聚氨酯制备

第2章实验部分2.1实验原料及仪器2.1.1实验原料实验用到的主要试剂见表2.1。

表2.1实验主要原料试剂名称缩写纯度生产厂家甲苯二异氰酸酯TDI 分析纯上海凌峰化学试剂有限公司聚氧化丙烯二醇1000 PPG1000 工业级天津石化三厂聚氧化丙烯二醇2000 PPG2000 工业级天津石化三厂聚氧化丙烯二醇2000 TDB2000 工业级天津石化三厂聚四氢呋喃醚二醇1000 PTMG1000 工业级天津石化三厂聚氧化丙烯三醇1000 TMN1000 工业级天津石化三厂凤凰牌环氧树脂6101E-44 工业级江苏三木化工集团有限公司正丁醇n-butanol 分析纯国药集团化学试剂有限公司三羟甲基丙烷TMP 工业级天津市博迪化工有限公司2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯Tx-2分析纯国药集团化学试剂有限公司二端氨基低聚醚胺D2000工业级江苏三木化工集团有限公司三端氨基低聚醚胺T403工业级江苏三木化工集团有限公司盐酸HCl分析纯国药集团化学试剂有限公司碳酸钠Na2CO3分析纯国药集团化学试剂有限公司二正丁胺C2H8N2分析纯国药集团化学试剂有限公司丙酮C3H6O分析纯国药集团化学试剂有限公司乙醇C2H6O分析纯国药集团化学试剂有限公司乙醇C2H6O工业级哈尔滨华信化工有限公司2.1.2实验仪器实验室用的主要仪器设备见表2.2。

表2.2实验使用的主要仪器设备设备名称设备型号生产厂家环境力学分析谱仪粘弹仪DMA 50法国METRA VIB公司动态热分析仪DMA+450法国METRA VIB公司差示扫描量热仪（DSC）Q800 美国TA公司的Q800 FT-IR Spectrometer FT-IR 200美国V ARIAN公司数显邵尔A硬度计TH-200 北京时代之峰科技有限公司FA2004型电子分析天平FA2004上海天平仪器厂DK-98-1电热恒温水浴锅DK-98-1天津市泰斯特仪器有限公司电热恒温真空干燥箱DZF上海跃进医疗器械厂数显式鼓风干燥箱GZX-GF-Ⅱ上海跃进医疗器械厂2.2材料的制备2.2.1阻尼层材料约束复合阻尼材料主要由约束层和阻尼层共同组成，阻尼层材料主要为复合材料提供阻尼性能。

化工加工中的聚氨酯制备技术聚氨酯是一种重要的高分子材料，具有很高的物理、化学性能，广泛应用于建筑、汽车、航空、电气、纺织、鞋材、涂料等领域。

化工加工中的聚氨酯制备技术多样，下面就聚氨酯制备技术进行深入探讨。

一、聚氨酯产生机理聚氨酯的产生是一种聚合反应，具体的化学反应机理如下所示：以聚酯型聚氨酯为例，聚酯二元醇一般与聚异氰酸酯在一定条件下反应，产生短链的酰胺酸酯。

随后，酰胺酸酯发生延长反应，其中的异氰酸酯结构单元与新的酯醇结合，从而引发聚合反应，形成聚氨酯。

二、聚氨酯制备技术（一）聚氨酯制备工艺流程聚氨酯的制备过程通常包括以下几个步骤：1.原材料的选用（聚酯、聚醚、聚氨酯等）2.材料的称量和混合3.聚合反应（常压、真空或压力反应）4.成品检测和包装（二）聚氨酯制备工艺聚氨酯材料的制备工艺可以分为两大类，即低压成型和高压成型。

低压成型的生产工艺适用于开发各种聚酯型、聚醚型和聚脲酸型耐磨、耐化学损伤、热塑性和热固性聚氨酯材料。

高压成型工艺是现代聚氨酯生产的标准工艺之一，它可以制造出各种硬度、颜色、纹理、线条和结构的聚氨酯制品，同时也可以生产出复合材料、粘合剂、封装材料、隔音材料、楼板、隔热材料和其他材料。

这种工艺方式一般有两种：一种是硬质泡沫塑料的高压成型工艺，另一种是弹性泡沫塑料的高压成型工艺。

（三）聚氨酯泡沫塑料制备技术聚氨酯泡沫塑料一种新型的复合材料，主要用于保温、隔音、填充、包装、运输和建筑行业。

根据不同的用途和工艺要求，聚氨酯泡沫材料可以通过以下两种方式得到：1.常压泡沫制备技术常压发泡就是在常压下，通过在聚氨酯反应体系中加入发泡剂，经适当混合后，使其发生聚合反应并形成一定的泡沫体系。

该工艺的特点是原料成本较低，但泡沫质量差，泡沫细胞粗糙不均匀，导致抗拉和抗压强度较低，而且表面性能较差。

2.高压灌注泡沫制备技术高压灌注泡沫是在高压下，聚氨酯材料经高压泵和灌注设备将聚氨酯材料灌入腔体中，然后在规定的时间内加入发泡剂，并使聚氨酯聚合反应发生聚氨酯泡沫生产，其特点是泡沫细胞均匀、细腻、坚实，泡沫层间粘结牢固，表面光滑、平坦、耐磨损、抗老化.三、总结聚氨酯制备技术的应用范畴很广，无论是在建材、汽车、电子、鞋材、涂料等领域，都扮演着重要角色。

