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關于聚氨酯化學與工藝第1頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三教學目的及要求通過本章的學習,了解聚氨酯材料制備所用原料規(guī)格、種類及相關指標,重點了解聚合物多元醇種類及常用品種,異氰酸酯種類及常用品種,固化劑種類及品種,以及催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等相關助劑的種類及各自的特性。第2頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

基本原料

聚氨酯樹脂主要的原料是含異氰酸酯基(NCO)的多異氰酸酯(isocyanate)和含活潑氫的聚醚(ployetherployol)與聚酯多元醇(polyesterployol)。將以上兩種基本原料進行化學改性,這種改性的多元醇中間體,可制成具有特殊工藝和特殊物理性能的聚氨酯樹脂,從而增加聚氨酯品種與應用領域。除以上原料外,聚氨酯樹脂產品廣泛采用催化劑、交聯(lián)劑、擴鏈劑、發(fā)泡劑等助劑,可通過聚氨酯樹脂生產工藝、降低成本,延長使用壽命,增加品種等。第3頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第4頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第一節(jié)有機異氰酸酯一、結構特點

在分子結構中含有異氰酸酯基團(-N=C=O)的化合物,均稱為異氰酸酯(isocyanate),其結構通式如下:

R-(NCO)n

式中R為烷基、芳基、脂環(huán)基等;n=1、2、3….整數(shù)。在聚氨酯材料合成中,主要使用n≥2的異氰酸酯化合物。第5頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(2)異氰酸酯結構二、異氰酸酯的分類

(Bayer公司產品示例)(1)異氰酸酯基團數(shù)量第6頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(3)通用型有機異氰酸酯(TDI,MDI)(4)是否黃變

1、非黃變型異氰酸酯

a.亞甲基型(XDI,TMXDI)

b.脂肪族和脂環(huán)族(HDI,TMHDI,HTDI)

2、黃變型異氰酸酯芳香族異氰酸酯(TDI、MDI、PAPI)第7頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三三、重要的異氰酸酯1)甲苯二異氰酸酯(toluenediisocyanate,TDI)第8頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

甲苯二異氰酸酯是最早在聚氨酯材料中使用的異氰酸酯。因其有兩個異氰酸酯基團在苯環(huán)上所處的位置不同,它有2,4-甲苯二異氰酸酯和2,6-甲苯二異氰酸酯兩種異構體。

分子量:174.2

當量:87.1

官能度:f=2第9頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三TDI的規(guī)格、物性和質量指標規(guī)格T-100T-80T-65相對分子量174.2174.2174.2密度(20℃)/g/cm31.221.221.22沸點/℃251251251純度/%≥99.599.699.52,4-體含量/%≥97.580±265±22,6-體含量/%≤2.520±235±2NCO含量%48.348.348.3蒸汽壓(20℃)/Pa約1.33約1.33約1.33主要用途彈性體C.A.S.E.F軟泡、粘合劑等目前商業(yè)產品有3種規(guī)格甲苯二異氰酸酯:第10頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三①T-65為2,4-TDI和2,6-TDI兩種異構體比例為(65±2)%和(35±2)%的混合體,它主要用于生產軟質聚氨酯泡沫塑料。②T-80為2,4-TDI和2,6-TDI兩種異構體比例為(80±2)%和(20±2)%的混合體,它主要用于聚氨酯泡沫塑料以及其他聚氨酯產品的生產,是產量最高、用量最大的甲苯二異氰酸酯。第11頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三③T-100為2,4-TDI含量大于95%的產品,其2,6-TDI含量甚微,主要用于聚氨酯橡膠、涂料、纖維等對性能要求較高的產品。第12頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

純MDI商品是白色至淺黃色固體。其主要化學結構為4,4’-MDI,此外它還有另外兩種異構體:2,4’-MDI和2,2’-MDI。2)二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(MDI)第13頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(4,4-diphenylmethanediisocyanate,MDI)是繼TDI以后發(fā)展起來、極其重要的有機異氰酸酯。由于它含有兩個苯環(huán),分子量比TDI大,產品揮發(fā)性較小,蒸氣壓較低,對人體毒性相對較小,有利于工業(yè)安全防護,故很受聚氨酯工業(yè)的歡迎。

與TDI相比,MDI具有反應速度快、安全系數(shù)較高、節(jié)能環(huán)保、產品多樣化等優(yōu)點。

分子量:250當量:125官能度:f=2

Bayer公司MDI指標第14頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3)多苯基甲烷多異氰酸酯(PAPI)

第15頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

多苯基甲烷多異氰酸酯(polyphenylmethanepolyisocyanate,PAPI)是褐色透明狀液體,實際上它是含有不同官能度的多異氰酸酯混合物。目前國內外許多廠家和生產都又稱其為聚合MDI或粗品MDI。通常要求MDI應占混合物總量的50%左右。主要用于制備聚氨酯硬質泡沫塑料、防水材料等制品。第16頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三產品牌號外觀-NCO含量/%粘度(25℃)/mPa·s特點及典型應用日本聚氨酯工業(yè)株式會社MillionateMR-100MillionateMR-200MillionateMR-300MillionateMR-400褐色液體褐色液體褐色液體褐色液體30.0~32.030.0~31.530.0~31.529.0~31.0100~250100~250129~300400~700反應性較高,噴涂成型,合成木材典型反應活性,一般硬泡、半硬泡典型反應活性,一般硬泡、半硬泡高官能度,特殊硬泡BayerAGDesmodur44V10Desmodur44V20Desmodur44V4030.0~32.030.0~32.030.0~32.0110~150160~240350~450硬質泡沫硬泡及彈性體硬泡及彈性體BASFWyandotteCorporationLupranateM10LupranateM20LupranateM205Lupranate200褐色液體褐色液體褐色液體褐色液體31.731.431.430.0602002002000PAPI典型產品規(guī)格第17頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三產品牌號外觀-NCO含量/%粘度(25℃)/mPa·s特點及典型應用煙臺萬華集團PM-100PM-130PM-200PM-300PM-400棕色液體棕色液體棕色液體棕色液體棕色液體30.0~32.030.5~32.030.5~32.030.0~32.030.0~32.0100~250100~150150~250250~350350~700通用硬泡、保溫材料結構泡沫、自結皮泡沫硬泡保溫材料硬泡保溫材料、異氰脲酸酯泡沫高粘度、高官能度(f=2.9~3.0)日本UpjohnPAPIPAPI-135PAPI-901Isonate580褐色液體褐色液體褐色液體31.531.131.130.025020080580各種硬泡噴涂硬泡、高密度合成材料半硬泡、硬泡、微孔彈性體硬泡、異氰脲酸酯泡沫第18頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4)液化MDI

