聚氨酯橡胶综合概述PPT(37张)
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应注射成型、压延等
浇注成型是将PU 胶料 l入用空气或液体加热的模具，此时模具型腔尺寸可按工件尺寸加 放1～2％ 。对于PU弹性橡胶垫及有些常用的PU橡胶专用零件，可直接浇注或压胶成型 模压技术用液体或气体代替刚性凸或凹模，不仅简化了传统模具，而且还船生产各种复 杂模压零件，适于中、小批量生产或单件试制 注射成型是TPU橡胶最主要的加工力法，技术和设备上进一步改进了液压系统，提高了 节能水平，并开发出大批大型、微型、精密型机种和专用及特种机器 吹塑成型技术和设备的进展是开发了多腔体、多模头、多层共吹塑 压延加工技术能使PU橡胶板材厚度达到所需尺寸
有必 要
聚氨酯的技术 进展
合成工艺过程
加工方法及设备
聚氨酯橡胶的基本生产原料
a．聚异氰酸酯
b．多官能度 长链活性氢化物 c。多官能度短 链活性氢化物 这是形成软链 段的长链多元 醇或长链多胺的 化合物。其官能度 一般为2～3，反应 当量为300~5000
该氢化物的分 子量的一般在 350以下，与 二异氰酸酯反应 而形成硬链段 和交联点
其 他 辅 助 材 料
聚氨酯橡胶系统原料的制造
a．一步法系统原料将基本原料混合后直接制造成型品。一般为活性氢成分和异氰酸酯
成分的两成分系统
b．预聚物系统原料对长链活性氢化物和过剩的异氰酸酯进行反应，制造末端基为
NCO的预聚物，
c．假预聚物系统原料这是对聚异氰酸酯进行部分改性，成为适于液体反应成型NCO
一般分类
聚氯酯橡胶与其他PU 弹性 体的不同之处
和所有的聚氨酯弹性体一样，聚氨酯橡胶由3种主要成分组成：多元醇、异 氰酸酯和扩链剂。多元醇为聚四亚甲基乙二醚或聚己二酸酯。对于异氰酸酯来 说，有各种各样适用的芳香族或脂肪族异氰酸酯可供选择，扩链剂可以是乙二 醇、丁二醇、单烯丙基甘油醚、三羟甲基丙烷单丙烯基醚甚至是水l 。一般来 说．聚氨酯弹性体是通过Nc0基团和与Nc0反应的基团(OH 基)进行化学等当量 反应来生产的 浇注型聚氨酯预聚体是通过多元醇与过量异氰酸酯反应制得的，这样就可以 保证在加工过程中预聚体为液态。然后，在加工的最后阶段将材料与扩链剂混 合以达到化学等当量。 热塑性聚氨酯大多数是通过加人与多元醇中OH 基数量相比略为过量的异氰 酸酯(NCO)以及扩链剂经过一步反应生产出来。 生产混炼型聚氨酯橡胶时要求异氰酸酯的用量略为不足，以保证胶料处于可 混炼状态。因此．聚氨酯橡胶在使用时必须经过进一步的交联或硫化过程
聚氨酯橡胶
聚氨酯
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。 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。
前言
聚氨酯橡胶被定义为聚合物
主链上具有氨基甲酸酯键的 弹性体物质，但实际上指由 聚异氰酸酯与活性氢化物反 应生成的弹性体，聚脲等主 链上不带氨基甲酸酯的多数 也被纳入该范畴。
硫化体系
硫化剂有异氰酸酯、过氧化物和硫磺三类：异氰酸酯类硫化剂的常用
1950年，I．G．公司下属的Bayer公司发表了聚氨酯弹性体
40年代
50年代
1952年，发表了软质聚氨酯泡沫 5O年代中期MiJler等开发了容易加工成型的浇注型聚 氨酯橡胶 50年代后期，杜邦公司的Athey等开发了聚氨酯尿素 类的浇注型聚氨酯橡胶 1958年Goodrich公司的shollenberger发表了以分子设 计方法完成的热塑性聚氨酯橡胶Estane VC 1962年Mobay化学公司发表了末端基为 NCO的TPu，其商品名为Texi 60年代初期开发了由连续发泡机和 连续固化装置等组成的聚氨酯泡沫连续生产线
通过采用各种各样的聚氨酯橡胶，可能获得以下各项性能： 机械性能。例如，耐磨性和拉伸强度比所有已知的天然橡
胶或合成橡胶好得多； 硬度范围从25A到60D不等； 耐油性和耐燃油性好于NBR或HNBR； 气体渗透性低。可以和丁基橡胶媲美； 耐臭氧性与EPDM 相当； 耐110℃ 高温。问歇耐高温可达150℃ ； 低温柔性可以达到一55℃ 。
