聚氨酯涂料成膜机理
聚氨酯涂料是一种常见的涂料类型，具有广泛的应用领域。聚氨酯涂料能够形成坚韧的膜层，提供优异的防腐、防水和保护性能。本文将从聚氨酯涂料成膜机理的角度来探讨其工作原理和形成膜层的过程。
聚氨酯涂料成膜机理可以分为两个主要的阶段：固化和交联。首先，聚氨酯涂料中的固化剂与主要树脂发生反应，形成聚氨酯链段。这个过程称为固化，通过化学反应将涂料从液态转变为固态。然后，聚氨酯链段之间进行交联，形成坚韧的膜层。这个过程称为交联，通过聚合反应将聚氨酯链段连接在一起，形成一个连续的网络结构。
在聚氨酯涂料中，主要的成膜组分包括聚醋酸酯、异氰酸酯和固化剂。聚醋酸酯是主要的树脂组分，具有良好的粘附性和耐候性。异氰酸酯是固化剂，能够与聚醋酸酯发生反应形成聚氨酯链段。固化剂的选择对聚氨酯涂料的性能有重要影响，不同的固化剂可以使涂料具有不同的硬度、柔韧性和耐化学性能。
聚氨酯涂料的成膜机理主要涉及两个反应：异氰酸酯与聚醋酸酯的反应和聚氨酯链段的交联反应。在涂料施工过程中，异氰酸酯与聚醋酸酯发生反应，形成封闭的聚氨酯链段。这个反应通常需要一定的时间和温度来完成，称为固化时间。固化时间的长短对涂料的性能有重要影响，过短的固化时间可能导致涂层的粘结力不足，而过
长的固化时间可能导致施工效率低下。
在聚氨酯涂料成膜的交联过程中，聚氨酯链段之间发生聚合反应，形成三维的网络结构。这个过程可以增强涂层的强度、硬度和耐化学性能。交联反应的进行需要一定的温度和湿度条件，通常在施工后的几个小时或几天内完成。交联反应的时间和温度对涂料的性能也有重要影响，过高的温度可能导致涂层的气泡和开裂，而过低的温度则可能延缓交联反应的进行。
聚氨酯涂料成膜机理的理解对于涂料的选择、施工和维护都具有重要意义。了解固化和交联过程可以帮助我们更好地控制涂料的性能和施工条件。同时，对于涂料的研发和改进也提供了理论基础。通过优化聚氨酯涂料的成膜机理，可以获得更好的涂层性能，满足不同领域的需求。
聚氨酯涂料成膜机理涉及固化和交联两个主要过程。固化过程通过异氰酸酯与聚醋酸酯的反应，将涂料从液态转变为固态。交联过程通过聚氨酯链段之间的聚合反应，形成坚韧的膜层。聚氨酯涂料成膜机理的理解对于涂料的性能和应用具有重要意义，可以指导涂料的选择、施工和维护。通过优化聚氨酯涂料的成膜机理，可以获得更好的涂层性能，满足不同领域的需求。
聚氨酯涂料 一、水性双组份聚氨酯应用原理及成膜机理： 所谓双组份聚氨酯涂料是由A组分多羟基低聚物和B组分多异氰酸酯组成，最初是直接采用蓖麻油和TDI配置双组份聚氨酯涂料，其涂层具有良好的物理化学性能，但单体TDI 挥发性高毒性大，其后人们将二异氰酸酯与含活泼氢化合物反应合成多异氰酸酯作为B组分。由于制备的多异氰酸酯相对分子质量大，挥发性低，毒性小，其中代表的多异氰酸酯是TDI/TMP的加成物。 含羟基的低聚物通常有聚酯多元醇、聚醚多元醇、含羟基丙烯酸树脂和蓖麻油衍生物。性能优异具有代表性的是含羟基丙烯酸树脂。 双组份聚氨酯涂料的成膜是在溶剂体系中的交联反应过程，包含了有机溶剂挥发干燥成膜与反应固化。A组分与B组分混合后，羟基与异氰酸酯的交联反应立即发生，涂料涂覆在基本表面后交联反应和溶剂挥发干燥同时进行。交联速度过快，会使涂料的使用期（Pot-life）缩短，同时还会将来不及挥发的有机溶剂包裹在涂层内部而降低涂层硬度。 双组份聚氨酯涂料对水非常敏感，水可以与异氰酸酯反应放出二氧化碳，而使涂层生产气泡。多异氰酸酯添加在水性高分子体系中，首先被高分子分散体粒子吸附分散，异氰酸酯在分散体粒子表面与水反应形成聚脲壳层，通常来说聚脲具有较好的物化性能而使得水性高分子性能提高。 20世纪90年代初人们成功实现了双组分水性聚氨酯涂料及黏合剂的制备，人们惊奇地发现选择有机多羟基化合物如羟基聚丙烯酸酯与含游离多异氰酸酯的化合物能组成水性双组分涂料。组合物有数小时的使用期，涂料涂覆在基体上可以获得高性能的交联涂层。当时人们感到非常惊异，在这种水性体系中，异氰酸酯与羟基的反应能占有一定的地位。其后开展了大量的理论研究探讨这种奇异现象的机理。 首选，必须选择反应活性较低的异氰酸酯如脂肪族异氰酸酯或脂环族异氰酸酯，它们与水和羟基的反应活性都较低，而在涂料配方中异氰酸酯与水的反应活性低就可使得异氰酸酯在水体系中保持较长时间的稳定存在。Hegedus等将HDI基多异氰酸酯分散在水中，采用等温量热器测试反应热，第一次放热出现在大约2.6h，其后的放热峰在大约4.8h，在8.2h 到11.8h之间出现大而宽的放热峰。每个放热峰对应的反应过程目前还不清楚，作者估计第一个放热对应异氰酸酯与水反应生成氨基甲酸，第二次放热对应氨基甲酸分解放出二氧化碳形成胺，这仅是作者的推测缺乏直接证据。但此实验证实脂肪族异氰酸酯在水中的稳定存在数小时。作为涂料，异氰酸酯能在水中的稳定期达数小时已足够长，涂料涂覆在基体表面厚度只有数十微米，水的挥发速度非常快，30min后水的含量已基本在2%~3%，此时与异氰酸酯反应的水与羟基比例产生变化，羟基的浓度逐步占优势，我们期望的异氰酸酯与羟基的反应也逐步成为主要反应。 异氰酸酯之所以在水中可以短时间稳定，其原因不但受到异氰酸酯活性的控制同时也受到扩散控制。异氰酸酯化合物有一定的疏水性，在水体系中是以分散状态存在，分散粒子内保持无水状态，粒子表面异氰酸酯接触水后反应形成致密的聚脲壳层更加阻止了水与粒子内部的异氰酸酯反应。 很多研究者发现将多异氰酸酯分散在水性多羟基聚合物分散体中时，多羟基聚合物会成为多异氰酸酯的分散剂而包裹多异氰酸酯粒子。Kubitza发现多异氰酸酯分散在羟基功能化丙烯酸分散体中时，多异氰酸酯粒径为0.1~0.5μm(粒径取决于搅拌速度)，1h以后，多异氰酸酯粒子的粒径达到10μm，Bock等发现在大粒子中存在异氰酸酯富集区域。这些证据