液化MDI是經過液化改性的MDI,它克服了純MDI的一些缺陷,也為MDI基聚氨酯材料性能的提高和改善提供了在MDI原料上進行大范圍改性的基礎。液化MDI改性方法有如下幾種:

①氨基甲酸酯(urethane)改性的液化MDI。②碳化二亞胺(carbodiimide)和脲酮亞胺(uretonimine)型改性液化MDI③摻合型液化MDI(產品舉例)第19頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三產品名稱-NCO含量/%粘度(25℃)/mPa*s典型用途Coronate-104022.6~23.6400~600RIM,冷熟化,自結皮泡沫Coronate-104125.5~26.5120~140RIM保險杠制品Coronate-104325.6~26.6140~180RIM,冷熟化,自結皮泡沫Coronate-104622.6~23.6500~1600高硬度RIM保險杠制品Coronate-105022.6~23.6400~800RIM,冷熟化,自結皮泡沫Millionate-MR-P28.0~28.5250~500阻燃型硬質泡沫塑料日本聚氨酯工業(yè)(株)液化MDI產品規(guī)格第20頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三碳化二亞胺、脲酮亞胺改性液化MDI典型規(guī)格產品名稱外觀(25℃)-NCO含量/%粘度(25℃)/mPa*s典型用途日本聚氨酯工業(yè)株式會社MillionateMTL棕黃色液體28.0~30.0<100噴涂成型,增強反應噴涂成型MillionateMTL-C淺黃色液體27.5~29.5<80工業(yè)結構泡沫體Coronate淺黃色液體25.5~27.5<200彈性體煙臺萬華聚氨酯股分有限公司MDI-100LL淺黃色液體28.0~30.0≤60微孔PU彈性體,自結皮軟泡MDI-100HL淺黃色液體28.0~30.0≤60微孔PU彈性體,自結皮軟泡第21頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三1998年我國異氰酸酯生產能力,10kt/a

生產廠生產能力備注MDI煙臺萬華集團2.0常州合成化工廠o.2重慶長風化工廠0.15大連染料廠0.10上海中聯(lián)化工廠0.05合計生產能力25kt/a上海華誼集團公司26.00由BASF、Hunstman、ICI、NPU及國內5家合資,2004年投產遼寧慶陽化學公司4.0在建淮陰電化廠2.0擬建九江石油化工廠4.0擬建TDI銀光化學工業(yè)公司2.01990年已投產太原化學工業(yè)公司2.0上海吳淞化工廠1.0河北滄州化工廠2.0上海華誼集團公司13.02004年投產第22頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三5)其它異氰酸酯①.六亞甲基二異氰酸酯(1,6-hexamethylenediisocyanate,HDIOCN-(CH2)6-NCO

屬于不變黃脂肪族二異氰酸酯,其特點為是制成的聚氨酯光穩(wěn)定性好。一般是將HDI與水反應制成縮二脲二異氰酸酯使用。第23頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三②.氫化TDI

氫化TDI,學名為甲基環(huán)已基二異氰酸酯(methyl-cyclohexanmethylenediisocyanate),簡寫為HTDI,其對光的作用,不會產生黃變的生色基團,沸點為87~90℃(133.32Pa),結構式如下:第24頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三③.氫化MDI(4,4-dicyclohecylmethanediisocyanate)

二環(huán)已基甲烷二異氰酸酯(簡稱HMDI)是脂環(huán)系異氰酸酯,屬不變黃異氰酸酯?;Y構式如下:第25頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三④.異佛爾酮二異氰酸酯(isophoronediisocyanate,IPDI)

IPDI的制成的聚氨酯樹脂具有優(yōu)秀的耐光學穩(wěn)定性和耐化學藥品性,一般用于制造高檔的聚氨酯樹脂,其結構式如下:第26頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目指標項目指標分子式C12H18N2O2自燃點/℃430分子量222.3蒸汽壓/PaNCO質量分數(shù)/%37.820℃0.04密度(20℃)/(g/cm3)1.05850℃0.9折射率n251.4829粘度/mPa·s沸點/℃(10×133.3Pa)1580℃37熔點/℃約6020℃15閃點(封閉)/℃155純度99.0%以上外觀無色或淺黃色液體水解氯小于0.05%異佛爾酮二異氰酸酯指標德國ChemischeWerkHüls公司第27頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三⑤.對苯二異氰酸酯(papa-phenylenediisocyanate,PPDI)

PPDI目前的價格較貴,但它是制備高性能澆注型和熱塑型聚氨酯彈性體的重要異氰酸酯。它可使生成的聚氨酯比傳統(tǒng)聚氨酯具有更高的耐磨性,更好的機械力學性能,更優(yōu)秀的耐溫、溫溶劑、耐水性能以及十分突出的回彈性能。其結構式如下:第28頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目指標項目指標相對分子量160.1粘度(100℃)/mPas1.17外觀白色片狀晶體密度(100℃)/g/cm31.17純度/%≥99.0蒸汽壓(100℃)/Pa680NCO含量%52.5貯存期(氮封裝)/月4凝固點/℃94~95氮氣保護下熔融穩(wěn)定時間/h8~10沸點/℃110~112(3.3kPa)260(101kPa)PPDI的物性及質量指標返回主頁第29頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三⑥.亞苯二甲基二異氰酸酯(o-xylyleneDiisocyanate,XDI)

XDI在異氰酸酯原料中屬非黃變型異氰酸酯,用它主要制備戶外用聚氨酯材料,涂料、粘合劑、彈性體等非黃變型聚氨酯產品。其結構式如下:第30頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三⑦.萘-1,5-二異氰酸酯

