沫, 13%
2001年
世界聚氨酯产品市场消耗比例
2010年
-
2012年2月27日
二、聚氨酯主要原料
聚氨酯原料
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
低聚物多元醇(ployol) 是制备聚氨酯合成材料的主要基 础原料之一，用量最大。
R-(O H ) n
-
2012年2月27日
聚酯多元醇
普通聚酯多元醇 己内酯型聚酯多元醇
特种聚酯多元醇 聚羰酸酯型聚酯多元醇
多元醇 聚醚多元醇
普通聚醚多元醇 特种聚醚多元醇 组合聚醚多元醇
高活性聚醚多元醇
接枝型聚醚多元醇 阻燃型聚醚多元醇 杂环改性聚醚多元醇 四氢呋喃型聚醚多元醇
聚氨酯材料及其应用
撰写人：郑 12年2月27日
2012年2月27日
-
内容提要
一、聚氨酯材料概述 二、聚氨酯主要原料 三、聚氨酯材料的主要化学特点 四、聚氨酯材料的种类及用途
-
2012年2月27日
一、聚氨酯材料概述
聚氨酯是指大分子链上含有氨酯键结构的聚合物。简称 PU（Polyurethane）
O
O
C NH R NH C OR'O n
聚氨基甲酸酯
聚氨酯由多元异氰酸酯与多元醇经加聚反应制得。
-
2012年2月27日
1937年，德国拜耳(Bayer)教授首先利用异氰酸 酯与多元醇化合物发生加聚反应制得聚氨酯树脂以来， 经过几十年的发展。聚氨酯已成为当今社会继聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料之后用量较 大、发展速度最快的聚合物之一。
多 异 氰 酸 酯 ： P A P I
（2）异氰酸酯结构
脂 肪 族 H D I 异 氰 酸 酯 脂 环 族 I P D I H T D I H M D I
芳 香 族 T D I M D I P A P I P P D I N D I
-
2012年2月27日
三、几个重要的异氰酸酯
1）甲苯二异氰酸酯 TDI 熔点21.8℃
其它多元醇
其它聚醚多元醇
扩链（交联）剂 胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂
催化 剂
叔胺类催化剂 金属有机化合物
阻燃剂
其它配合剂
抗氧剂 紫外线吸收剂
着色剂 增塑剂
-
2012年2月27日
1、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：
4）多苯基甲烷多异氰酸酯（聚合MDI或粗品MDI PAPI）
NCO
NCO
NCO
CH2
CH2 n
(式中，n=0,1,2,3...)
-
2012年2月27日
5）TTI 三苯基甲烷三异氰酸酯
OCN
CH
NCO
NCO
-
2012年2月27日
2、多元醇
一、结构 凡是在分子链上含有两个或两个以上以上端羟基（或氨
基）的聚酯多元醇(polyester ployol)和聚醚多元醇(ployether ployol )叫作低聚物多元醇。
2006年 235.9 74.5 145.0 20.0 364.0 140.0 979.9
-
2012年2月27日
建筑, 17%
冰箱等制冷 机具, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 18%
汽车模塑泡 沫, 15%
家具和床 垫, 32%
建筑, 24%
冰箱等制冷 机具, 5%
家具和床 垫, 26%
鞋用, 6%
1998年 147.5 59.0 120.0 11.0 323.6 76.5 737.6
2000年 161.7 64.0 121.5 12.0 345.0 94.5 798.7
2001年 177.9 68.0 127.6 13.55 350.0 114.0 851.1
2002年 193.7 69.5 130.0 15.0 355.0 123.0 886.3
通常情况下，凡是在高分子结构主链上含有多个氨
基甲酸酯基团（－NHCOO－）的聚合物，统称聚氨
酯(polyurethane)。
-
2012年2月27日
聚氨酯树脂具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘接性、耐
低温性、耐溶剂性以及耐生物老化性等特点。因此用途十 分广泛，它是发展较快的一种高分子合成材料，聚氨酯工 业已形成较大规模，1998年世界聚氨酯树脂产品年产820 万t，2000年超过890万t，2002年超过1000万t，一般年 增长率为4％～5%，最高达13％。
其它多元醇
聚丁二烯型多元醇 蓖麻油多元醇 四氢呋喃－氧化丙烯共聚多元醇 环氧树脂改性多元醇
-
2012年2月27日
聚醚多元醇
聚醚多元醇由环氧化烯烃开环聚合制备。
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。
-
2012年2月27日
二、异氰酸酯的分类
（1）异氰酸酯基团数量
二 异 氰 酸 酯 ： T D IM D I H D I N D I P P D I IP D I X D I等 异 氰 酸 酯
-
2012年2月27日
世界聚氨酯产品产量
万吨
地区
1998年
北美自由贸易区 235.0
南美
44.86
远东
70.6
日本
53.5
中国
81.3
中东和非洲
41.5
西欧
262.0
总计
820.26
2000年
267.0 44.0 65.0 51.0 99.5 46.0 291.5 899.3
2001年
280.3 42.5 67.0 50.0 167.9 47.5 294.4 987.7
Leabharlann Baidu
2002年
285.5 40.5 68.0 52.0 180.2 48.5 301.8 1016.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
-
2012年2月27日
世界聚氨酯主要原料消耗量
万吨
原料名称 聚合MDI 纯MDI TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇 总计
CH3 NCO
NCO 2,4-TDI
CH3 OCN NCO
2,6-TDI
常用的工业品：TDI100 TDI-80 TDI-65
2）己二异氰酸酯 HDI 液体 沸点127℃
OCN(CH2)6NCO
-
2012年2月27日
3）二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯 MDI 熔点40℃
OCN
CH2
NCO
4,4'-MDI