水固化聚氨酯防水涂料的性能及研究 1楼> 1前言 > 我国目前在防水施工中,实际应用的聚氨酯防水涂料主要包括焦 油型和非焦油型两种。焦油型、石油沥青聚氨酯等成分复杂,含有大 量的蒽、萘、酚类等易挥发物质,严重污染环境和危害人体健康,随着 人们环保意识的增强和科技的进步,焦油型聚氨酯防水涂料的应用日 益受到限制,国家正提倡采用非焦油型聚氨酯防水涂料和聚醚型聚氨 酯防水涂料[1]。本文研制的水固化聚氨酯防水涂料是聚醚型、无溶 剂环保型的高档合成高分子防水涂料,与传统的焦油型、石油沥青聚 氨酯防水涂料相比,有着无溶剂挥发、无毒、无味、施工无污染、固 化迅速等优点,符合生态发展和环境保护的要求[2],在施工配漆时以 水为固化剂,这与其他单或双组分聚氨酯防水涂料明显不同,体现出 聚氨酯防水涂料研制开发的新思路、新工艺,具有广阔的市场前景。 > 2水固化聚氨酯防水涂料的制备[3] > 2.1主要原料 > 聚醚多元醇,工业牌号:TDIOL-2000和TEP-330N;甲苯二异氰酸 酯(TDI);邻苯二甲酸二异壬酯(DINP);二丁基二月桂酸锡(T-12);一缩 二乙二醇(二甘醇);消泡剂;脱水剂;抗氧剂;填料等,工业品。 > 2.2预聚体的合成 > 先将聚醚多元醇(TDIOL-2000和TEP-330N)在(110～120)℃、-0. 095MPa下减压脱水(40～60)min,使之含水率≤0.05%,备用。在密闭容 器中分别加入TDIOL-2000、TDI和TEP-330N,比例为9∶2.5∶1,在(9 0～95)℃、搅拌速度为400r/min条件下反应3h左右。其间要多次抽 样检测聚合物的—NCO含量,并根据其含量加入适量的一缩二乙二 醇和补充适量的TDI,当预聚体的—NCO质量分为5.40%～5.50%时, 即可停止反应。 > 2.3涂料的制备
潮气固化聚氨酯涂料 潮气固化聚氨酯涂料的原理是利用空气中的水和含异氰酸酯基团的预聚物反应成膜，其特点是使用方便， 可在室温固化，而且漆膜耐磨性优于双组分聚氨酯漆。制备方法有两种： 1.用分子量较大的聚酯或聚醚与二异氰酸酯反应，NCO/OH≥2，即把原有较复杂的大分子用异氰酸酯封 端。 2.将二异氰酸酯与分子量较低的二元或三元的聚醚反应，NCO/OH＜2，一般在1.2~1.8之间。就是说，由于NCO/OH＜2，在以异氰酸酯封端的同时，使预聚物的分子量提高，聚醚链段中嵌入氨酯键，提高机械 强度，并保证迅速干燥。 三、封闭型聚氨酯漆 封闭型聚氨酯漆的成膜物质与双组分聚氨酯漆相似，是由多异氰酸酯及多羟基树脂两部分组成。所不同之处是多异氰酸酯已被苯酚或其他单官能的含活泼氢原子的物质所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成 为单组分涂料，具有极良好的贮存稳定性。 苯酚封闭： C O R-N R-NH-C-O +HO O 已内酰胺封闭： C O R-N+ O CH2-CH2 CH2-CH2-CH2 C HN O CH2-CH2 CH2-CH2-CH2 C N R-NH-C- O 丙二酸酯封闭： C O R-N+R-NH-C- O CH2 COOR ' COOR' CH COOR' COOR' 在加温下则氨酯键裂解生成异氰酸酯，再与多羟基树脂反应而成膜。 R-NH-COOC6H5C O RN+C6H5OH 因此封闭型聚氨酯漆的成膜就是利用不同结构的氨酯键的热稳定性的差异，以较稳定的氨酯键来取代较弱的氨酯键。苯酚封闭的异氰酸酯用于电线烘漆，固化温度要在175℃以上。
表7.2HDI封闭氨酯化合物的裂解温度 封闭剂裂解温度，℃封闭剂裂解温度，℃已内酰胺160 邻苯二酚160 苯酚160 丙二酸二乙酯130~140 间硝基苯酚130 乙酰丙酮140~150 对氯苯酚130 乙酰醋酸乙酯140~150 裂解温度受下列因素影响： 1.异氰酸酯的电负性大，则温度下降； 2.封闭剂的电负性大，则温度下降；