聚氨酯pu合成化学聚氨酯（Polyurethane，简称PU）是一种高分子化合物，由多元醇、异氰酸酯和助剂等原料经过化学反应制得。

它具有优异的耐磨性、耐油性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐老化性、高弹性、高强度等特点，广泛应用于家具、汽车、建筑、航空、电子等领域。

聚氨酯的合成化学主要包括预聚物的制备、扩链反应和交联反应三个阶段。

一、预聚物的制备预聚物是聚氨酯合成的第一步，主要通过多元醇与异氰酸酯的反应制得。

多元醇是聚氨酯的主要原料之一，常见的有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇等。

异氰酸酯是聚氨酯的另一个主要原料，常见的有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）等。

预聚物的制备过程通常分为两个阶段：预聚合和分散。

预聚合是指在一定的温度和压力下，将多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含有异氰酸酯基团的预聚物。

预聚合过程中，异氰酸酯基团与多元醇分子中的羟基发生反应，形成氨基甲酸酯键。

预聚合的目的是使多元醇与异氰酸酯充分反应，提高反应程度，降低残留的异氰酸酯基团含量。

分散是指将预聚物与溶剂混合，形成均匀的溶液。

分散过程中，预聚物与溶剂之间发生相互作用，形成稳定的分散体系。

溶剂的选择对聚氨酯的性能有很大影响，常用的溶剂有丙酮、乙酸丁酯、甲苯等。

二、扩链反应扩链反应是聚氨酯合成的关键步骤，主要通过添加扩链剂将预聚物中的异氰酸酯基团转化为脲基或氨基甲酸酯基团，实现聚氨酯分子链的延长。

扩链剂是一类具有活性氢原子的化合物，常见的有水、二元醇、二元胺等。

扩链反应通常分为两个阶段：链引发和链增长。

链引发是指在扩链剂的作用下，预聚物中的异氰酸酯基团与扩链剂中的活性氢原子发生反应，生成脲基或氨基甲酸酯基团。

链引发过程中，异氰酸酯基团与活性氢原子之间的反应是可逆的，可以通过调整反应条件来控制反应程度。

链增长是指在链引发的基础上，继续添加扩链剂，使聚氨酯分子链进一步延长。

链增长过程中，新的扩链剂分子与已经形成的脲基或氨基甲酸酯基团发生反应，生成新的脲基或氨基甲酸酯基团。

_聚氨酯生产工艺及注意事项聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于汽车、建筑、家具、鞋材、饰品等行业。

