聚氨酯基础知识(通俗版)
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Special Report 专题报道
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异
氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、
酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。根据所用原料的不同,可有不同性质的产品,一般为聚酯型和聚醚型两 类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等 聚氨酯是一种新兴的有机高分
子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于建筑、汽车、轻工、纺织、石化、冶金、电
子、国防、医疗、机械等众多领域。 ’ 1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯,并以此为基础
进入工业化应用,英美等国1945~1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955
年从德国Bayere ̄及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。2o世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步,
近1o多年发展较快。
我们通常意义上所说fltjTDl、MDI、AA等产品属于聚氨酯原料,而不能称为聚氨酯产品。聚氨酯原料主要
包括:异氰酸酯、聚酯多元醇(由多元醇和多元酸反应生成,常用的多元酸有己二酸,常用多元醇有1,2丁
二醇、乙二醇等)、聚醚多元醇(常用的有PPG、POP、PTMEG等)、溶剂(常用的有DMF、TOL、MEK
等)、扩链剂(常用的有BDO)以及各种助剂。
异氰酸醋 异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称。若以一NCO基团的数量分类,包括单异氰酸酯R—N=C=O ̄n--异
氰酸酉旨O=c=N_R—N=c=O及多异氰酸酯等。目前应用最广、 产量最大的是有:甲苯二异氰酸酯(ToIuene
Diisocyanate,简称TDI);二苯基甲烷二异氰酸酯(Methylenediphenyl Diisocyanate, ̄,MDI)。:
聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或 / 及小分子多元醇、多元胺 或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。
通过改变原材料种类及组成,可以大幅度地改变产品形态及其性能,得到 从柔软到坚硬的各种产品。 聚氨酯材料可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强 度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性,具有优异的综合性能 。
聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶 粘剂、密封胶、 合成革涂层树脂、 弹性纤维等, 广泛应用于现代工业和日常生活 的许多领域。
异氰酸酯, Isocyanate
异氰酸酯是含有活性NCO基团一类化合物,包括单异氰酸酯和二异氰酸酯 以及多异氰酸酯等。
单异氰酸酯是有机合成的重要中间体,可制成一系列杀虫剂、除草剂,也 用于改进塑料、织物、皮革等的防水性。 TI ,对甲苯磺酰异氰酸酯,一种很常用 的密封胶的脱水剂和吸水剂。
二异氰酸酯和多异氰酸酯用于合成聚氨酯泡沫、橡胶、弹性体、涂料和胶 粘剂等材料。目前应用最广、产量最大的是:甲苯二异氰酸酯( Toluene Diisocyanate,简称
TDI);二苯基甲烷二异氰酸酯(Methylenediphenyl Diisocyanate ,简称 MDI)。 这两类异氰酸酯及其衍生物,由于分子中苯环和 NCO相邻,其制品时间长了会有一定黄变效应。
非黄变的异氰酸酯,如 HDI、IPDI、HMD、XDI等
TDI
