聚氨脂概論-060913無錫百和課件

高鼎精細(xì)化工(昆山)有限公司聚氨酯概論1精選ppt1、PU定義

PU就是polyurethane的簡(jiǎn)稱，中文名稱為聚氨酯，其主要官能基是由含活性氫之多元醇(polyol)或胺類(Amine)、異氰酸酯(Isocyanate)及鏈延長(zhǎng)劑(Chainextender)反應(yīng)而成的一種高分子聚合物，可分為硬鏈段(Hardsegment)和軟鏈段(Softsegment)，而其內(nèi)部型態(tài)則由這兩種鏈段分別聚集的相所構(gòu)成，而PU多變的物性與其內(nèi)部型態(tài)關(guān)係密切，隨著不同單體搭配反映出之線性PU皆由軟、硬鏈段交替構(gòu)成。其分子鏈上含有－NH－COO－之結(jié)構(gòu)，分子量一般介於15~25萬之間。2精選ppt1、PU定義化學(xué)官能鍵結(jié)構(gòu)如下圖3精選ppt2、PU之基本結(jié)構(gòu)

PU之基本結(jié)構(gòu)如圖所示：4精選ppt2、PU之基本結(jié)構(gòu)Polyurethane軟、硬鏈結(jié)之基本結(jié)構(gòu)圖

：5精選ppt2、PU之基本結(jié)構(gòu)Polyurethane之基本化學(xué)反應(yīng)式

：

PolyolsR1—OH＋I(xiàn)socyanatesR2—NCO＋ChainExtenderersR3—OHorR3—NH2

＋Additives＝PolyurethaneR4—NHCOO—R5（Urethane）orR4—NHCONH—R5（Urea）

6精選ppt3、PU之原料

高分子二元醇(polyol)：如Polyester(聚酯類)、Polyether(聚醚類)。小分子二元醇(glycol)、二胺：如EG、BG、PG、HG、Diamine。異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：常用的有TDI、MDI、….。脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：常用的有H12MDI、IPDI….。催化劑(catalyst)：Amine類、有機(jī)金屬類。溶劑：一般有DMF、MEK、Tol、EcAc。其它添加劑：如UV吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑等。

7精選ppt3、PU之原料

多元醇(polyol)：聚醚多元醇(PolyetherPolyol)：PTMG

化學(xué)結(jié)構(gòu)之氫鍵生成量較低，所以其機(jī)械物性較聚酯合成之PU產(chǎn)品弱。*回彈性能*低溫性能*衝擊強(qiáng)度*耐水解性聚酯多元醇(PolyesterPolyol)：AA與二元醇聚合端基為羥基多元醇。*拉伸強(qiáng)度*撕裂強(qiáng)度*耐油性*耐熱老化

8精選ppt3、PU之原料

小分子二元醇、二胺：鏈延長(zhǎng)劑(chainextender)芳香族二胺類：4,4′-亞甲基雙(二氯苯胺)(MOCA)(B)低分子量醇類：乙二醇(EG)、

1,4-丁二醇(1,4-BDO,1,4BG)

以前者當(dāng)鏈延長(zhǎng)劑所合成之PU產(chǎn)品生成機(jī)械性質(zhì)較強(qiáng)之脲(Urea)官能基擁有較高的強(qiáng)度(Strength)及勁度(Stiffness)，而其延伸率與以後者為鏈延長(zhǎng)劑所合成之PU成品相當(dāng)。9精選ppt3、PU之原料

異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：

芳香族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品，若曝露於屋外會(huì)黃變且減損其物性，有礙實(shí)用，這主要是因紫外線使苯環(huán)起化學(xué)反應(yīng)所致，此鄰接苯環(huán)的氮原子成為耐候性之攻擊點(diǎn)。而以脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品則無此現(xiàn)象發(fā)生。脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：

脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品具有極佳的耐黃變特性。10精選ppt3、PU之原料

常用芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：甲苯二異氰酸酯(toluenediisocyanate,TDI)二苯基甲烷-4,4‘-二異氰酸酯(MDI)11精選ppt3、PU之原料

脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：H12MDI(methylenebis-1,4-cyclohexyldiisocyanate)IPDI(isophorone

diisocyanate)12精選ppt3、PU之原料

催化劑(catalyst)：

使用催化劑的目的是縮短成品製造時(shí)間，其功能為增加反應(yīng)速率及增進(jìn)成品在脫模時(shí)之機(jī)械強(qiáng)度，常使用之催化劑有三級(jí)胺類與有機(jī)金屬鹽類，前者可促進(jìn)H2O與–NCO及–OH與–NCO之反應(yīng)速率，後者有助於OH與–NCO之反應(yīng)。所以三級(jí)胺類常用於PU泡棉與彈性體之製造，而有機(jī)金屬鹽類則常用於PU彈性體之製造，此兩類催化劑常混合使用，尤其是在PU泡棉之製造上。13精選ppt3、PU之原料