涂料成膜物质的成膜机理 涂料成膜，是指将涂料用在特定表面上，使物体表面形成一层膜的过程。涂料成膜的本质其实就是特定表面上的涂料被热蒸气加热和蒸发，使其产生一致的膜状，形成一层膜。它可以给物体表面提供美观和保护作用。 涂料成膜机理，是指涂料在特定表面上形成膜的化学和物理过程，以及形成膜的各种物质的组成。涂料成膜的机理主要由三个基本步骤组成：溶剂蒸发，涂料和表面之间的作用以及固化反应。 首先，涂料必须事先溶解在溶剂中，比如水，以形成溶液。然后，将溶液喷涂在特定表面上，由于溶剂的蒸发，使涂料在表面上形成一层薄膜。这时，涂料与表面之间发生作用，形成结合力，使涂料更牢固地粘附在表面上。最后，涂料在温度和压力的作用下，发生固化反应，使涂料最终在特定表面上形成一层膜。 涂料成膜的过程有多种不同的物质组成，包括溶剂、填料、添加剂、增塑剂等。其中，溶剂被用于将涂料分散成纳米尺度，以便在特定表面上形成一层膜。填料是指用于形成膜的所有其它物质，可以分为金属涂料和有机涂料。添加剂是指在涂料中添加的物质，如抗氧剂、稳定剂、着色剂等，以促进涂料的性能和固化反应。增塑剂是指为了提高涂料的附着性和抗冲击性而添加的物质，如聚氨酯粒子、水溶性树脂、热塑性树脂等。 总的来说，涂料成膜的机理是一个综合性的过程，包括溶剂蒸发、涂料和表面之间的作用以及固化反应。这些过程是由多种物质共同作
用，最终使涂料在特定表面上形成一层膜，从而给物体表面提供美观和保护作用。 综上所述，涂料成膜的机理是一种复杂的过程，包括溶液的涂敷、溶剂的蒸发、涂料与表面之间的化学和物理作用以及固化反应。这些过程是由许多不同的物质组成，如溶剂、填料、添加剂、增塑剂等，一起完成。因此，要想实现优质的涂料成膜，这些物质必须协调运作，结合合理的温度和压力，共同起作用，使涂料在特定表面上形成一层优质的膜。
三、涂料的成膜 涂料的成膜就是将涂料（液体或粉末）转变成连续完整涂层的过程，它是通过选择适当的涂装方法，按照严格的施工工艺完成的复杂的物理化学过程。 （一）物理方式成膜 1.溶剂挥发成膜 传统的热塑性溶剂型涂料，例如氯化聚烯烃、硝基纤维素、丙烯酸树脂、CAB和聚乙烯醇缩甲醛等成膜物溶解于一定的溶剂体系制备成固体分小于50%的涂料，装涂后溶剂挥发固化成膜。 2.聚合物分散体系成膜 聚合物分散体系包括以水为分散介质的乳液，以及非水分散的有机溶剂等，聚合物不溶于介质，以微粒状态稳定分散在分散介质中。成膜时分散介质挥发，在毛细管作用力和表面张力推动下，乳液离子紧密堆集，并且发生形变，粒子壳层破裂，粒子之间界面逐渐消失，聚合物分子链相互渗透和缠绕，从而形成连续均一的涂膜。 （二）化学方式成膜 成膜物质在成膜过程中发生化学反应，分子间交联生成具有三维结构体型大分子的连续涂层称为化学方式成膜。 1.单组分热固性涂料成膜 单组分涂料施工便利，省工、省时、省料，很受市场欢迎。如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯改性醇酸等通过吸收空气中的氧引起不饱和脂肪侧链氧化交联是典型代表。单组分湿气固化聚氨酯吸收空气中的水，与成膜物中过剩的—NCO反应生成聚脲聚氨酯涂层。反应交联型的粉末涂料也可以归入单组分涂料。 2.自由基聚合反应成膜 以不饱和聚酯、丙烯酸或烯丙基化的环氧、聚氨酯、聚酯低聚物及环氧化合物与活性稀释剂等组成的成膜物在自由基引发剂作用下，或者紫外线、电子束等高能光束引发光敏剂分解产生的自由基或活性离子作用下发生聚合交联成膜，整个工程在几秒至几分钟内完成。成膜过程几乎没有有机溶剂挥发，环境友好和节能，这是目前涂料行业发展最快的领域之一。 3.双组分涂料的成膜 环氧树脂与胺固化剂，聚合物多元醇或多元胺与多异氰酸酯固化剂之间发生加成聚合交联成膜，他们都是双组分包装，使用前按比例混合，涂装成膜。 4.非均相一涂分层成膜过程 传统的涂料工艺要求成膜物质形成均相的连续的涂层，而且不同涂层通过分层涂装和配套完成。20世界90年代初开始开发一道涂装形成两层以上涂层的涂料，可以大大节省施工时间和费用。一涂分层成膜技术处于发展阶段，前景看好。
水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。 1 阳离子水性聚氨酯的合成 1.1 合成机理 合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。该机理的季铵化是酸碱中和。 1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。 熔融法是无溶剂制备水性聚氨酯的重要方法。它把二异氰酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来。反应的第一步是合成含亲水基团的端异氰酸酯基预聚体。然后在高温下, 该预聚体和过量的脲反应生成缩二脲。该产品分散在水中之后, 再和甲醛反应生成甲醇基, 通过降低pH值可促进缩聚反应进行扩链和交联。熔融法的优点是不需要大量溶剂, 避免了相对分子质量快速增长而带来的问题,工艺简单, 易于控制, 也不需要特殊设备。但是用该法合成水性聚氨酯时需要强力搅拌, 因为即使在100 ℃左右的温度下, 预聚体的粘度也很高。用该法制得的水性聚氨酯通常是枝化的和相对分子质量较低的树脂。乳液中残存的甲醛气味比较大, 且有较强的毒性, 在环保要求越来越高的今天, 它将被摒弃。 丙酮法也叫溶液法。就是在低沸点的能和水混合的惰性溶剂(如丙酮、甲乙酮、四氢呋喃等) 中, 制得含亲水基团的高相对分子质量的聚氨酯乳液, 然后用水将该溶液稀释。先形成油包水的以溶剂为连续相的乳液, 然后再加入大量的水, 发生相倒转, 水变成连续相并形成分散液。脱去溶剂后得到无溶剂的高相对分子质量的聚氨酯- 脲的分散液。该法操作简单, 重复性好。
