聚氨酯化學(xué)資料課件

聚氨酯化學(xué)主講人：王質(zhì)偉聚氨酯化學(xué)主講人：王質(zhì)偉主要內(nèi)容1、聚氨酯概述2、PU樹脂組成3、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、PU分子微觀結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容1、聚氨酯概述一、聚氨酯概述1、定義聚氨酯全稱：聚氨基甲酸酯英文：Polyurethane

聚氨酯結(jié)構(gòu)：

一、聚氨酯概述1、定義一、聚氨酯概述-O-R1-O-+O=C=N-R-N=C=O異氰酸酯H-O-R1-O-H多元醇一、聚氨酯概述-O-R1-O-+O=C=N-R-N=C=O異一、聚氨酯概述2、聚氨酯主要用途

一、聚氨酯概述2、聚氨酯主要用途PU樹脂組成二異氰酸酯活潑氫化合物（聚酯/聚醚，小分子醇，胺類）催化劑溶劑助劑PU樹脂組成二異氰酸酯活潑氫化合物（聚酯/聚醚，小分子醇，胺二異氰酸酯OCN(CH2)6NCO甲苯二異氰酸酯（TDI）二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯（MDI）二環(huán)己基二異氰酸酯（HMDI）異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）1,6-己二異氰酸酯（HDI）二異氰酸酯化合物2,6-TDI2,4-TDI二異氰酸酯OCN(CH2)6NCO甲苯二異氰酸酯（TDI）二TDI-80：80%2,4-TDI，20%2,6-TDITDI-65：65%2,4-TDI，35%2,6-TDITDI-100：100%2,4-TDI，0%2,6-TDITDI-80：80%2,4-TDI，20%2,6-活潑氫化合物含有活潑氫的化合物聚酯多元醇聚醚多元醇小分子二醇

EGBGHGTMP等二胺類活潑氫化合物含有活潑氫的化合物聚酯多元醇聚醚多元醇小分子二醇聚酯多元醇反應(yīng)原理：聚酯多元醇反應(yīng)原理：催化劑需要催化劑的反應(yīng)：NCO/OH，NCO/H2O有機(jī)錫催化劑NCO/OH胺類催化劑NCO/H2O

催化劑需要催化劑的反應(yīng)：NCO/OH，NCO/H2O有機(jī)錫催溶劑DMFTOLIPATSKCYCMEK有機(jī)溶劑必須是氨酯級溶劑，基本上不含水，消耗1mol的NCO所需溶劑的克數(shù)，該值必須大于2500溶劑DMFTOLIPATSKCYCME異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)5、異氰酸酯的自聚反應(yīng)異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)RNHCOOR1nOCN-R-NCO+nHO-R1-OH[-CONH-R-NHCO-OR1-O-]n聚氨酯RNCO+R1-OH反應(yīng)速度：-CH2-OH>-CH-OH異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)RNHCOOR1nO異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)（常溫下快速反應(yīng)）伯胺基：NH2

仲胺基：NHR-NCO+R1-NH2R-NHCONHRR-NCO+R1R2NHR-NHCONR1R2脲取代脲異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)（常溫下快速反應(yīng)）R異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)慢R-NHCOOH快RNH2+CO2RNH2+RNCO快R-NHCONH-R脲2RNCO+H2ORNHCONHR+CO21mol(18g)水與1mol二異氰酸酯（TDI174g或MDI250g）生成1mol（22.4L）CO2空氣中的水分及容器壁附著的水分會(huì)使NCO含量降低，使預(yù)聚體黏度變大甚至凝膠，產(chǎn)生的CO2還會(huì)使容器漲罐。RNCO+H2O異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)慢R-NHCOOH快R異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)RNCO+R1-NHCOO-R2R-NH-C-N-C-OR2OR1O交聯(lián)結(jié)構(gòu)120-140℃異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)RNCO+R1異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)自聚反應(yīng)二聚：2ArNCOAr-NCN-ArCOOMDI、TDI在室溫下可以緩慢產(chǎn)生二聚體，具有鄰位取代基的芳香族異氰酸酯，由于位阻效應(yīng)，在常溫下不能生成二聚體，而MDI由于NCO鄰位無取代基，活性比TDI大，即使無催化劑，室溫也有部分單體緩慢自聚成二聚體。異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)自聚反應(yīng)2ArNCOAr-NCN-ArCOO聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)軟段：大分子多元醇硬段異氰酸酯小分子醇、胺聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)軟段：大分子多元醇硬段異氰酸酯小分子醇、聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)合成工藝一步法預(yù)聚法MDI過量法預(yù)聚系數(shù)預(yù)聚粘度聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)合成工藝一步法預(yù)聚法MDI過量法預(yù)聚系數(shù)聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)一步法聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)一步法聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)聚法多醇+MTEG+MT聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)聚法多醇+MTEG+MT聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)MDI過量法多醇+所有MDIEG聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)MDI過量法多醇+所有MDIEG謝謝大家謝謝大家聚氨酯化學(xué)主講人：王質(zhì)偉聚氨酯化學(xué)主講人：王質(zhì)偉主要內(nèi)容1、聚氨酯概述2、PU樹脂組成3、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、PU分子微觀結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容1、聚氨酯概述一、聚氨酯概述1、定義聚氨酯全稱：聚氨基甲酸酯英文：Polyurethane

