聚氨酯材料

高弹性聚氨酯嵌缝胶
可操作时间
不小于3小时
表干时间
不大于12小时
流平性
5ºC自流平
断裂伸长率
不小于500％
拉伸强度
不小于0.2MPa
压缩恢复率
不小于97％
建筑、汽车、道路伸缩缝密封
耐穿刺快速发泡救生器材
无泄漏漂浮材料 混合粘度低 发泡速度快 密度小 强度高储存时间长和阻燃性能好。
形状记忆材料
2.高压法 反应温度: 40°C～120°C 反应压力: 10 ~ 50 atm
3.低压法产率： 85％ 高压法产率: 95~98%
高压法合成异氰酸酯的优点
异氰酸酯产率高 高 压 时 光 气 为 液 态 ， HCl 为 汽 态 ，
HCl排除中不含光气，操作安全。 可以用低沸点溶剂作为反应介质，与
（1）涂层在使用温度下具有粘弹性； （2）可以吸收多重频率振动； （3）与钢板粘接性好； （4）耐摩性优良； （5）耐温范围宽； （6）耐候性好； （7）防腐
反应性聚氨酯热溶胶
施胶温度
105ºC
粘接强度（涤纶布／涤纶布） 0.6MPa
剪切强度
0.9MPa
长期使用温度
90ºC
应用领域：旅游用品、服装、书籍装订等。
产物分离简单。 对设备要求苛刻。
四、聚氨酯成型反应
反应基本配方
聚醚多元醇（分子量3000，官能度3）： 100
扩链剂（MOCA，分子量267，官能度2）： 15
填料（陶土、滑石粉等）：
35
防老剂（抗氧剂、紫外线吸收剂）：
2
催化剂（二月桂酸二丁基锡）：
0.5
TDI（分子量1H2-CH2-CH2-O 四氢呋喃链节 OCNH 氨基甲酸酯链节 -Ф-CH2-Ф MDI苯环链节
聚氨酯泡沫塑料
主要参考书
教材（参考书）名称 高分子材料 高分子材料
高分子材料概论
出版社 化学工业出版社
作者
黄丽
版次 出版年月
第一版
2005
哈尔滨工业大学出版社 冯孝中
第一版
2007
1.各种矫形、保形用品。
2.使用过程中容易变形的制 品，如领带、腰带、衣料衬 里、垫肩、坐垫等。
3.湿气渗透性的布料。
4.填充材料和密封材料。
5.形状记忆涂料。
6.制造内腔模型，异型、异径件的 连接器件，管道及复杂形状物体 的衬里与包覆。
7.小型发动机上与阻气阀连在一起 的启动杆，火灾报警器等的连接 装置。
——沥青地基铺设
塑胶跑道铺设过程
——塑胶面层铺设
球场——篮／网／排／羽毛／乒乓等球场
足球场——PP／PA人造草
聚氨酯树脂及其应用
聚氨酯隔音降噪密封胶
作用：密封隔音降噪 材料特征： （1）粘接强度高 （2）内含空心玻璃微珠 （3）具有粘弹性 应用:车辆,交通,建筑等行业
车辆阻尼涂料特点
中国石化出版社
韩冬冰
第一版
2006
高分子概论
化学工业出版社
代丽君
第一版
2006
五、加工过程中的化学反应
六、聚氨酯弹性体的结构
七、聚氨酯弹性体的性能
耐温性 耐摩性 耐溶剂 耐冲击 弹性 耐臭氧老化 低温低频绝缘性 生物相容性
八、聚氨酯加工
1.原料合成工艺
预聚物合成工艺 色浆合成工艺
2.塑胶跑道现场铺设过程——排水系
统
塑胶跑道铺设过程
——夯实地基
塑胶跑道铺设过程
——应力作用下聚氨酯软段可从无定形态向 结晶态转变的一类材料
F＝0
剪切强度 MPa
强硬型
强韧型
应变％ 弱韧型
关键技术
应力相转变聚氨酯材料合成研制
聚氨酯封端技术研究 ——减少固化过程中，环境因素对
密封胶性能的影响
软段应力结晶聚氨酯体系
硬段： MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯） OCN-Ф-CH2-Ф-NCO HDI(1,6己二异氰酸酯)
TDI的合成
TDI(100)的合成 TDI(63/35)的合成 TDI(80/20)的合成
甲苯硝化反应
1次硝化 25％硝酸＋55硫酸 35°C～45°C
2次硝化 60％硝酸＋30％硫酸 35°C～45°C
光气化反应
1.低压法 反应温度: 20°C～70°C 反应压力: 常压（1atm）
（强硬类型聚氨酯密封胶）
性能
单位
粘接强度
MPa
伸长率
％
硬度（邵氏A） 度
指标 不小于 23 不小于15 不小于90
资料来源：美国道康宁公司资料
材料存在主要问题
一般聚氨酯材料的分子结构 强度好＝模量高＝弹性差 弹性好＝模量低＝强度低 项目要求的PU性能： 强度好、初始模量低、断裂强度高
应力相变新型聚氨酯材料
O＝C＝N－CH2－CH2－CH2－CH2－CH2－CH2－N＝C＝O
软段应力结晶聚氨酯体系
软段： 采用能够应力诱导结晶的高分子结构 PTFＥ（polytetrahyrofuran glycol） 聚己内酯二醇 聚己二酸丁二醇酯二醇 聚丁二烯二醇等
PTHF/MDI体系密封胶链结构
-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O OCNH-Ф-CH2-Ф-NHCO-
８.玩具
低模量高强度聚氨酯材料
强度弱韧性好类密封胶 ——防水、防尘、隔音
项目
最大拉伸强 度 最大伸长率 弹性恢复率 剥离强度
单位 MPa
％ ％ N/mm
指标 不小于0.2
不小于300 不小于90 不小于0.7
资料来源：孙禹,张广艳,孔宪志,祝铁军,王致禄 ，黑龙江石油化学研 究所，单组份聚氨酯弹性密封胶的研究，化学与粘合，16卷第1期。
聚氨酯材料
Polyurethane (PU)
聚氨酯——分子主链中含有重复 的氨基甲酸酯链节的一类聚合物
聚氨酯材料
为客户定制的材料
一、基本原料
1.异氰酸酯组分
甲苯二异氰酸酯（TDI） 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）
2.活泼氢组分
聚醚多元醇 聚酯多元醇 小分子二元醇和胺
二、聚氨酯基本化学反应
三、聚氨酯关键技术 ——异氰酸酯的合成