聚氨酯涂料防塌陷性的影响因素 采用聚氨酯木器涂料涂饰的家具产品放置一段时间后常常会出现塌陷现象，严重影响产品的涂装效果。那么，影响聚氨酯木器涂料涂膜塌陷的因素有哪些呢？为此，洛阳天江化工新材料有限公司的专家以及技术人员经过了多次实验探索，得出了如下结论： 导致涂膜出现塌陷现象的因素是多方面的，醇酸树脂、填料、固化剂以及基材的选用，甚至是底漆与面漆之间涂装的间隔时间过短造成的底漆干燥不足等，这些因素均会对聚氨酯涂料的防塌陷性造成影响，而醇酸树脂体系和固化剂则是导致涂膜塌陷的主要原因。下面，就由洛阳天江化工的专家为大家进行一一的讲解： 一、醇酸树脂的影响 含羟基的醇酸树脂作为双组分聚氨酯涂料的主要成膜物质，其主要作用机理为：醇酸树脂中的羟基与固化异氰酸酯基通过交联固化赋予涂膜良好的性能。因此，其对涂膜的性能起着决定性作用，影响涂膜的防塌陷性能，因此在设计配方时首先要选择合适的主体树脂。底漆用树脂一般选用相对分子量较大、丰满度较好且易于打磨的快干型醇酸树脂。 选用不同的醇酸树脂作为主剂所制备的聚氨酯涂料，其防塌陷性能均有较大的差别，由于在制备醇酸树脂时所采用的原材料不同以及生产工艺的差异，造成各树脂生产厂生产出的的醇酸树脂的相对分子质量大小及分布不一样，同时，羟基基团的含量和活性及支化情况也有较大差异，这些因素都会直接决定羟基与异氰酸酯反应活性的大小，从而影响涂膜的交联密度，对涂膜的性能及防塌陷性产生极大影响。 二、填料的影响 在涂装过程中，底漆作为底材与面漆的中间层，主要起着填充、增厚作用，它使得底材同面漆产生有机结合，提高了涂膜的丰满度，减少了面漆的用量，从而降低了涂装成本。为了提高底漆的打磨性和填充性，同时降低成本，一般会在底漆中添加硬脂酸锌以及滑石粉等填料，适量填料的加入不仅对施工性能有所改善，而且使得反应体系的物理交联点有所增加，从而增加了涂膜的填充性，提高了涂膜的交联性和致密性，并且能够有效防止面漆溶剂的渗透，改善涂膜的各项
2K 水性丙烯酸聚氨酯涂料的成膜物质体系2K水性丙烯酸聚氨酯涂料的研发开始于1988年。同年，启动了2K水性丙烯酸聚氨酯涂料在汽车修补漆方面的应用。1997年，第一代2K水性丙烯酸聚氨酯涂料上市。第一代水性丙烯酸聚氨酯产品的特点是需要较长的闪干时间和较慢的干燥速度，无法适应整车涂装工艺。因此，第一代水性丙烯酸聚氨酯涂料在市场上的份额较小。由于这一技术缺陷来源于其树脂体系的设计，因此很难客服第一代水性丙烯酸聚氨酯的技术缺陷。 第一代2K水性丙烯酸聚氨酯涂料使用的多元醇分散体含有大量的经过部分中和的羧基和非离子基团。这些基团使得多元醇能够实现自乳化和后续的稳定分散。这些多元醇分散体可以是聚丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯或其杂化树脂。为了保证2K水性丙烯酸聚氨酯涂料最终涂膜的充分和均匀交联，多元醇分散体和异氰酸酯固化剂混合后必须进行非常充分的搅拌。 常用的异氰酸酯固化剂有：(1) HDI三聚体及其亲水改性版； (2)IPDI三聚体及其亲水改性版；(3)疏水固化剂和亲水固化剂的混合版。将异氰酸酯固化剂乳化分散至多元醇分散体的方法有：(1)利用水性多元醇部分充分的乳化能力乳化油性的异氰酸酯固化剂；(2)在异氰酸酯上修饰足够的亲水基团，使其能够进行自乳化；(3)在体系中加入乳化剂；(4)结合上面的三种方案。 在设计水性丙烯酸聚氨酯涂料成膜物质时，需要考虑到的要点有：(1)限制成膜物质体系中总的亲水基团的含量，否则会降低最终涂层
的耐水性；(2) 成膜物质体系中的多元醇和固化剂必须能够被比较容易的混合均匀，市场比较青睐能够只通手动搅拌就能混合均与的成膜物质体系。 水性丙烯酸聚氨酯涂料的混合受到包含水性多元醇分散体的主漆粘度和固化剂粘度之间差异的影响。 水性丙烯酸聚氨酯涂料经常遇到的问题是涂膜的起泡。起泡的机制有：(1) 在空气喷涂的过程中，大量的气泡被限制在涂膜内，而水性涂料中的乳化剂成分会起到稳泡的作用，进而阻碍的涂膜中气泡的释放；(2) 在水性丙烯酸聚氨酯涂料中，固化剂中的异氰酸酯基能够与水反应生产二氧化碳，进一步加剧了涂膜中气泡的产生，多元醇分散体中的胺中和剂能够催化异氰酸酯与水的反应，进一步加剧了这一过程；(3) 在水性丙烯酸聚氨酯涂料中，多元醇分散体上含有大量的羧基，在干燥的过程中，羧基与固化剂上的异氰酸酯基团反应生成二氧化碳，进而产生气泡。
