聚氨酯彈性體合成的原料及制備方法

1、聚氨酯彈性體合成的原料及制備方法聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的高分子。它是由異氰酸脂單體和含活潑氫的化合物逐步聚合而成。由于聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中存在大量的極性鍵，以及分子間穩(wěn)定的氫鍵，因此聚氨酯具有許多優(yōu)異的性能，尤其是物理機(jī)械性能好，耐磨，附著能力強(qiáng)，優(yōu)良的耐高溫、低溫性能，耐腐蝕性優(yōu)良，電性能良好等等。聚氨酯的用途十分廣泛：可用于制造彈性纖維、彈性體、涂料、膠黏劑、軟、硬泡沫塑料、人造革等等。隨著科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展，聚氨酯彈性體的性能不斷得到提升，新產(chǎn)品層出不窮，廣泛應(yīng)用在國防、航天、石油、醫(yī)療、體育、建材等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。透明聚氨酯彈性體通常由低聚物多元醇、二異氰酸酯和醇

2、類擴(kuò)鏈劑反應(yīng)合成，有出色的耐介質(zhì)、耐環(huán)境性能,相容性好，對多種基材粘接性強(qiáng)，在機(jī)械、建筑、汽車制造、醫(yī)藥以及航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。透明聚氨酯彈性體的研究多集中于以4,4-二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、1, 6 - 己二異氰酸酯(HDI)和異氟而酮二異氰酸酯(IPDI)等作為硬段的聚氨酯彈性體。環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)是典型的不變黃脂肪(環(huán))族異氰酸酯, 因結(jié)構(gòu)中含有六元環(huán),其耐熱性較普通脂肪族異氰酸酯有較大提高，同時由于結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán),耐環(huán)境性能優(yōu)異。1、聚氨酯彈性體合成的原料（1）二異氰酸酯：脂肪族和脂環(huán)族二異氰酸脂(簡稱ADI)制備的聚氨酯材料具有優(yōu)良的

3、機(jī)械性能、突出的化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的耐候性，被廣泛的用作工業(yè)和汽車聚氨酯涂料。脂肪族異氰酸酯主要包括:六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、2，2，4一三甲基己二異氰酸酯(TMDI)、四甲基間二甲苯基二異氰酸脂(TMXDI)、間二亞甲基苯二異氰酸脂(XDI);脂環(huán)族異氰酸酯主要包括:3一異氰酸甲基一環(huán)己烷二異氰酸酯(IPDI)、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸脂(H12MDI)、甲基環(huán)己烷二異氰酸脂(HTDI)等。其中HDI、IPDI和H12MDI為最常用的3種ADI。（2）羥基組分：合成聚氨酯樹脂中大約90%的多元醇為聚醚多元醇。這類多元醇以含活潑氫起始劑，如乙二醇、一縮乙二醇。乙二胺、三乙醇胺等，在催

4、化劑的作用下，由含氧化合物，如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧乙烷、四氫呋喃等開環(huán)聚合而成。聚醚多元醇耐堿、耐水性好，粘度較低，是制備無溶劑或高固體份涂料的重要原料。由于醚鍵的柔韌性，使涂膜的低溫性能優(yōu)異。但在紫外線照射下，聚醚易氧化形成過氧化物，制得的涂膜戶外耐久性欠佳。常用的聚醚多遠(yuǎn)純有三羥基聚氧化丙醚。二氧化聚羥基乙醚。聚四氫呋喃二醇等。2、聚氨酯彈性體的制備方法從制備的工藝流程來分聚氨酯彈性體的制備分為一步法、二步法（預(yù)聚體法）、半預(yù)聚體法。（1）一步法一步法：是將聚合物多元醇、二異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑放在一起，經(jīng)充分混合后澆入模具中加熱固化，待尺寸穩(wěn)定后再進(jìn)行硫化的一種方法。 一步法合成的CPUR一般物性不

5、佳，只有在聚合物多元醇類的羥基數(shù)2時，或多異氰酸酯的-NCO數(shù)2時，用一步法合成最合適，如軟泡沫塑料和硬泡沫塑料等，都是采用一步法。聚合物多元醇及多異氰酸酯的羥基數(shù)都等于2的原料，最好采用預(yù)聚法來合成CPUR。（2）二步法（預(yù)聚體法）二步法（預(yù)聚體法），是澆注型PU彈性體（CPU）最傳統(tǒng)的工藝，工藝成熟。由于經(jīng)過預(yù)聚，分子鏈規(guī)整性好，制品力學(xué)強(qiáng)度高，也比較容易進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。整個方法主要包含兩個步驟。第一步，合成預(yù)聚體。二元羥基化合物與過量的二元異氰酸酯反應(yīng)，生成兩端皆為NCO基團(tuán)的加成物。這種加成物稱為預(yù)聚體。第二步，預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。3、半預(yù)聚體法半預(yù)聚體法是介于預(yù)聚體法和一步法間的一種方法，即將預(yù)聚物中的一部分聚合多元醇轉(zhuǎn)移到擴(kuò)鏈體系中去，與擴(kuò)鏈劑組成另一組分，這一點(diǎn)與預(yù)聚物法是相似的，另一組分則由擴(kuò)鏈劑及補(bǔ)加聚合多元醇組成。唯一不同的是這種預(yù)聚物的游離異氰酸酯含量較高，一般為12% 15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，是指在預(yù)聚物合成時-NCO/-OH遠(yuǎn)大于2，得到端異氰酸酯和異氰酸酯的混合物，游離的異氰酸酯在組分中相當(dāng)于溶劑，降低了組分粘度，有利于計(jì)量和混合；游離的異氰酸酯數(shù)比一步法低得多，因