(1,5-naphalenediisocyanate

NDI)

用于制造高彈性和高硬度的聚氨酯彈件體主要用于特殊要求的CPU制件。

NDI的預聚體牌號為Vulkollan。這種彈性體具有優(yōu)異的動態(tài)性能和耐熱耐油性能。但因NDI是一種極其活潑的化合物,所以合成的預聚物貯有穩(wěn)定性不好,目前生產NDI的公司只有Bayer和日本三井東亞等個別公司,且售價很高。第31頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目指標項目指標外觀白色蠟狀固體純度/%99.5%以上分子量210沸點/℃158密度(20℃)/(g/cm3)1.425×133.3Pa163水解氯/%小于0.01%10×133.3Pa187總氯/%小于0.1%凝固點/℃126~127萘-1,5-二異氰酸酯產品規(guī)格第32頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第二節(jié)低聚物多元醇化合物一、結構

低聚物多元醇(ployol)聚合物作為制備聚氨酯合成材料的主要基礎原料,目前主要使用的是含有兩個以上端羥基的聚酯多元醇(polyesterployol)和聚醚多元醇(ployetherployol)。HO-(-R-)n-OH第33頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三二、分類一)聚酯多元醇

1、普通聚酯多元醇

1)結構特點第34頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三聚酯多元醇(polyesterployol)

主要是由小分子的二元羧酸(如己二酸,對苯二甲酸等)和二元以上醇類化合物(如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等)進行縮聚反應生成的產物,其結構特征是在分子主鏈上含有酯基(-COO-)、在端基上具有羥基(-OH)的大分子醇類,平均分子量一般為500~3000。該材料制得的聚氨酯制品具有優(yōu)異力學機械性能,突出的耐油、耐化學等特性,廣泛用于聚氨酯橡膠、微孔彈性體、涂料、粘合劑等相關產品的生產中。(產品舉例)第35頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2)主要原料、制備方法及主要技術指標①主要原料

二元羧酸:己二酸(AA)

二元醇:乙二醇(EG)、丙二醇(PG)、二乙二醇(DEG)、1,4-丁二醇(1,4-BD)等

其它醇類:甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、季戊四醇等第36頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三②制備方法

A、真空熔融法

B、載氣熔融法

C、共沸蒸餾法③主要控制指標A、羥值:

1克聚合物多元醇所含的羥基(-OH)量相當于KOH的毫克數(shù),單位mgKOH/g。第37頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三羥值與當量、分子量的的換算:當量=56100/羥值分子量=當量×平均官能度例如:聚酯羥值為56mgKOH/g,平均官能度f=2

則當量=56100/56=1000

分子量=1000×2=2000

B、酸值:中和1克多元醇中的酸所需的KOH的毫克數(shù),單位mgKOH/g。

C、含水量:一般不超過1%,彈性體制備要求含水量低于0.05%。第38頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三①聚己二酸乙二醇酯二醇(polyethyleneadipateglycol,PEA)3)常用產品舉例第39頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目指標項目指標平均分子量約2000密度(75℃),g/cm3約1.17外觀白色蠟狀固體折光率nD201.4669±0.0003(50℃)羥值/(mgKOH/g)52~58傾點,℃49~52羥基含量/%1.5~1.7閃點,℃314酸值(最大)/(mgKOH/g)1.0燃點,℃356粘度/(75℃)/mPa·s500~600著火溫度,℃455水分(最大)/%0.3平均比熱容,J/(kg·K)1842~1884色度(APHA,最大)3(熔融)傳熱系數(shù),W/(m·K)0.233聚己二酸乙二醇酯二醇的物理性質主要用于彈性體、粘合劑等第40頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三②聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇(polyethylene-propyleneadipateglycol)第41頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目指標外觀乳白色蠟狀固體羥值/(mgKOH/g)56±2.5酸值/(mgKOH/g)0.4±0.1水分/wt/%0.025以下色度(APHA)180以下粘度/(75℃)/mPa·s500~600反應指數(shù)*,min230±15反應指數(shù):聚酯多元醇中加入MDI反應10min后,開始計算反應粘度增加到2000Pa·s時所用時間。第42頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三③聚己二酸一縮二乙二醇酯二醇(polydiglycoladipateglycol,PDA)項目指標項目指標平均分子量約2750密度(75℃)g/cm3約1.12外觀中等粘性淺色液態(tài)折光率nD201.4770±0.0003(50℃)羥值/(mgKOH/g)38~45傾點,℃-9羥基含量/%1.1~1.3閃點,℃212酸值/(mgKOH/g)1.0燃點,℃297粘度/(75℃)/mPa·s700~8000著火溫度,℃460水分(最大)/%0.1平均比熱容,J/(kg·K)2072色度(APHA,最大)3傳熱系數(shù),W/(m·K)0.198第43頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三④聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(poly-1,4-butyleneadipateglycol,PBA)⑤聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇(polyneopentylene-hexamethyleneadipateglycol)第44頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三Bayer公司生產的幾種典型聚酯多元醇基本原料平均分子量羥值/(mgKOH/g)酸值/(mgKOH/g)粘度(75℃)/mPa·s水分/%應用己二酸乙二醇200052~581.0500~6000.3彈性體己二酸乙二醇三羥甲基丙烷240057~631.5920~10350.1軟泡己二酸二乙二醇275038~451.0500~8000.1涂料己二酸鄰苯二甲酸油酸三羥甲基丙烷930350~3901.01300~15500.15硬泡己二酸鄰苯二甲酸乙二醇丙二醇1000205~2212.8570~7500.1半硬泡鄰苯二甲酸順丁烯二酸三甲醇代丙烷2450250~2704.01700~18500.1涂料第45頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2、特種聚酯多元醇

1)聚已內酯多元醇

聚ε-已內酯(polycaprolactone,PCL)多元醇是繼普通醇酸反應合成的端羥基聚酯多元醇之后新發(fā)展起來的重要的聚酯新品種。它是ε-已內酯在小分子二醇、催化劑等條件下開環(huán)聚合而成。第46頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