第六章聚氨酯涂料 第一节概述 一、聚氨酯涂料 聚氨酯涂料是聚氨基甲酸酯涂料的简称，它是以聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料。其分子中含有 －NH－COO－〔氨基甲酸酯〕和－Ｎ＝Ｃ＝Ｏ〔异氢酸酯〕特征键节的高分子物。 聚氨酯树脂是由各种异氰酸酯和含羟基化合物如聚酯多元醇以及聚醚多元醇等化合而成。聚氨酯树脂与其他树脂不同，如在聚酯树脂中除了烃基外只有酯键，在聚醚中只有醚键。而在聚氨酯树脂中，除了氨 酯键以外，尚可含有很多酯键、醚键、脲键、脲基甲酸酯键、三聚异氢酸酯或油脂的不饱和双键等，然而在习 惯上仍称为聚氨酯涂料。 聚氨酯涂料是一种综合性能优良的型涂料，尤其是耐磨性好，适宜于列车的涂装。聚氨酯涂料也被广 泛地用于地板、舰船甲板、纺织工业用纱管、尿素造粒塔的内壁以及飞机外壳，其耐化学腐蚀性，不仅 可与氯丁橡胶涂料、环氧树脂涂料等优良抗腐蚀涂料相媲美，而且装饰性也大大优于它们。聚氨酯涂料的附着力接近环氧树脂涂料。人们还可以通过配比的不同，有效的调整聚氨酯涂料的软性，可制得很硬的涂膜，或者是很松软的涂膜。而弹性体聚氨酯涂膜，其伸长率可达300—600％的高弹性，这几乎是一般涂料 所望尘莫及的。 由于聚氨酯涂料具有很多优点，使用范围广泛，所以进展很快，品种不断涌现，致可分以下几类： 1.潮气固化型聚氨酯料 这类涂料要特点是能在空气潮湿的环境中施工，自干较快，涂膜耐化学腐蚀，抗污及耐润滑油，耐 水等。 2.聚氨酯改性的涂料 这类聚氨酯涂料依靠空气中氧的作用而枯燥成膜，由于涂料中不含游离的异氰酸根，贮存稳定好， 耐油、耐溶剂性好，但流平性差，易变黄。目前品种尚少，主要品种有聚氨酯清漆。 3.催化固化型聚氨酯涂料 这类涂料品种不多，常用的有S01—5 等。由于使用了催化固化助剂，所以枯燥快，使用便利，涂 膜附着力也比较好，多用于木材、水泥等物面的地板漆、甲板漆等。 4.封闭型聚氨酯涂料 由于异氰酸根被苯酚封闭，免除了毒性，贮存时也不怕潮气影响。它需要烘烤成膜，其机械性能及 绝缘性能均比较好。 5.羟基固化型聚氨酯涂料 这类涂料，各组分分开包装，有底漆、面漆、清漆等配套系列产品，品种多，应用广，有各种颜色 的清漆、磁漆、腻子。它们的性能依据所含羟基化合物的种类和比例而变化。聚酯型是最通用的品种， 涂膜干性较聚醚型快；用蓖麻油醇酸树脂配成的聚氨酯涂膜耐候性好；用环氧树脂中含羟基化合物制成的聚 氨酯涂膜耐化学性强。这类涂料适用于金属，非金属等多种材料的涂装。 性能优良的聚氨酯涂料，已被广泛用于石油、化工、海洋、航空、机电、车辆以及木材、皮革、织物、电器等各方面，成为涂料工业中进展较快的一种型涂料。德国是使用聚氨酯涂料最早和最多的国家之一。早在本世纪四十年月，西德就开头进展聚氨酯涂料的工业生产。目前德国全部铁道车辆、运输用客车，几 乎都是用聚氨酯涂料涂装。本世纪五十年月中期，美国引进这个品种，六十年月后，日本、英国、法国、意大 利和苏联等国也都相继消灭聚氨酯涂料。我国也有二十余年使用聚氨酯涂料的历史。 二、聚氨酯胶粘剂 近年来，由于用聚氨酯改性环氧树脂与丙烯酸树脂等的各种树脂也在增多，对这类树脂的分类比较困难。一般来讲以多异氰酸酯和聚氨基甲酸酯(简称聚氨酯)为主体材料的胶粘剂统称为聚氨酯胶粘剂。从化学角度来讲聚氨酯胶粘剂包括多异氰酸酯、异氰酸酯预聚体和聚氨酯预聚体等，由其制成的胶 粘剂在性能上有差异，可以依据使用要求制成具有不同性能的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂对塑料、橡胶等多种材 料胶接性能优良，应用格外广泛。 由于聚氨酯胶粘剂分子链中含有异氰酸酯基(一NCO)和氨基甲酸酯基〔－NH－COO－〕，因而具有
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺 引言： 随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。 聚氨酯的合成工艺： 1.1 主要原材料准备和精制 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业品;聚醚多元醇（N220，相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4- 丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级；环氧树脂E- 20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA），工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N- 甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA）、乙二胺（EDA）、丙酮，分析纯，使用前用4A 分子筛干燥处理；偶氮二异丁腈（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂、流平剂、增稠剂，均为工业品。 1.2光引发剂 作为光固化材料的重要组成部分，光引发剂的作用是吸收一定波长的光能后产生活泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等，在空气中受O 2 的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O 2 的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮、硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可制得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以