聚氨酯結(jié)構(gòu)：

一、聚氨酯概述1、定義一、聚氨酯概述-O-R1-O-+O=C=N-R-N=C=O異氰酸酯H-O-R1-O-H多元醇一、聚氨酯概述-O-R1-O-+O=C=N-R-N=C=O異一、聚氨酯概述2、聚氨酯主要用途

一、聚氨酯概述2、聚氨酯主要用途PU樹脂組成二異氰酸酯活潑氫化合物（聚酯/聚醚，小分子醇，胺類）催化劑溶劑助劑PU樹脂組成二異氰酸酯活潑氫化合物（聚酯/聚醚，小分子醇，胺二異氰酸酯OCN(CH2)6NCO甲苯二異氰酸酯（TDI）二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯（MDI）二環(huán)己基二異氰酸酯（HMDI）異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）1,6-己二異氰酸酯（HDI）二異氰酸酯化合物2,6-TDI2,4-TDI二異氰酸酯OCN(CH2)6NCO甲苯二異氰酸酯（TDI）二TDI-80：80%2,4-TDI，20%2,6-TDITDI-65：65%2,4-TDI，35%2,6-TDITDI-100：100%2,4-TDI，0%2,6-TDITDI-80：80%2,4-TDI，20%2,6-活潑氫化合物含有活潑氫的化合物聚酯多元醇聚醚多元醇小分子二醇

EGBGHGTMP等二胺類活潑氫化合物含有活潑氫的化合物聚酯多元醇聚醚多元醇小分子二醇聚酯多元醇反應(yīng)原理：聚酯多元醇反應(yīng)原理：催化劑需要催化劑的反應(yīng)：NCO/OH，NCO/H2O有機(jī)錫催化劑NCO/OH胺類催化劑NCO/H2O

催化劑需要催化劑的反應(yīng)：NCO/OH，NCO/H2O有機(jī)錫催溶劑DMFTOLIPATSKCYCMEK有機(jī)溶劑必須是氨酯級溶劑，基本上不含水，消耗1mol的NCO所需溶劑的克數(shù)，該值必須大于2500溶劑DMFTOLIPATSKCYCME異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)5、異氰酸酯的自聚反應(yīng)異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)RNHCOOR1nOCN-R-NCO+nHO-R1-OH[-CONH-R-NHCO-OR1-O-]n聚氨酯RNCO+R1-OH反應(yīng)速度：-CH2-OH>-CH-OH異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)1、異氰酸酯與羥基的反應(yīng)RNHCOOR1nO異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)（常溫下快速反應(yīng)）伯胺基：NH2

仲胺基：NHR-NCO+R1-NH2R-NHCONHRR-NCO+R1R2NHR-NHCONR1R2脲取代脲異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)2、異氰酸酯與胺基的反應(yīng)（常溫下快速反應(yīng)）R異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)慢R-NHCOOH快RNH2+CO2RNH2+RNCO快R-NHCONH-R脲2RNCO+H2ORNHCONHR+CO21mol(18g)水與1mol二異氰酸酯（TDI174g或MDI250g）生成1mol（22.4L）CO2空氣中的水分及容器壁附著的水分會(huì)使NCO含量降低，使預(yù)聚體黏度變大甚至凝膠，產(chǎn)生的CO2還會(huì)使容器漲罐。RNCO+H2O異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)3、異氰酸酯與水的反應(yīng)慢R-NHCOOH快R異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)RNCO+R1-NHCOO-R2R-NH-C-N-C-OR2OR1O交聯(lián)結(jié)構(gòu)120-140℃異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)RNCO+R1異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)自聚反應(yīng)二聚：2ArNCOAr-NCN-ArCOOMDI、TDI在室溫下可以緩慢產(chǎn)生二聚體，具有鄰位取代基的芳香族異氰酸酯，由于位阻效應(yīng)，在常溫下不能生成二聚體，而MDI由于NCO鄰位無取代基，活性比TDI大，即使無催化劑，室溫也有部分單體緩慢自聚成二聚體。異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)自聚反應(yīng)2ArNCOAr-NCN-ArCOO聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)軟段：大分子多元醇硬段異氰酸酯小分子醇、胺聚氨酯分子的微觀結(jié)構(gòu)軟段：大分子