聚已內酯多元醇聚氨酯材料的應用中,屬特種酯系列,主要具備以下特點:①它與傳統(tǒng)醇酸縮聚不同,屬離子開環(huán)聚合反應,故它不會產生低分子化合物(如水),雜質少,含水量低,其酯鍵呈有規(guī)定向排列,分子量分布較窄。②除具有傳統(tǒng)聚酯基聚氨酯材料的性能優(yōu)點外,還兼?zhèn)淞司勖鸦郯滨ギa品優(yōu)越的耐水性和低溫柔性。③聚已內酯及其聚合物具有一定的自然分解能力。第47頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三商品牌號NiaxPolyol-D510D520D540D560平均相對分子質量/Mn53083012502000羥值/(mgKOH/g)210±10135±790±556±3酸值/(mgKOH/g)0.30.30.30.3凝固點/℃30~4035~4540~5045~55密度(40℃)/(g/cm3)1.0831.0831.0831.083粘度(40℃)/mPa·s70130230500水分/%<0.03<0.03<0.03<0.03色度(APHA)<100<100<100<100UCC公司NiaxPolyol系列聚已內酯多元醇第48頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2)聚碳酸酯多元醇聚碳酸酯多元醇的分子結構如下:

可用酯交換法合成,如用低分子二醇與碳酸二苯酯制得:式中R代表苯基。

第49頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三產品牌號相對分子質量羥值/(mgKOH/g)粘度(75℃)/mPa·s外觀NIPPOLLAN9811000107~117340~430白色固體NIPPOLLAN980R200052~591900~2600白色固體日本聚氯酯工業(yè)公司產聚碳酸酯醇(PCD)的牌號及規(guī)格第50頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三二)聚醚多元醇1普通聚醚多元醇1)結構特點

聚醚多元醇(ployetherployol)是在分子主鏈結構上含有醚鍵(-O-)、端基帶有(-OH)的醇類聚合物或齊聚物,由它制備的聚氨酯材料低溫柔順性好,耐水性能優(yōu)良,手感好,加工性能優(yōu)良,目前聚氨酯所用的活潑氫化合物大多數(shù)是聚醚多元醇。(產品舉例)

第51頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

目前,在聚氨酯工業(yè)中,使用最多的是由環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷制備的聚氧化丙烯醚多元醇(polypropyleneoxideglycol,PPG)和由四氫呋喃開環(huán)聚合生成的聚四氫呋喃醚多元醇(polytetramethyleneglycol,PTMEG)。前者多用于生產聚氨酯泡沫塑料產品,后都多用于生產聚氨酯彈性體、纖維等高性能產品。其中:n-聚合度

x-官能度

YH-起始劑主鏈

R-烷基或氫第52頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2)聚醚合成主要原料、制備方法及主要技術指標①主要原料

單體:環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷(最重要)等第53頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

催化劑:KOH、NaOH、DMC等②制備方法:略③主要控制指標:羥值、酸值、含水量等3)常用產品舉例A.聚氧化丙稀二醇(polyoxypropyleneglycol,PPG)第54頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目JH-1020JH-2020JH-3020TED-28外觀淺黃色液體淺黃色液體淺黃色液體淺黃色液體羥值,(mgKOH/g)105~11754~5833~3726.5~29.5分子量1000±702000±1003200±2004000±250酸值,(mgKOH/g)0.10.10.10.05PH值5.0~8.05.0~8.05.0~8.05.0~7.0粘度,(25℃)/mPa·s100~250200~400400~800700~1000色度(APHA,最大)50505050水分,%0.050.050.050.05K+,10-6

最大---5聚氧化丙稀二醇的產品規(guī)格第55頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三B、聚氧化丙稀三醇

(polyoxypropylenetriol)第56頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三項目JH-3030Ttiol-3000TMN-3050TEP-240外觀淺黃色液體淺黃色液體淺黃色液體淺黃色液體羥值,(mgKOH/g)54~5854~5854.5~57.521.5~24.5分子量3000±1003000±1003000±1007300±500酸值,(mgKOH/g)0.050.10.050.05PH值5.0~8.05.5~7.55.0~7.05.0~7.0粘度,(25℃)mPa·s400~600500±50400~6001200~1800色度(APHA,最大)50305050水分,%0.050.10.050.05K+,10-6

最大-555

聚氧化丙稀三醇的產品規(guī)格C、其它規(guī)格氧化丙稀多元醇第57頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2特種聚醚多元醇1)高活性聚醚多元醇

該品種的開發(fā)成功,推出了冷熟化工藝、反應注射成型等新工藝技術以及自結皮泡沫體、高回彈泡沫體等新產品。2)接枝型聚醚多元醇

該類聚合物多元醇穩(wěn)定性好,分子量容易控制,分散體的固含量高,主要用于制備聚氨酯硬質和半硬質泡沫塑料,也可用于聚氨酯橡膠、涂料等其他制品。第58頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3)阻燃型聚醚多元醇

是為適應現(xiàn)代社會生活對各種應用材料的防火、阻燃的安全需要而研究開發(fā)的。基本原理是使阻燃性元素經過化學反應進入聚合物分子鏈,阻燃性能持久;或是采用物理性摻混,但阻燃效果會逐漸減弱。4)雜環(huán)改性聚醚多元醇

這類聚合物多元醇可使聚氨酯產品具有較高的耐熱性、耐燃性、抗壓縮強度和尺寸穩(wěn)定性,從而使聚氨酯軟、硬泡沫塑料以及聚氨酯橡膠、涂料、粘合劑等產品適應于不同類型的要求。第59頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三5)聚四氫呋喃多元醇(PTMEG)