涂料成膜物质的成膜机理 涂料是可以用来覆盖表面，改变表面性能和外观的一种物质。它包括涂料液、涂料粉、涂料膜和涂料基材等。涂料经过处理后，可以形成一层膜状物质，这样它才能在表面进行保护和装饰作用。所以，成膜技术在涂料行业占据着重要的位置，研究成膜机理是涂料行业的重点任务。 一般而言，涂料的成膜发生在涂料的干燥过程中，可以分为热成膜和光敏成膜两种方式。 热成膜是涂料行业最常用的成膜方式，热膜常常是涂料溶解体系中使用，在涂料被施加到具体表面之前就可以实现成膜。这种情况下，涂料在干燥阶段经过升温，涂料溶解体系的有机成分会迅速挥发，涂料的化学分子将结合在一起，形成一层膜。由于涂料溶解体系的化学物质能容易发生变化而产生膜，这样的成膜方法被称为溶剂沉积膜。 光敏成膜技术实际上是一种化学反应，是把光能转换到化学能量的过程。光敏剂是涂料行业用来实现光敏成膜的关键物质，它经过细胞分解或碳氢键断裂可以产生特定分子，从而形成膜。 在涂料成膜过程中，关键影响因素包括涂料配方、涂料溶解度、形成膜条件和用户使用膜的环境。其中，涂料配方是影响涂料成膜性能最大的因素，涂料配方的调整可以影响涂料的干燥速度、干燥效果和成膜效果等方面的性能。 另外，涂料溶解度也会影响涂料的成膜性能。如果涂料溶解度太高，涂料的成膜层可能会过薄，难以形成一层完整的膜，影响膜的稳
定性。另一方面，涂料溶解度过低，会影响涂料的粘度，从而影响涂料的施涂程度和均匀度。 在形成膜条件方面，温度是决定涂料是否形成膜的关键因素。一般来说，温度对涂料成膜的影响有两方面：一方面，温度过高会提高涂料的挥发性，增加化学变化的可能性；另一方面，温度过高会降低涂料的粘度，影响涂料的喷涂性能。 此外，用户使用膜的环境也会影响涂料的成膜性能。在这种情况下，涂料在施涂后，表面会受到空气湿度、温度、气流速度等环境因素的影响，从而影响涂料的成膜速度和膜的性能。 涂料成膜机理涉及到涂料配方、涂料溶解度、形成膜条件和用户使用膜的环境等，并且涉及到成膜技术的两种方式热成膜和光敏成膜。然而，根据涂料的不同特性，成膜过程也有很大差异，在不同情况下，需要根据涂料的特性采用不同的成膜方式。 因此，在涂料行业中，深入的研究成膜机理对提高涂料的性能十分重要，合理的成膜技术配置将会有效提升涂料的成膜品质，确保涂料更加稳定、性能更加优良。
例谈聚氨酯防水涂料的工程应用 西安天力大厦位于西安市科技四路与沣惠南路交汇处西北角，总建筑面积82051㎡。A座地下2层、地上26层，带纯地下室；B座地下2层、地上32层。防水设计为：A、B座地下室底板、地下室外墙、屋面及A座纯地下室顶板部分均采用氯化聚乙烯防水卷材配合聚氨酯涂料复合防水，A、B座厨、卫间采用双组分聚氨酯防水涂料。总防水面积达27000㎡。 聚氨酯防水涂料是一种反应型高分子类涂料，上世纪60年代最先在美国问世，开始是双组分，尔后为了方便施工开发了单组分，品种也多样化。该涂料有液体橡胶之称，综合性能优异是世界范围各国一致公认的，在涂料市场中占主导地位。双组分聚氨酯防水涂料应用技术在天力大厦工程中得到成功应用。 1、聚氨酯防水涂料成膜机理及性能特点 1.1成膜机理：双组分聚氨酯涂料，是通过在施工时将聚氨酯预聚体（甲组分）和固化剂（乙组分）按一定比例混合发生反应而固化成膜。 1.2性能特点及适用范围 1.2.1聚氨酯涂料的性能特点 （1）固化形成的聚氨酯涂膜综合性能好、强度高、延伸率大、弹性粘结密封性能好。 （2）具有聚氨酯橡胶的弹性，高温不流淌低溫不脆裂，在-35℃（双组分）下弯曲不裂。 （3）在常温下为无定型粘稠液态，涂刷于防水基层可形成连续的无接缝防水层，并易于任何复杂部位的施工，复杂细部的防水密封质量容易保证。 （4）化学反应固化成膜，与水性涂料相比较耐水性优异、耐疲劳、耐化学微生物的腐蚀。 （5）与基层粘结力强，冷施工操作方便。 1.2.2适用范围