PU橡胶混炼加工设备主要有： 连续混炼设备，包括单螺杆挤出机，
双螺杆挤出机、盘式无螺杆挤出机和带转子连续混炼挤出机； 间歇混
炼设备包括密炼机、开炼机等。
聚氨酯橡胶的种类
结构分类 交联可挠链构 成聚合物 交联链段化聚 合物 交联聚氨酯离 聚物 化学交联
线性链段化聚 合物
物理交联
线性聚氨酯离 聚物
4由反应成型制造聚氯酯橡胶制品
采用将活性氢成分和异氰酸酯共同搅拌混合、注模固化的方法，可制造许多聚氨酯橡胶 制品 该法使用图(a)所示的低压混合机和图(b)所示的高压混合机 高压混合机，通过图6 所示的冲撞混台机构用于高速反应系统。需要后硫化成型品可用烘箱进行热处理
பைடு நூலகம்
加工方法及设备
PU橡胶适用于下列加工技术： 浇注、模压、注射、挤出、吹塑、反
目录
发展历史 技术进展 种类，硫化体系 与其他PU弹性体不同之处 性能与物性
技术进展老化与稳定，应用
生产厂商
发展历史
30年代
1937年：Bayer等通过二异氰酸酯与二元醇或 =胺加成聚合合成了聚氨酯和聚脲
1940年，I．G．公司的Schlack用HID等 二异氰酸酯对末端为羟基的脂肪族聚酯进行连结 而制得线性聚合物
含量和液体性能的物质
d．由异氰酸酯连结的可挠链聚合物曲长链活性氢化物与二异氰酸酯进行本体聚合或
溶液聚合制得
e．链段化聚合物 由长链活性氢化物和短链活性氢化物进行反应制得。
PU橡胶的合成
过程
1 异氰酸酯 的反应
PU橡胶的合成以异氰酸酯 反映为基础， 一般先制备 分子量较低的预聚体，经 扩链、交联反应制得硫化 橡胶。 2 聚氨酯橡 链形成 3链段化聚合 物的生成
60年代
尔后，以往成型困难的超高速固化聚氨酯脲和聚脲的装置问世，使成型周期显著缩短。
聚氨酯橡胶到底还有没有存在的必要
近几年来，我们已经目睹了新型特种聚合物的巨大发展，例如，氢化丁腈橡胶
(HNBR)，氯醚橡胶(E O)，新型过氧化物硫化氟橡胶及其他橡胶。我们有了广 阔的选择余地？那聚氨酯橡胶是否不需要了呢？答案是否定的。
浇注成型是将PU 胶料 l入用空气或液体加热的模具，此时模具型腔尺寸可按工件尺寸加 放1～2％ 。对于PU弹性橡胶垫及有些常用的PU橡胶专用零件，可直接浇注或压胶成型 模压技术用液体或气体代替刚性凸或凹模，不仅简化了传统模具，而且还船生产各种复 杂模压零件，适于中、小批量生产或单件试制 注射成型是TPU橡胶最主要的加工力法，技术和设备上进一步改进了液压系统，提高了 节能水平，并开发出大批大型、微型、精密型机种和专用及特种机器 吹塑成型技术和设备的进展是开发了多腔体、多模头、多层共吹塑 压延加工技术能使PU橡胶板材厚度达到所需尺寸
有必 要
聚氨酯的技术 进展
合成工艺过程
加工方法及设备
聚氨酯橡胶的基本生产原料
a．聚异氰酸酯
b．多官能度 长链活性氢化物 c。多官能度短 链活性氢化物 这是形成软链 段的长链多元 醇或长链多胺的 化合物。其官能度 一般为2～3，反应 当量为300~5000
该氢化物的分 子量的一般在 350以下，与 二异氰酸酯反应 而形成硬链段 和交联点
其 他 辅 助 材 料
聚氨酯橡胶系统原料的制造
a．一步法系统原料将基本原料混合后直接制造成型品。一般为活性氢成分和异氰酸酯
成分的两成分系统
b．预聚物系统原料对长链活性氢化物和过剩的异氰酸酯进行反应，制造末端基为
NCO的预聚物，
c．假预聚物系统原料这是对聚异氰酸酯进行部分改性，成为适于液体反应成型NCO
一般分类
聚氯酯橡胶与其他PU 弹性 体的不同之处
和所有的聚氨酯弹性体一样，聚氨酯橡胶由3种主要成分组成：多元醇、异 氰酸酯和扩链剂。多元醇为聚四亚甲基乙二醚或聚己二酸酯。对于异氰酸酯来 说，有各种各样适用的芳香族或脂肪族异氰酸酯可供选择，扩链剂可以是乙二 醇、丁二醇、单烯丙基甘油醚、三羟甲基丙烷单丙烯基醚甚至是水l 。一般来 说．聚氨酯弹性体是通过Nc0基团和与Nc0反应的基团(OH 基)进行化学等当量 反应来生产的 浇注型聚氨酯预聚体是通过多元醇与过量异氰酸酯反应制得的，这样就可以 保证在加工过程中预聚体为液态。然后，在加工的最后阶段将材料与扩链剂混 合以达到化学等当量。 热塑性聚氨酯大多数是通过加人与多元醇中OH 基数量相比略为过量的异氰 酸酯(NCO)以及扩链剂经过一步反应生产出来。 生产混炼型聚氨酯橡胶时要求异氰酸酯的用量略为不足，以保证胶料处于可 混炼状态。因此．聚氨酯橡胶在使用时必须经过进一步的交联或硫化过程