聚四氫呋喃二醇(polytetrahydrofuranglycol,簡稱PTHF)或聚四氧亞甲基二醇(polyoxytetramethyleneglycol,簡稱PTG、PTMG、PTMEG)是由四氫呋喃開環(huán)聚合而成的,雖然價格較貴,但它能賦予聚氨酯材料優(yōu)異的低溫柔韌性、耐磨性,且耐水解,耐霉菌,機械強度高,回彈性優(yōu)異,因此它主要用于制備高性能的聚氨酯纖維、熱塑膠、合成革等制品。第60頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三聚四氫呋喃二醇的物理性質項目PTMG1000PTMG2000PTMG1000SNPTMG2000SN外觀常溫下為白色蠟狀固體(30℃以上為無色透明液體)羥值,(mgKOH/g)1125611256分子量1000200010002000酸值,(mgKOH/g)0.050.050.050.05分子量分布(Mw/M)2.12.01.61.4粘度,(40℃)mPa·s3661320272960色度(APHA,最大)50305050水分,%0.020.020.020.02相對密度(40/4℃)0.9760.9740.976SN表示窄分子量分布產品3組合聚醚多元醇第61頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三三)其它多元醇1聚丁二烯二醇(polybutadieneglycol)

又名端羥基聚丁二烯(hydrolterminatedpolybutadieneglycol,HTPB),主要用于聚氨酯粘合劑、彈性體、防水涂料等,制品耐低溫性能、耐水性能、電絕緣性能特別優(yōu)秀。第62頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三蘭化公司聚丁二烯二醇性能指標項目ⅠⅡⅢⅣ外觀無色透明,無機械雜質的粘稠液體羥值,mmol/g膠>1.00.65~0.800.45~0.600.5~0.7數(shù)均分子量(Mn)20002500~35003500~45002200~4000粘度(30℃),mPas≤2500≤8000<20000<20000水分,%0.050.050.050.05H2O2,%0.050.050.050.05第63頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2、聚丁二烯-丙稀腈共聚二醇(polybutadiene-acrylonitrilecopolymerglycol)

又名端羥基液體丁腈橡膠(HTBN),主要用于聚氨酯粘合劑、彈性體、防水涂料等,制品耐低溫性能、耐油、電絕緣性能特別優(yōu)秀。第64頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3、蓖麻油(casteroil)

來自蓖麻種子,含量35%~37%,蓖麻油是脂肪酸的甘油酯,含有90%的蓖麻油酸(9-烯基-12-羥基十八酸),其它10%是不含羥基的油酸和亞油酸。

羥值163mgKOH/g,羥基含量4.94%,羥基平均官能度2.7,含70%三官能度和30%二官能度。第65頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4四氫呋喃-氧化丙稀共聚二醇5環(huán)氧樹脂改性二醇第66頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第三節(jié)擴鏈(交聯(lián))劑

擴鏈劑(chainextenderorchaincrosslinker)是指能使分子鏈延伸、擴展或形成空間網狀交聯(lián)的低分子量醇類、胺類化合物。

在聚氨酯聚合物的生產中,主要用雙官能度擴鏈劑或三、四官能度的交聯(lián)劑。它們有以下特點:第67頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三①它們具有能與反應體系進行化學反應的特性基團,且分子量低,反應活潑。②低分子二元化合物和低分子三元或四元化合物能使聚氨酯反應體系迅速地進行擴鏈和交聯(lián)。③利用擴鏈劑參與反應并進入聚合物的行為,可以將擴鏈劑分子中的某些特性基團結構引入聚氨酯主鏈中,能對聚氨酯的某些性能產生一定影響。第68頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三一、擴鏈劑的分類

聚氨酯聚合物用擴鏈劑的種類較多,按擴鏈劑的化學結構基本可分為醇類化合物和胺類化合物,其官能基均為2或小于4。隨著聚氨酯工業(yè)的高速發(fā)展和應用領域、產品形式的不斷擴張,擴鏈劑的新品種也在迅速增加,但實際大量使用的仍然是二醇或二胺類低分子化合物。第69頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三聚氨酯常用擴鏈(交聯(lián))劑第70頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三聚氨酯擴鏈(交聯(lián))劑分類,典型品種及應用

類別典型品種典型應用多元醇類乙二醇,丙二醇,1,4-丁二醇,一縮二乙二醇,丙三醇等自結皮泡沫,彈性體,粘合劑,半硬泡等脂環(huán)醇類1,4-環(huán)已二醇,氫化雙酚A。彈性體,粘合劑。芳醇類二亞甲基苯基二醇,對苯二酚雙-β羥乙基醚,間苯二酚羥基醚彈性體二胺類3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷,二乙基甲苯二胺,3,5-二甲硫基甲苯二胺。彈性體,涂料,涂料。醇胺類二乙醇胺,三乙醇胺,甲基二乙醇胺,半硬泡,高回彈泡沫,涂料,合成系。其他甘油烯丙基醚、縮水甘油烯丙基醚過氧化二異丙苯、硫磺彈性體第71頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三1、醇類擴鏈劑

含有端羥基的醇類化合物可以與異氰酸酯反應生成氨基甲酸酯,它與聚醇主劑原料相比較,由于它們的分子量低,更易與異氰酸酯反應。在冷熟化泡沫體,自結皮泡沫體、硬質泡沫體、半硬泡、高回彈以及聚氨酯橡膠、涂料等產品生產中,都可以作為反應的一個重要組分。在眾多品種的二元醇類擴鏈劑中,使用最多的是1,4-丁二醇(1,4-dihydroxybutane)。第72頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三名稱交聯(lián)劑B交聯(lián)劑H交聯(lián)劑R交聯(lián)劑1186主要成分1,4-丁二醇1,4-丁二醇加入少量特殊阻聚劑1,4-丁二醇加入少量特殊促進劑2,3-丁二醇密度(20℃)1.021.021.021.0凝固點19.517-1816-18-26水含量0.10.10.20.15閃點12712712793著火點390390390400固體比熱容2.012.012.012.68液體比熱容2.262.262.26熔融潛熱1.9018818842-631,4-丁二醇及主要二醇擴鏈劑的主要性能第73頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三燃燒熱28.428.428.425.7蒸汽壓111℃6.76.76.7124℃13.313.313.313.3151℃53.353.353.3171℃133.3133.3--------133.3226℃1013.21013.21013.21013.2黏度(25℃)727272117折射率1.4461.4461.4461.4390第74頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第75頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