工业常用的 TDI 是 2,4-TDI 和 2,6-TDI 两种异构体的混合物, 3 种常用的 牌号: TD I-80/20 , TDI-100 和 TDI-65/35 。前面的数字表示组成中 2, 4-TDI 的 含量。
分子量:174,NCO含量为48.3%,无色透明液体,易挥发刺激性气体,剧 毒,对人体毒害较大,运输、处置、储存都需要采取预防措施,确保安全。
MDI
分子量:250, NCO含量33.6%。一般有2,4 ' -MDI和4,4 ' -MDI两种异构 体。
聚氨酯基础知识
《走进聚氨酯的奇妙世界》
嘿,朋友们!今天咱来聊聊聚氨酯这个有点神秘又超级实用的玩意儿。
你知道吗,这聚氨酯就像是一个神奇的小精灵,在我们生活的方方面面都施展着它的魔法呢!比如说,你每天坐的那舒服的沙发,里面很可能就有聚氨酯的功劳呀。它让沙发变得软软的,让你一坐下去就不想起来啦。
再看看咱穿的鞋子,那鞋底也可能有聚氨酯的身影哟。它让咱走路的时候感觉更稳当,还特别耐磨,能陪咱走好长好长的路呢。
还有啊,那些漂亮的建筑外墙保温材料里也有它呢。冬天能帮我们挡住寒冷,夏天又能把热气挡在外面,就像给房子穿上了一件保暖又隔热的外套。
聚氨酯就像是一个多面手,哪儿都能露一手。它有时候很坚韧,可以用来制作坚固的零部件;有时候又很柔软,给我们带来舒适的体验。
我记得有一次,我去一个工厂参观,就看到工人们在忙碌地生产聚氨酯制品。那场景可热闹了,机器轰鸣,工人们熟练地操作着。我当时就特别好奇,这小小的聚氨酯怎么就能有这么大的能耐呢?后来听了工作人员的讲解,我才恍然大悟,原来它有这么多优秀的特性呀。
想象一下,如果没有聚氨酯,我们的生活可能会变得很不一样哦。沙发可能没那么舒服了,鞋子可能没那么耐穿了,房子也可能没那么保暖隔热了。
它虽然不起眼,但真的超级重要呢!就像我们生活中的很多小细节一样,平时可能不怎么注意,可一旦没有了,就会感觉缺了点什么。
所以啊,可别小看这聚氨酯,它可是在默默地为我们的生活贡献着力量呢!它是我们生活中不可或缺的一部分,让我们的生活变得更加美好、更加舒适。希望大家以后再看到聚氨酯制品的时候,能想起这个神奇的小精灵为我们做的一切哦!让我们一起为聚氨酯点赞吧!
聚氨酯基本知识概括
聚氨酯届于反应型高分子材料,其中的氨基甲酸酯基团是由异割酸酯官能团 和羟基反应生成的。聚氨酯是由聚业氨酯和多元醇在催化剂和其它助剂存在下加 成聚合反应而生成。如此,聚业氨酯是一个含有两个以上异割酸官能团的分子, 而多元醇是一个含有两个以上羟基官能团的分子。商业制造时,液态异割酸酯和 包含多元醇、催化剂和其它助剂的混合物反应生产聚氨酯,这两种组分即通常所 指的聚氨酯配方体系。北美称异割酸酯为 A组分,或叫“ISO”,多元醇和其它 助剂的混合物被称为B组分,或叫“POLY ”,这种混合物有时也被称作树脂或 树脂混合物。在欧洲,A组分和B组分正好相反。树脂混合的主剂可以包括链 增长剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料。
一、聚氨酯的结构与性能
聚氨酯可看作是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物(〜软段〜硬段〜软 段〜硬段〜软段〜)。软段由低聚物多元醇(通常是聚酰或聚酯二醇)组成,硬 段由多异割酸酯或其与小分子扩链剂组成。由于非极性、低熔点的软段与极性的、 高熔点的硬段热力学不兼容,产生微观相分离,在聚合物体内部形成相区或微相 区。而聚氨酯的粘弹性就来自硬段和软段的相分离。 聚氨酯中存在氨酯、脉、酯、
酰等基团产生广泛的氢键,其中氨酯和脉键产生的氢键对硬段相区的形成具有较 大的贡献。聚氨酯的硬段起增强作用,提供多官能团度物理交联(即形成氢键而 起“交联”作用),软段基体被硬段相区交联。
软段是由低聚物多元醇构成的,这类多元醇的分子量通常在600-3000之间。 一般来说,软段在PU中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异割酸酯制备的 PU 性能各不相同。软段的结晶性对最终聚氨酯的机械强度和模量有较大的影响。 特
别在收到拉伸时,由于应力而产生的结晶化(软段规整化)程度越大,拉伸强度 越大。PU结晶性与其软段低聚物的结晶性基本一致。结晶作用能成倍地增加粘 结层的内聚力和粘结力。软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响。