溶劑(Solvent)：一般聚氨酯樹脂製備時(shí)，常用的溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮(MEK)、甲苯(TOL)、乙酸乙酯(Eac)等。製備聚氨酯樹脂添加溶劑之目的主要是為了調(diào)節(jié)樹脂的粘度，便於工藝操作。因二異氰酸酯容易與水發(fā)生反應(yīng)，所以製備聚氨酯樹脂時(shí)，溶劑的含水率一般要求需低於300ppm，以免影響合成反應(yīng)。14精選ppt3、PU之原料

常用溶劑的物理性質(zhì)整理如下表：溶劑溶度參數(shù)SP沸點(diǎn)℃相對(duì)密度d甲苯,TOL8.85110.60.866乙酸乙酯,EAc9.0877.00.902丁酮,MEK9.1979.60.806二甲基甲酰胺,DMF12.09153.00.94515精選ppt4、PU之分類

依PU之後加工製程，大致分爲(wèi)軟泡已廣泛應(yīng)用於沙發(fā)、床墊、包裝、服裝襯裏、汽車和摩托車座墊等領(lǐng)域。硬泡廣泛應(yīng)用於冰箱、冰櫃、冷藏庫、工業(yè)管道、設(shè)備及建築保溫絕熱等。彈性體已用於汽車、油田設(shè)備零部件、紡織、印刷、冶金膠棍、防水材料、鞋底、合成革及纖維等。塗料則應(yīng)用於木器家具漆、地板漆、設(shè)備防腐漆等。膠粘劑應(yīng)用於鞋類、複合薄膜、密封膠和通用接著等。纖維加工PU樹脂應(yīng)用於服裝、帳篷、戶外生活用品等。合成皮革應(yīng)用於鞋類、沙發(fā)、汽車內(nèi)裝等領(lǐng)域。16精選pptA.合成皮應(yīng)用5、PU的應(yīng)用17精選ppt5、PU的應(yīng)用18精選pptB.塗層(防水透濕應(yīng)用)5、PU的應(yīng)用19精選ppt5、PU的應(yīng)用20精選pptC.貼合、接著、繫紗5、PU的應(yīng)用21精選ppt5、PU的應(yīng)用22精選pptD.TPU(押出、射出、壓延)5、PU的應(yīng)用23精選ppt5、PU的應(yīng)用24精選pptE.其他聚氨酯用途PU跑道軟泡5、PU的應(yīng)用25精選ppt硬泡5、PU的應(yīng)用26精選ppt6、上膠理論A.NYLON66由己二酸與1,6-diamine合成B.NYLON6由己內(nèi)醯胺合成

27精選ppt6、上膠理論C.polyester由TPA與1,2-EG合成28精選ppt6、上膠理論-接著原理PU

:

CA-800D

:各類布種~RNCONCONCO高活性氰酸鹽HO

~

(~

Polyol

)x~

(

N~C~O~)n~

(

Glycol

)y~n29精選ppt6、上膠理論-接著原理

其中CA-800D中之－NCO官能基會(huì)與之氫原子及布種中之之氫原子或~OH之官能基或等產(chǎn)生架橋反應(yīng)或氫鍵之結(jié)合，使二種反應(yīng)物成為密不可分之一體物。30精選ppt6、上膠理論-接著注意事項(xiàng)PU上膠于各種布上，如不加入CA-800D，只能稱為附著(二層體)，其缺點(diǎn)有容易脫膜或不耐搓揉之現(xiàn)象，而產(chǎn)生白化。架橋完全(curing完全)成品方可有耐久性(durability)，若架橋不完全，因?yàn)榉肿恿坎粔虼蠡蚣軜蛎芏炔蛔闳菀桩a(chǎn)生提早水解，劣解而使成品劣化、破壞、。