以脂肪醇類為主的擴鏈劑,在泡沫類產品中,主要用于高回彈軟泡、半矹泡、RIM硬泡以及微孔彈性體等制品的生產中。典型的產品發(fā)Voranol2025(Dow)\Wyandotte2004(BASF),以及上表中Bayer公司的交聯(lián)劑B、H、R、及1186等。第76頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

脂肪醇類擴鏈劑在聚氨酯彈性體、涂料等產品中,尤其在MDI基PUR產品中,是應用極廣的的擴鏈劑。除二官能基的化合物以外,在聚氨酯合成過程中還經常使用三官能或四官能基化合物。常用的有三羥甲基丙烷(TMP)、三異丙醇胺(TIPA)和季戊四醇(APP)等,常將它們與普通二元醇或二元胺配合使用,以獲得聚氨酯產品某些性能的改善和提高。第77頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2、二元胺類擴鏈劑

低分子量二胺類化合物與二異氰酸酯反應十分激烈,成膠速度迅速,生產不易控制,但它與異氰酸酯反應生成內聚能高的脲基,能賦予聚氨酯聚合物很好的物理機械性能。為解決反應速度過快、不易控制的缺點,普遍采用受阻胺類化合物,其中最著名的是3,3′-二氯-4,4-二氨基二苯基甲烷(3,3′-dichloro-4,4-dianilinomethane)。它產生是由美國DuPont公司開發(fā)的,商品取名為莫卡(MOCA)。是由鄰氯苯胺和甲醛進行綜合反應,并經中和、醇洗、重結晶等步驟制備的。第78頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

MOCA為白色至淺黃色針狀結晶體,有吸濕能力,易溶于丙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺溶劑,溶于乙醇、苯、甲苯。其基本性能列表如下:

物性指標生產廠和歌山(日)伊哈拉(日)蘇州吳縣產品牌號ASMWM-ⅠWM-ⅡA密度/(g/cm3)1.44胺值/(mmol/g)7.4~7.6外觀淺黃色淺黃色淺黃色白色淺黃色分解溫度/℃296熔點/℃100~10493~99≥98100~108≥98蒸汽壓/Pa90℃2.67×10-3水分/%≤0.2≤0.2≤0.3≤0.3≤0.3100℃4.8×10-3丙酮不溶物/%≤0.04≤0.04≤0.04≤0.04120℃7.2×10-3第79頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三常用二胺類擴鏈劑列表第80頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

美國Ethyl公司在80年代先后開發(fā)了替代MOCA的胺類擴鏈劑Ethacure-100和Ethacure-300,它們在室溫下均為琥珀色透明液體,毒性小且使用方便,能賦予PUR優(yōu)良的機械性能。

Ethacure-100實際上是一種二胺的混合物,主要是3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺(約占79%)、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺(約占20%),其余還有二羥基和三羥基間苯二胺及三乙基苯二胺(約小于1%)。第81頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3、醇胺類擴鏈劑

作為PUR擴鏈劑使用的醇胺類化合物具有羥基和氨基兩個不同的官能基,它們不僅具有擴鏈交聯(lián)功能,同時,還具有一定的適用期調節(jié)功能,所以能對異氰酸酯反應產生影響。目前使用較多的醇胺類擴鏈劑主要有乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺和N,N’-雙(2-羥丙基)苯胺等。它們不僅可以作為普通聚醚合成中的起始劑,同時,也能作聚氨酯材料的擴鏈劑而用于高回軟泡、半硬泡和硬泡配方中。第82頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三返回主頁第83頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第四節(jié)催化劑(catalyzer)4.1催化劑的作用

在聚氨酯蓬勃發(fā)展的過程中,催化劑的作用功不可沒。根據(jù)聚氨酯制品生產和用途的差異,選擇使用催化劑的三種功能:

1、促進鏈增長反應使液態(tài)的中、小分子量的化學原料.通過催化劑作用、使其迅速反應,分子鏈快速增長、形成高分子量的聚合物材料。第84頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2、促進反應體系中某些特定的化學反應的反應速度。

如在聚氨酯泡沫體的合成中,促進-NCO與H2O的反應速度,使之快速反應產生大量二氧化碳氣體;促進-NCO與多元醇端羥基間的反應,使之迅速生成氨基甲酸酯基團,分子鏈迅速增加,加速材料的凝膠速度。3、調節(jié)反應速度

在聚氨酯合成的諸多復雜反應中,通過使用不同類型的催化劑,調節(jié)諸多競爭反應歷程和平衡,促進設計的主反應的反應速度,減緩或抑制副反應的發(fā)生和進行,借助催化劑的功能,獲得最佳分子結構的設計目的。第85頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4.2催化劑分類(典型催化劑舉例)第86頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三催化劑分子結構pKa相對催化活性三亞乙基二胺5.423.9N-甲基嗎啡啉7.41.1N,N-二甲基環(huán)已胺10.00.7N,N,N’,N’-四甲基亞甲基二胺10.60.0861、叔胺類催化劑及其作用機理第87頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

叔胺類化合物對聚氨酯反應催化活性的大小主要取決于以下幾個因素:

第一、叔胺的堿性大小。其堿性越大,催化活性越高。當胺分子帶有斥電子取代基時。會使氮原子上的電子云密度增加,堿性提高,催化活性增加;而當連接吸電子取代基團時,則正好相反。第二、從分子結構上講,氮原子上所帶取代基的空間障礙越小、催化活性越高。第三、催化劑的濃度增加,催化活性增加。第88頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三二、有機金屬催化劑及其作用機理

對聚氨酯工業(yè)最為重要的是有機錫類催化劑。根據(jù)錫原子的化合價,有機錫類催化劑可分為二價錫類化合物:辛酸亞錫(stannousoctoate)、油酸亞錫等。四價錫類化合物:其烷基或芳基是通過碳-錫直接連接在錫原子上,比較重要的是二丁基二月桂酸酯(dibutyltindilaurate)。第89頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三

有機錫類催化劑的催化活性與它有分子結構有關,其活性大小順序如下:

R2SnO、R2SnS>RSnX3、RSnOOH、R3SnX>R4Sn;