适用于地下室和厕浴间、池、渠等工程防水，也可用于非暴露型屋面工程防水，涂膜防水屋面主要用于防水等级为III级、Ⅳ级的屋面防水，也可用作I级 II级屋面多道防水设防中的其中一道防水层。 2、聚氨酯防水涂料施工 2.1 涂膜防水系统构成及一般要求 （1）涂膜防水系统，由基层、主体涂膜防水层、阴阳角附加防水层、胎体增强层、密封构造及保护隔离层构成。 （2）防水基层，找平层表面应压实平整，充分干燥，不得有酥松、起砂、起皮现象；排水坡度符合设计要求，立面与水平面的交接处以及基层转角处做成圆弧，阴角直径大于50mm，阳角直径大于10mm，变形缝、裂缝应嵌封处理。 （3）涂膜附加防水层，在阴、阳角、管根、施工缝、变形缝、裂缝以及桩基础等细部均设附加防水层，厚度宜在1mm左右。主体涂膜防水层，地下工程涂膜防水层厚度2.0mm，屋面工程采用两道防水复合使用时，其中一道聚氨酯的厚度不应小于1.5mm，一道设防时（厨卫间等）厚度不应小于2mm。 （4）在涂层间夹铺胎体增强材料时，位于胎体下面的涂层厚度不小于1.0mm，上层涂膜厚度不小于0.5mm。 （5）密封处理，涂膜防水层收头均多遍涂刷封严，密封涂膜厚度宜为1.0mm。 （6）涂膜防水必须设置保护隔离层，如采用水泥砂浆或块材等刚性保护层时，在涂膜与保护层之间设置隔离层。 2.2施工工艺流程及操作要点 2.2.1工艺流程见下图 2.2.2施工准备及作业条件 （1）基层处理，对防水基层进行检查，对不符合要求的缺陷必须进行前期处理，对细微裂缝也应用密封材料填平，管道根部凹槽的嵌缝处理，对凹凸不平处铲平处理以及对尘土杂物彻底清扫干净。 （2）材料准备 ①主体聚氨酯防水涂料质量应符合国家标准GB/T19250-2003的要求。
地下室外墙防水施工方案 一.涂膜防水系统简介 1、涂膜固化原理： 单组份聚氨酯涂料是化学反应型涂料。它是由含羟基的大分子化合物与过量的多异氰酸酯化合物反应，生成以-NCO基为端基的多异氰酸酯预聚体。预聚体中的-NCO基与空气中的水分发生反应，生成脲键而固化，形成高弹性、坚固耐用的无接缝防水膜，涂料有液体橡胶之称。 2、特点： 1）涂料在施工固化前为无定形液体,对于任何形状复杂、管道纵横和变截面的基层均易于施工，形成一层柔韧、无接缝的整体涂膜防水层。 2）固化后的防水涂膜具有优异的物理力学性能，具有很好的弹性、拉伸性能和超乎寻常的耐低温性能，可在-59℃下弯曲保持不裂；与混凝土、木质、金属等基层粘结力强，其固有弹性可弥合因结构变形引起的基层裂缝； 3）对细部节点有特殊的密封处理措施，保证了涂膜防水层的整体密封。 4）在使用时不需要现场配料，无需加入任何溶剂，不需搅拌，开盖即用，省时省工。5）防水涂料根据粘度的不同分为两种类型，分别适用于垂直基层和水平基层。 6）单组分聚氨酯涂料不含焦油、沥青和苯、甲苯等有害物质，是纯聚氨酯型，不污染环境；而且在使用过程中不掺兑溶剂，免除了有毒溶剂对环境的污染和对人身的伤害。 二.施工工艺 1、施工准备： 在熟悉工程的结构、掌握工程防水要求并到施工现场察看作业条件的基础上编制施工方案；选派有经验的工程技术人员作为项目管理，挑选有经验的施工人员持证上岗进行施工。 2、基层准备： 1）基层质量对于防水工程非常关键。砂浆或混凝土找平层应抹平压光；除去基层表面的浮灰和其它突出的杂物，修补抹平蜂窝、孔洞等缺陷；使基层表面达到坚实平整和充分干燥的要求，无凹凸、松动、起皮、裂缝、麻面等现象；对于基层上较为明显的裂缝，则应做附加防水处理。 2）找平层与突出平面基层交接处的阴阳角均应做成半径为25mm的圆弧形； 3）基层应无油脂、灰尘杂物等影响涂膜粘结的物质；干燥程度达到要求，含水率不大于9%（含水率简易测试方法：可在基层表面上干铺一块1m²防水卷材，静置3-4h后掀开检查，覆盖卷材部位无明显水印，即视为含水率达到要求，可以施工）。 4）气候条件要求：在风沙天、雨天和预报有雨的天气不得施工，雨后应立即除水并待基层干燥后方可施工。 3、底涂施工： 对于干燥、坚实、干净的混凝土和砂浆基层，可不涂刷底涂，直接涂刷涂膜；也可根据基层状况，在基层上薄涂一层作为底涂。底涂干燥后，才能进行下一道工序。 4、涂膜防水层施工： 工艺流程:检查施工准备情况基层处理附加防水层施工大面防水层涂布收头密封处理防水层质量检查及验收及保护层施工 1）将施工基层面彻底清理干净，达到干净、干燥要求后，即可进行涂膜防水层的施工。2）涂布单组分聚氨酯防水涂料：
1、油性漆 组成成份： 植物油，天然树脂，合成树脂 固化机理： 固化成膜是靠油分子吸收空气中的氧，发生氧化聚合反应的结果。这一反应过程，在常温条件下进行的极为缓慢。 漆膜性能： 此类漆的干燥成膜速度较慢。 6、7h 柔软性好但硬度低。 其综合性能与当代应用最多的聚氨酯漆相比，相差很大。 2、硝基漆 组成成份： 硝化棉，合成树脂，增塑剂，燃料或颜料，混合溶剂 固化机理： 涂层干燥主要靠漆中所含溶剂的蒸发。硝基漆属典型的挥发型漆，一旦涂层中所含溶剂全部挥发完毕，涂层便干燥固化，变成固体漆膜，在这一成膜过程中没有任何成膜物质的化学反应发生。 漆膜性能： 优点 （1）干燥快；10min表干 （2）单组分漆，施工方便；
（3）装饰性好； （4）漆膜坚硬耐磨； （5）具有一定的耐水性、耐油性、耐污染与耐稀酸性； 易于修补，因是溶剂型漆。 缺点 （1）耐碱性差、耐热耐寒性都不高； （2）固体分含量低、漆膜xx差； （3）挥发分含量高。 3、PExx 组成成份： 不饱和聚酯树脂，苯乙烯（溶剂），引发剂、促进剂，阻聚剂、隔氧剂着色颜料、体质颜料，染料 固化机理： 不饱和聚酯与苯乙烯之间的共聚反应是游离基聚合反应，反应能够进行首先必须有游离基存在，引发剂就是一些能在聚酯漆涂层中分解游离基的材料。 漆膜性能： 聚酯漆固体分含量接近100％，涂料转化率极高，涂饰一次便可形成较厚的漆膜，可以减少施工涂层数，施工周期短，施工过程中基本没有有害气体的挥发，对环境污染小。 4、PUxx 组成成份： 多异氰酸酯，多羟基化合物（xx）