31精選ppt7、PU膠之使用注意事項(xiàng)PU膠作繫紗用時(shí)，需一段時(shí)間才能產(chǎn)生架橋，之后才能顯現(xiàn)足夠的接著、耐磨、耐溶劑侵蝕性。當(dāng)架橋完全(熟成)后(一日后)才作後段加工為較正確之作法，以免發(fā)生因後段加工影響纖維表面造成脫膠之不良現(xiàn)象。凡是與基布接觸之第一層，均需加入適量架橋劑，否則與基布無法接著，不耐搓揉而白化。凡是有添加架橋劑之PU膠，使用前才配所須使用量，不能一次即配好當(dāng)次需要量，否則因時(shí)間差加工黏度不一致，影響品質(zhì)甚巨(批次差)，甚或尾料黏度太大，gel。配料時(shí)，各添加量應(yīng)精確，上膠量要適量并且要均勻。須自行建立各管控點(diǎn)之標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程(S.O.P.)，并隨時(shí)更新之(增、刪)。32精選ppt7、PU膠之使用注意事項(xiàng)例：原物料品檢、品檢項(xiàng)目。(OK→收料，差異→與廠商溝通)領(lǐng)料、配料、使用說明、注意事項(xiàng)，慎防客戶抱怨、客訴。作業(yè)中，線上品檢、異常發(fā)現(xiàn)、處理方法、減少大量不良品造成之損失。廠商提供之產(chǎn)品規(guī)格說明書，務(wù)必詳細(xì)了解，并能融會(huì)貫通。

33精選ppt8、架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑添加量與強(qiáng)度關(guān)系：(二液型)34精選ppt8、架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑添加量與強(qiáng)度關(guān)系：CA-800D添加物愈多，韌性愈高，耐熱、耐溶劑性愈高。二液型加入CA-800D后有pot-life問題，注意使用量之調(diào)配，CA-800D添加量愈多，pot-life會(huì)較短。二液型建議用于打底用接著、繫紗、填縫、中低度特性用途要求，又因固成份較高，可涂布乙次提高耐水壓、光澤度及厚身感。(高丹尼數(shù)之布種須用較高固形份填縫，才能顯現(xiàn)較高耐水壓)耐水洗與架橋劑量成正比，耐水解與原料有關(guān)。35精選ppt8、架橋劑與促進(jìn)劑促進(jìn)劑：

促進(jìn)劑的目的：在於加快PU膠與架橋劑的固化時(shí)間，並沒有增強(qiáng)固化強(qiáng)度的功用。

強(qiáng)度強(qiáng)度X1(沒加促進(jìn)劑)時(shí)間X2(有加促進(jìn)劑)時(shí)間

由圖可知，有加促進(jìn)劑的固化時(shí)間X2,短於沒有加促進(jìn)劑的固化時(shí)間X1

，但是即使所需固化的時(shí)間較短，但也不會(huì)對(duì)固化後的強(qiáng)度有正向的改變。36精選ppt9、公司產(chǎn)品介紹37精選ppt10、黏扣帶加工用聚胺酯樹脂No.品名ItemNo.粘度Viscosity(ps/25℃)固形份N.V.(%)特性用途1YC-1800D1.8-2.225±1一般用、繫紗力佳黏扣帶綁紗2YC-1835D1.0-2.035±1高固型份、繫紗力佳黏扣帶綁紗3YC-1870HD900-140070±1.5高固型份、需自行稀釋、便於運(yùn)輸黏扣帶綁紗4YC-1800BD1.5-2.025±1可染色、繫紗力佳黏扣帶胚帶上膠後再染色5YC-1900ND1.0-2.025±1非黃變、繫紗力佳黏扣帶綁紗6YC-6000D100-20040±1可與PVC作熱壓或高週波貼合黏扣帶上膠後再塗佈可與PVC貼合38精選ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(1)外觀（Appearance)：外觀乃指樹脂本身所顯示之色澤一般而言，樹脂之外觀色澤愈淺，愈透明愈受歡迎，若色澤過深，將對(duì)淺色材質(zhì)造成污染，而影響外觀。上膠厚度愈厚，膠膜之色澤愈深。膠膜乾燥後，色澤會(huì)隨時(shí)間逐漸變深，若樹脂色澤安定性不佳，色澤變深之速度較快。39精選ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(2)黏度(Viscosity,CPS)：一般所指之黏度乃指液體在流動(dòng)時(shí)所産生的阻力，也就是在塗刷時(shí)所産生的阻力，用某種單位表示出來之?dāng)?shù)字就是黏度。黏度高，流動(dòng)性較差；黏度低，流動(dòng)性較佳。黏度與固成分並無絕對(duì)之關(guān)係，即固成分高之接著劑，黏度不一定就高。不同黏度之樹脂，使用不同加工方式。如刀塗、輪塗。黏度與溫度有關(guān)，溫度愈高，黏度愈低，溫度愈低，黏度愈高。40精選ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(3).固成份(SolidContent)：固成份是樹脂單位重量?jī)?nèi)所含溶質(zhì)（不揮發(fā)物）之百分比。

固成份＝溶質(zhì)／（溶質(zhì)＋溶劑）＊100％

樹脂之固成份影響其上膠量，繫紗力等。41精選ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(4).可使用時(shí)間（PotLife）：PU膠使用前須加入適當(dāng)之架橋劑，加入架橋劑後，黏度先稍微降低，然後再漸漸提高，逐至無法上