取代基R:CH3>C4H9>C6H5

取代基X:OH>OC4H9、SC4H9、OCOCH3>Cl>F。第90頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4.3催化劑的選擇(一)聚氨酯軟質塊狀泡沫體

通常使用的叔胺類催化劑有三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、雙(二甲基氨基乙基)醚等,推薦用量為0.1~0.3,可單獨使用,但多種催化劑混合使用,催化效果更佳。第91頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(二)高回彈模塑泡沫體

高回彈模塑泡沫制品具有在模具中冷熟化成型和高回彈性能特點,要求其原料必須具有較高的反應活性,混合漿料在模腔中具有良好的流動性,即發(fā)泡乳白時間要長,熟化凝膠時間要短。對催化劑的選擇也必須滿足該特定工藝的。為此,推薦選擇使用延遲性催化劑為宜。第92頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(三)聚氨酯硬泡沫塑料(rigidPUfoamplastic)

用以生產聚氨酯硬質泡沫塑料的反應原料的粘度普遍較高,流動性差,不利于大型夾芯板材、冰箱殼體保溫層等制品的灌注。因此,正確選擇催化劑的品種和配合量尤為重要,常用的催化劑有N,N-二甲基環(huán)已胺、二甲基乙二醇胺、三亞乙基二胺等,可單獨使用,也可與其他催化劑配合使用,推薦用量0.1~1.0。第93頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(四)包裝用聚氨酯泡沫體

包裝用聚氨酯泡沫多為密度為8Kg/m3以下的低密度泡沫體,常用的催化劑為含有一個羥基基團的催化劑,如二甲基乙醇胺等,用量為0.3~0.5。該類催化劑的羥基能和異氰酸酯發(fā)生反應而進入聚氨酯分子結構中,可以有效地降低催化劑殘留的臭味。第94頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(五)異氰脲酸酯泡沫體

在一般情況下,可使用胺類、有機金屬鹽、羧酸季銨鹽等三聚化催化劑,常用的有2,4,6-三(N,N-二甲基甲氨基)苯酚、1,3,5-三(N,N-甲基-3-氨基丙基)對稱六氫三嗪等。第95頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第96頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三(六)RIM微孔彈性泡沫體

反應注射模制(RIM-ReactionInjectionMoulding)泡沫是適應汽車復雜配件而快速發(fā)展起來的、高生產效率的聚氨酯制品生產工藝技術。歐洲使用的是有機錫-叔胺復合催化體系,如三亞乙基二胺和二丁基錫二月桂酸酯等,一般用量為0.1~0.5和0.015~0.05。第97頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4.5其它助劑1、脫模劑作為脫模劑的物質通常是蠟、脂肪酸金屬鹽類和硅烷類聚合物。目前使用最為普遍的是硅烷類聚合物。外用脫模劑基本分為溶劑型和水基型脫模劑。因前者含大量有機溶劑且存在火災隱患,所以后者作為迅速發(fā)展起來的環(huán)保型脫模劑,已形成完整的產品系列,取代溶劑型脫模劑。第98頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三商品牌號主要生產廠家商品牌號主要生產廠家AcmosGer.AcmosChemichefabrik.HysolGer.DexterCo.AcmosilGer.AcmosChemichefabrikKRAXOFrekote,Inc.AqualeaseUSAGergeMannCo.ImrIIUSADowChemicalCoBaydur726-IMRUSAMobayCo.IMRS-700BykChemicalCo.BomixGer.ErnstBottlerKG.MS-122NMiller-StephensonChemCoChem-TrendXMR-136NonstickenstoffFrekoteInc.ChestertonUSAA.W.CorningCo.RA-4000……DecoCoatingProductsCo.CilreleaseCompoundingIngredientsLimitedCo.RA8800TeflonUSAE.I.DuPontCo.ContourGer.NordmanRassmann&Co.8600PasteWaxUSAE.I.DuPontCo.CorningUSADowCorningCo.TeflonTMUSAE.I.DuPontCo.DuraleaseTegotrennGer.GoldschmidtEasileaseGer.NordmannRassmann&Co.ToraySiliconSH7020……JapKoraySiliconCo.FluroriconGer.AcmosVydaxAR…USADuPont國外典型脫模劑商品牌號及生產廠商第99頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2發(fā)泡劑

制備聚氨酯泡沫塑料使用的發(fā)泡劑主要有兩類,即水和低沸點化合物。

軟質泡沫塑料常用水或水和氟烴類的混合物作發(fā)泡劑,一般認為水可使泡沫材料得到較大的開孔率。也可以用二氯甲烷和二氟三氯甲烷(F-11)混合發(fā)泡劑,降低密度,同時使鏈節(jié)中取代脲鍵的密度降低,增加柔軟性。

硬泡制品閉孔率較大,多用氟烴類作發(fā)泡劑。第100頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3阻燃劑

阻燃劑主要品種如下:三氧化二銻Sb2O3(AntimonyOxide)

氫氧化鋁水合物Al(OH)3或Al2O3·H2O。硼酸鋅(ZincBorate)

氧化銻-氧化硅復合物(AntimonySilicoOxide)

偏硼酸鋇(BariumMetaborate)

五溴乙苯(PBEB)溴代二苯醚氯化石蠟(ChlorinatedParaffin)

有機阻燃劑第101頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4、增塑劑5、防老劑6、紫外線吸收劑7、防霉劑8、抗靜電劑第102頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三第六節(jié)異氰酸酯的各種化學反應1、異氰酸酯與羥基的反應2、異氰酸酯與胺基的反應3、異氰酸酯與水的反應4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應5、異氰酸酯的自聚反應第103頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三1、異氰酸酯與羥基的反應RNHCOOR1nOCN-R-NCO+nHO-R1-OH[-CONH-R-NHCO-OR1-O-]n聚氨酯RNCO+R1-OH反應速度:-CH2-OH>-CH-OH第104頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三2、異氰酸酯與胺基的反應(常溫下快速反應)伯胺基:NH2