固化机理： 甲、乙两组分平时分装，临使用时将两个组分按一定比例混合均匀涂于基材表面，靠异氰酸基与羟基的化学反应，交联固化形成聚氨酯漆膜。 漆膜性能： 优点 （1）漆膜具有良好的物理机械性能，坚硬耐磨。 （2）漆膜附着力好，尤其对木材附着力更好。-特别适合做底漆 （3）具有优异的耐化学腐蚀性能。 （4）涂层能在高温下烘干，也能在低温固化。 （5）漆膜弹性较好。 （6）漆膜具有很高的耐热、耐寒性。制品可在－40℃到120℃条件下使用。 （7）聚氨酯不仅能独立制漆，还能与其他树脂混合配漆，以适应不同使用要求。 （8）漆膜平滑光洁、丰满光亮、有很高装饰性。 缺点 1.双组分漆调漆使用不便，配漆后有施工时限； 2.漆中含有部分游离异氰酸酯，人体吸入有碍健康，应加强通风； 3.异氰酸酯很活泼，对水、潮气、醇类都很敏感，贮存需要密封； 5.对施工条件要求较高，施工中宜避水。成膜质量易受潮气、水分影响，稍有不慎，可能会出现针孔气泡等缺陷。 6.漆膜长期暴露于日光下会很快失光、粉化、泛黄。因此，不宜用于户外。
溶剂型聚氨酯湿法成膜机理及影响因素
溶剂型聚氨酯湿法成膜机理及影响因素 摘要：介绍了PU树脂微细多孔层膜湿法成膜的机理，影响因素。 关键词：聚氨酯；凝固浴；湿法加工 正文：所谓湿法凝固成型，俗称湿法。一般采用溶剂型聚氨酯涂层剂。涂覆在基布表面或者浸渍基布，然后进入“水-DMF”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜或填充体。由于这种成型过程需要在含水的凝固液中凝固，所以被称为“湿法工艺”。 一.溶剂型聚氨酯湿法成膜机理 1. PU树脂微细多孔层膜湿法涂布加工机理 美国杜邦公司最早的人造革制造技术曾用此法，其最大特点是透湿性与耐水压性。其薄膜的形成机理为：当PU树脂与DMF有机溶剂置于水中浸渍后，聚合物间强烈的分子凝聚力及DMF与水的亲和力两种特性，使得DMF 在水中溶出的同时，PU树脂凝固成为微细多孔状；在瞬间接触凝固液的表面凝析出聚合物层膜，并在强烈的渗透压作用下，涂布液内
的 DMF急速的逸出，在近表层处因DMF流出的痕迹，使层膜表面残留垂直的细表空隙，而凝固时溶剂逸出的大小及涂布液聚合物的浓度，都将影响微细多孔层膜的性质，此即为调节微细多孔层膜的手段，另外，在PU树脂涂布液中，亦可添加有机溶剂不溶，但可为水溶解的物质，如：盐类、淀粉、CMC等，当PU树脂固化后，再水洗去除，以形成微孔。 2.溶剂型聚氨酯的湿法凝固曲线 合成聚合物膜的湿法成形实际上是高聚物溶液在凝固浴中发生相分离的过程,要想解决湿法成形的定量化问题,首先必须清楚地划分出聚合物-溶剂-凝固剂三元组分发生相分离的区域,以此来考查体系在成形过程中所处状态.通过浊度滴定法来测定,得到的仅仅是很小部分的聚合物体系的相分离线,因为只有对于粘度不大的聚合物溶液(一般为1%)进行凝固剂滴定,才能较准确地表示出热力学相平衡线.对于物质的浓度相对较高的体系,只有从高聚物溶液的热力学性质出发,借助于Flory-Huggins理论来描绘出体系的热力学相图. 三元组分的热力学较复杂,为了清楚起见,可以首
聚氨酯的化学原理 聚氨酯是一种由多元醇和异氰酸酯反应生成的的高分子材料。它的化学原理主要基于“链增长”和“异氰酸酯反应”。 一、链增长 在聚氨酯的合成过程中，多元醇和异氰酸酯首先进行初级反应，生成氨酯基团。这些氨酯基团具有高度的活泼性，能够与其它异氰酸酯再次发生反应，形成更长的分子链。这个过程可以多次重复，使分子链不断增长。分子链的增长使得聚氨酯的分子量变大，最终形成具有所需性能的高分子材料。 二、异氰酸酯反应 异氰酸酯是一种具有高度反应性的化合物，可以与多元醇、胺、水等许多物质发生反应。在聚氨酯的合成中，异氰酸酯与多元醇反应生成氨酯基团，然后这些氨酯基团再与其它异氰酸酯反应，使分子链增长。除了生成氨酯基团外，异氰酸酯还可以与胺或水反应生成脲基或氨基甲酸酯基团，这些基团也可以作为聚合反应的活性中心，进一步增长分子链。
三、交联反应 在某些情况下，聚氨酯的分子链之间也可以发生交联反应，形成三维网络结构。这种交联反应通常需要在催化剂的存在下，通过加热或加压实现。交联反应可以提高聚氨酯的硬度、强度和耐热性能。 四、发泡反应 聚氨酯常被用于制备泡沫材料，这得益于其发泡反应。在发泡过程中，化学发泡剂分解产生气体（如二氧化碳或氮气），这些气体在聚氨酯基体中形成气泡。随着气泡的形成和长大，聚氨酯体积增大，形成泡沫材料。这种发泡反应可以用于制备轻质、隔热性能好的材料。 总的来说，聚氨酯的化学原理是基于多元醇和异氰酸酯的链增长和交联反应，通过控制这些反应，可以合成出具有各种优异性能的聚氨酯材料。从简单的弹性体到复杂的泡沫材料，聚氨酯的化学原理都被广泛应用和发挥。 聚氨酯的化学原理 聚氨酯是一种由多元醇和异氰酸酯反应生成的的高分子材料。它的化学原理主要基于“链增长”和“异氰酸酯反应”。 一、链增长