聚氨酯橡胶
聚氨酯
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。 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。
前言
聚氨酯橡胶被定义为聚合物
主链上具有氨基甲酸酯键的 弹性体物质，但实际上指由 聚异氰酸酯与活性氢化物反 应生成的弹性体，聚脲等主 链上不带氨基甲酸酯的多数 也被纳入该范畴。
硫化体系
硫化剂有异氰酸酯、过氧化物和硫磺三类：异氰酸酯类硫化剂的常用
1950年，I．G．公司下属的Bayer公司发表了聚氨酯弹性体
40年代
50年代
1952年，发表了软质聚氨酯泡沫 5O年代中期MiJler等开发了容易加工成型的浇注型聚 氨酯橡胶 50年代后期，杜邦公司的Athey等开发了聚氨酯尿素 类的浇注型聚氨酯橡胶 1958年Goodrich公司的shollenberger发表了以分子设 计方法完成的热塑性聚氨酯橡胶Estane VC 1962年Mobay化学公司发表了末端基为 NCO的TPu，其商品名为Texi 60年代初期开发了由连续发泡机和 连续固化装置等组成的聚氨酯泡沫连续生产线
通过采用各种各样的聚氨酯橡胶，可能获得以下各项性能： 机械性能。例如，耐磨性和拉伸强度比所有已知的天然橡
胶或合成橡胶好得多； 硬度范围从25A到60D不等； 耐油性和耐燃油性好于NBR或HNBR； 气体渗透性低。可以和丁基橡胶媲美； 耐臭氧性与EPDM 相当； 耐110℃ 高温。问歇耐高温可达150℃ ； 低温柔性可以达到一55℃ 。
PU橡胶混炼加工设备主要有： 连续混炼设备，包括单螺杆挤出机，
双螺杆挤出机、盘式无螺杆挤出机和带转子连续混炼挤出机； 间歇混
炼设备包括密炼机、开炼机等。
聚氨酯橡胶的种类
结构分类 交联可挠链构 成聚合物 交联链段化聚 合物 交联聚氨酯离 聚物 化学交联
线性链段化聚 合物
物理交联
线性聚氨酯离 聚物
4由反应成型制造聚氯酯橡胶制品
采用将活性氢成分和异氰酸酯共同搅拌混合、注模固化的方法，可制造许多聚氨酯橡胶 制品 该法使用图(a)所示的低压混合机和图(b)所示的高压混合机 高压混合机，通过图6 所示的冲撞混台机构用于高速反应系统。需要后硫化成型品可用烘箱进行热处理
பைடு நூலகம்
加工方法及设备
PU橡胶适用于下列加工技术： 浇注、模压、注射、挤出、吹塑、反
目录
发展历史 技术进展 种类，硫化体系 与其他PU弹性体不同之处 性能与物性
技术进展老化与稳定，应用
生产厂商
发展历史
30年代
1937年：Bayer等通过二异氰酸酯与二元醇或 =胺加成聚合合成了聚氨酯和聚脲
1940年，I．G．公司的Schlack用HID等 二异氰酸酯对末端为羟基的脂肪族聚酯进行连结 而制得线性聚合物
含量和液体性能的物质
d．由异氰酸酯连结的可挠链聚合物曲长链活性氢化物与二异氰酸酯进行本体聚合或
溶液聚合制得
e．链段化聚合物 由长链活性氢化物和短链活性氢化物进行反应制得。
PU橡胶的合成
过程
1 异氰酸酯 的反应
PU橡胶的合成以异氰酸酯 反映为基础， 一般先制备 分子量较低的预聚体，经 扩链、交联反应制得硫化 橡胶。 2 聚氨酯橡 链形成 3链段化聚合 物的生成
60年代
尔后，以往成型困难的超高速固化聚氨酯脲和聚脲的装置问世，使成型周期显著缩短。
聚氨酯橡胶到底还有没有存在的必要
近几年来，我们已经目睹了新型特种聚合物的巨大发展，例如，氢化丁腈橡胶
(HNBR)，氯醚橡胶(E O)，新型过氧化物硫化氟橡胶及其他橡胶。我们有了广 阔的选择余地？那聚氨酯橡胶是否不需要了呢？答案是否定的。