仲胺基:NHR-NCO+R1-NH2R-NHCONHRR-NCO+R1R2NHR-NHCONR1R2脲取代脲第105頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三3、異氰酸酯與水的反應慢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使NCO含量降低,使預聚體黏度變大甚至凝膠,產生的CO2還會使容器漲罐。RNCO+H2O第106頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三4、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應RNCO+R1-NHCOO-R2R-NH-C-N-C-OR2OR1O交聯(lián)結構120-140℃第107頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三自聚反應二聚:2ArNCOAr-NCN-ArCOOMDI、TDI在室溫下可以緩慢產生二聚體,具有鄰位取代基的芳香族異氰酸酯,由于位阻效應,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。第108頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三聚氨酯分子的微觀結構軟段:大分子多元醇硬段異氰酸酯小分子醇、胺第109頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三不同活潑氫基團反應活性比較第110頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三111第七節(jié)聚氨酯分類及研究發(fā)展發(fā)展歷史全球發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢中國發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢聚氨酯泡沫塑料在聲學方面的應用及前景分類列舉7種按照不同標準的分類方法其中以按用途分類為重點進行講解。聚氨酯綜述第111頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三112分類固化特性分類法乳化系統(tǒng)分類法整理工藝分類法用途分類法形態(tài)分類法組成分類法離子型分類法不同的分類標準第112頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三113分類——形態(tài)分類法形態(tài)分類法雙組分型單組份型水溶解型膠體分散型乳液型溶劑型聚氨酯水系聚氨酯第113頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三114分類——乳化系統(tǒng)分類法自乳化型又稱為內乳化型制備時不必外加乳化劑,采用稱為內乳化劑的親水性單體,賦予聚氨酪若干親水基團,使其自行乳化而成水系產品外乳化型又稱為強制乳化型系將疏水性聚氨酪用外加乳化劑強制乳化而成水系聚氨酯第114頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三115分類——離子型分類法分子側鏈結構中大多存在磺酸基和羧酸基

陰離子型聚氨酯

陽離子型聚氨酯非離子型聚氨酯混合型聚氨酯同時含有兩種不同的基團和鏈段分子側鏈結構中一般存在季銨鹽具有聚醚鏈段

第115頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三116低聚物多元醇聚酯型聚氨酯&聚醚型聚氨酯異氰酸酯的母體結構脂肪族聚氨酯&芳香族聚氨酯熱固性聚氨酯熱塑性聚氨酯干式涂層用聚氨酯可在織物表面生成均勻透明的薄膜濕式涂層用聚氨酯能夠在織物表面生成含有微孔或氣泡的薄膜其他分類方法固化特性分類法組成分類法整理工藝分類法第116頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三117分類——用途分類法聚氨酯塑料聚氨酯油漆聚氨酯膠黏劑聚氨酯涂料聚氨酯纖維聚氨酯橡膠用途第117頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三118聚氨酯塑料有熱塑性聚氨酯塑料、熱固性聚氨配塑料和軟、硬泡沫塑料三種。除軟泡沫塑料外,其余結構是剛性鏈段多,柔性鏈段少,常溫下處于玻璃態(tài),具有小于鋁,大于鋁和等于鋁的硬度。

第118頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三119聚氨酯橡膠①混煉型聚氨酯橡膠②澆注型聚氨酯橡膠可作鋪裝材料,體育場跑道,作彈性地板和建筑用防水材料③熱塑性聚氨酯橡膠配溶劑作涂料、黏合劑和PU革等④聚氨酯水乳膠作聚氨酯涂料、油漆和黏合劑⑤聚氨酯泡沫彈性體橡膠制作自行車、摩托車、汽車、飛機、火車等駕駛員鞍座、彈性沙發(fā)和彈性椅座第119頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三120聚氨酯纖維

聚氨酯纖維是用聚氨酯熱塑膠(Estane型)進行抽絲紡絲,再織成各種衣著襪子等。日本牌號為Sanxi中國稱氨綸第120頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三121聚氨酯油漆

分為單組分油漆和雙組分油漆

其中雙組分油漆當今世界性能最好的聚氨酯油漆,大量用在小汽車、飛機、輪船方面。這種漆的保光性保色性很突出,適宜用于戶外耐候的磁漆第121頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三122聚氨酯涂料聚氨酯涂料同金屬和建筑材料聯(lián)合牢實,又耐磨、耐油、耐氣候老化,具有一定的彈性,可做成各種鮮艷色澤,所以聚氨酯涂料可代替油漆,非常耐用,是受人們歡迎的涂料,是很有發(fā)展前途的涂料。第122頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三123聚氨酯膠黏劑

聚氨酯黏膠劑對各種織物、塑料、橡膠、木材、玻璃及陶瓷制品等融合效果都很好。在加熱加壓下黏合,可用于同一般鋼材、鋼材、鋁材等膠合。

第123頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三124聚氨酯的昨天、今天、未來聚氨酯發(fā)展歷史事件全球發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢中國發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢第124頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三125聚氨酯發(fā)展歷史事件聚氨酯的噴涂彈性材料得到迅猛的發(fā)展,成為大面積涂裝項目的首選涂料193719561967二十世紀九十年代杜邦公司第一次對聚氨酯進行了商業(yè)化生產1967年合成的聚異氰酸酯硬質泡沫開始應用于汽車的內部安全組件OttoBayer和他的同事合作于德國勒沃庫森的I.G..Farben實驗室首次合成了聚氨酯第125頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三126全球聚氨酯發(fā)展現(xiàn)狀2001年到2006年,世界聚氨酯產能年平均增長率為4%,消費量年平均增長率為3.4%。2006年世界聚氨酯的產品產量達1165萬噸,聚氨酯消耗量達979萬噸。美國是世界上最大的聚氨酯生產國,其產量占世界的40%左右,也是最大的聚氨酯消費國第126頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三127全球聚氨酯發(fā)展趨勢1234開發(fā)新技術注重環(huán)保熱塑性聚氨酯、氨綸、水性聚氨酯產品將成為發(fā)展重點集約化和規(guī)?;内厔萑找婷黠@中國將成為世界聚氨酯市場焦點。

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國際工業(yè)新特征:第127頁,講稿共144頁,2023年5月2日,星期三128中國聚氨酯發(fā)展現(xiàn)狀20世紀90年

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