聚氨酯简介 ppt课件

固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
整理工艺 分类法
干式涂层用聚 氨酯可在织物表 面生成均匀透明 的薄膜 湿式涂层用聚 氨酯能够在织物 表面生成含有微 孔或气泡的薄膜
用途
来自百度文库
聚氨酯
塑料
聚氨酯
和建筑用防水材料 ③热塑性聚氨酯橡胶 配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等 ④聚氨酯水乳胶 作聚氨酯涂料、油漆和黏合剂 ⑤聚氨酯泡沫弹性体橡胶 制作自行车、摩托车、汽车、飞机、
火车等驾驶员鞍座、弹性沙发和弹性椅座
聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽 丝纺丝，再织成各种衣着袜子等。
• 三、交联的影响 聚氨酯弹性体基本上属于具有线性分子特征的热塑性树脂,但也可由多官
能团扩链剂或脲基等方式引入一定程度的交联。适当交联可以改善材料的物 理机械性能,提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明,高交联度导致 处于橡胶态的聚氨酯弹性体模量下降,原因是硬链段微区里的交联会阻碍链 段的最佳堆砌和降低玻璃态或次晶微区的含量。
• 四、微相分离结构的影响
聚氨酯的特殊性能来源于其明显的微相分离结构,不同大分子链的硬段聚 集成晶区,起到了物理交联的作用,提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性能 。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合,因此起到活性填料的作用,是 材料强韧化的根源。影响聚氨酯微相分离的因素很多,包括软硬嵌段的极性 、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品合 成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合,从而导致软段玻璃化 温度的提高和硬段玻璃化温度的减小,缩小了材料的使用温度范围,并使材料 耐热性能下降
• 线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、伸长率大
、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能 好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒 、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂 因此仅用0.025毫米厚的聚氨酯即可满足金属防锈 包装的要求。
• 体型结构的聚氨酯是热固性的强度很高、弹性极佳
、化学稳定性好等，多用于生产硬聚质泡沫塑料、 弹性体、粘合剂及涂料等。
聚氨酯简介
聚氨酯（PU）
目录
1 聚氨酯分子结构及其如何决定性能 2 聚氨酯性能 3 聚氨酯分类 4 聚氨酯用途 5 聚氨酯发展前景
分子结构 • 聚氨酯是含氮杂链聚合物，是聚氨甲酸酯的
简称。工业上生产聚氨酯的主要方法是采用 二异氰酸酯和二元醇缩聚而成，结构如下
硬段结构 软段结构
结构如何决定性能？
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性 保色性很突出，适宜用于户外耐候的磁漆
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、 耐气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚 氨酯涂料可代替油漆，非常耐用，是受人们欢迎的涂料，是很 有发展前途的涂料。
美国是世界上最大的聚氨酯生产国，其产 量占世界的40％左右，也是最大的聚氨酯 消费国
聚氨酯
纤维
橡胶
用途
聚氨酯
聚氨酯
油漆
胶黏剂 聚氨酯
涂料
聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑 料三种。
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少， 常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
聚氨酯橡胶
①混炼型聚氨酯橡胶 ②浇注型聚氨酯橡胶 可作铺装材料，体育场跑道，作弹性地板
分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
混合型聚 氨酯
其他分类方法
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响：
• 一、软段对性能的影响
聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性,并对其低温性能和拉伸性能有 显著的贡献。一般情况下聚酯型聚氨酯弹性体比聚醚型聚氨酯弹性体具有更 好的物理机械性能,而聚醚型聚氨酯具有更好的耐水解性和低温柔顺性能。聚 醚软段具有较低的玻璃化转变温度,因而低温使用范围更广。而聚醚或聚酯软 链段的规整度都能提高其结晶度,因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉强度, 同时也能增加聚合物的滞后特性。
聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材 钢材、铝材等胶合。
全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率 为3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
• 二、硬段对性能的影响
硬段结构基本上是低分子量的聚氨酯基团或聚脲基团,这些基团的性质在很 大程度上决定了弹性体的主链间相互作用以及由微相分离和氢键作用带来的 物理交联结构。
异氰酸酯原料的结构对聚氨酯弹性体的性能起着关键作用,主要是它们庞大 的体积可以引起较大的链间位阻,使材料具有较高的撕裂强度和模量。 Prolingheuer等人比较研究了NDI/聚酯/BDO聚氨酯弹性体性能,证实了这种影 响的存在。此外,Schollenberger的研究表明,MDI的高低对称性将使聚合物具 有一个较高的模量。
• 五、氢键的影响
聚氨酯弹性体在硬段与硬段之间和硬段与软段之间都能形成氢键,室温下 聚氨酯分子中大约75%～95%的NH基都形成了氢键。氢键的作用在于能使聚氨 酯耐受更高的使用温度,使聚氨酯弹性体在较高温度时可以保持橡胶态时的 模量。
聚氨酯的性能
• 聚氨酯的性能取决于链的化学组成，长度，刚性，
交联程度以及连段间的相互作用