聚氨酯的生产工艺及注意事项对于产品质量和生产效率至关重要。

下面将详细介绍聚氨酯生产工艺及注意事项。

一、聚氨酯生产工艺聚氨酯的生产包括原料的配制、反应体系的组装、反应过程控制、模具成型、固化、后处理等步骤。

下面是一个典型的聚氨酯生产工艺流程。

1.原料的配制：聚氨酯的生产主要有两类原料，即多元醇和多异氰酸酯。

根据产品的要求，选择合适的多元醇和多异氰酸酯进行配制。

在配制过程中需注意原料的纯度和贮存条件。

2.反应体系的组装：将多元醇和多异氰酸酯按照一定的比例混合，形成混合液。

混合液的配比很关键，需要根据实际情况进行调整。

3.反应过程控制：将混合液放入反应釜中，通过调节反应温度、搅拌速度、反应时间等参数，控制反应过程。

反应过程中需注意加热和冷却速度，控制反应温度的均匀分布，以避免产生失效区和品质不佳的产品。

4.模具成型：将反应好的聚氨酯液体倒入模具中，根据产品的形状和尺寸进行成型。

模具的设计和制备需要考虑到产品的特点和要求，以保证成型效果和产品质量。

5.固化：将成型后的聚氨酯放入固化室中，进行固化处理。

固化时间和温度需要根据具体的产品而定，以确保聚氨酯完全固化。

6.后处理：完成固化后，进行产品的后处理工序，包括去除模具、清洁和修整等。

注意保持产品的外观和性能。

二、注意事项1.原料选择：聚氨酯的品质很大程度上取决于原料的选择。

选用纯度高、稳定性好的原料，并根据产品的要求进行合理的配比。

2.反应条件控制：反应过程中需严格控制温度、压力、搅拌速度等参数，以确保反应体系的均匀混合和反应的充分进行。

3.模具设计：模具的设计要考虑到产品的形状和尺寸要求，避免出现模具无法脱离或成型不完整的情况。

4.固化处理：固化时间和温度的选择要根据产品的要求进行调整。

固化时间过短会导致固化不完全，固化时间过长则会影响生产效率。

5.质量检验：聚氨酯生产过程中需要进行质量检验，包括原料的检验和产品的质量抽检。

聚氨酯的成分
聚氨酯是一种由异氰酸酯和多元醇制备而成的高分子化合物。

它是一种重要的聚合物，在生产中广泛应用于制备聚氨酯泡沫、弹性体、涂料、胶粘剂、封胶剂等。

聚氨酯的主要成分如下：
1.异氰酸酯
异氰酸酯是制备聚氨酯的必要原料之一。

它是一种含有NCO基团的化合物。

在制备聚氨酯的过程中，异氰酸酯与多元醇通过反应形成聚氨酯。

2.多元醇
多元醇是制备聚氨酯的另一种必要原料。

多元醇通常具有两个或两个以上的羟基基团，与异氰酸酯反应，可形成聚氨酯。

3.催化剂
催化剂是制备聚氨酯的关键之一。

它可以加速异氰酸酯与多元醇之间的反应。

常用的催化剂有有机锡化合物、有机铅化合物、有机锑化合物等。

4.助剂
助剂也是制备聚氨酯过程中不可或缺的。

助剂的种类很多，常用的有表面活性剂、防火剂、光稳定剂、增塑剂等。

这些助剂可以改善聚氨酯的性能和使用效果，提高产品质量。

总之，聚氨酯的制备需要多种原料和助剂的配合，其中异氰酸酯和多元醇是重要的基础原料，催化剂和助剂的加入可以改善聚氨酯的性能和使用效果。

聚氨酯材料的制备及性能研究聚氨酯是一种重要的高分子化合物，具有优异的物理性能和化学性能。

一、聚氨酯的制备方法聚氨酯的制备方法包括聚酯型、聚醚型、聚氨酯醇型和聚异氰酸酯型。

其中，聚酯型和聚醚型是最常用的制备方法。

1.聚酯型聚酯型聚氨酯是由多羟基醇和多酸酐或多元酸酐经缩酐反应制备而成的。

常用的多羟基醇有聚酯多元醇、聚醚多元醇等，常用的多酸酐或多元酸酐有己内酰胺、苯酰胺等。

2.聚醚型聚醚型聚氨酯是由聚醚多元醇和二异氰酸酯经缩合反应制备而成的。

其反应机理为二异氰酸酯与聚醚多元醇的反应，生成聚氨酯。

二、聚氨酯材料的性能特点聚氨酯材料具有优异的物理性能和化学性能。

1.力学性能聚氨酯材料的力学性能优异。

硬度高，强度大，可根据需要进行调整。

2.热性能聚氨酯材料的热性能良好，可在-40℃~-120℃温度范围内工作。

3.化学性能聚氨酯材料的化学性能良好，耐油、耐溶剂、耐酸、耐碱等。

4.耐磨性聚氨酯材料的耐磨性良好，是一种优良的磨损材料。

三、聚氨酯材料的应用领域聚氨酯材料广泛应用于机械制造、矿山冶金、工业制造、汽车制造等领域。

具体应用如下：1.制造耐磨零件聚氨酯材料制成的零件具有耐磨、耐腐蚀等特性，可用于制造磨损部件。

2.制造机械密封件聚氨酯材料具有优异的密封性，可用于制造机械密封件。

3.制造输送带聚氨酯材料的耐磨性良好，是一种优良的制造输送带材料。

4.制造植入物聚氨酯材料具有良好的生物相容性，可用于制造植入物。

四、聚氨酯材料的发展趋势聚氨酯材料的发展趋势是注重材料的高性能化、低污染化和环保化。

未来，聚氨酯材料的应用领域将更加广泛，技术也将更加成熟，发展前景广阔。

总之，聚氨酯材料是一种重要的高分子化合物，具有优异的物理性能和化学性能，未来发展前景广阔。

水性聚氨酯的制备1、原料聚醚二元醇（PPG，分子量为2000和1000），2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸，丙酮（工业品），2-甲基-2-氨基-7-丙醇。

2、合成制备水性聚氨酯的主要方法有：丙酮法、预聚体直接分散法、熔融分散法、酮距胺法和酮丫嗪法等按照水性化方法不同，水性聚氨酯的制备又可以分为内乳化法和外乳化法。

内乳化法，又称自乳化法，是因聚氨酯链段中含有亲水性成分，无需乳化剂即可得到稳定的乳液的方法。

外乳化法，又称强制乳化法，若分了链中仅含少量或者不含亲水性链段或基团必须添加乳化剂，凭借外力进行乳化。

1）丙酮法亲水的异氰酸酯预聚物和扩链剂的扩链反应在溶剂丙酮中进行，故称之为丙酮法。

由于聚合物的合成反应在均相的溶液中进行，故再现性很好。

水性聚氨酯树脂合成好以后，再加水乳化，最后减压抽出丙酮溶剂就可得到粒径较小的聚氨酯分敞体。

这种方法是经典的方法，浚方法的优点是试验重现性好，得到的聚氨酯水分散体粒径小，稳定性好；但该方法也有缺点，那就是试验过程中丙酮的大量使用，而且还得将丙酮减压抽出，制备工艺复杂，生产成本较大。

2）预聚体直接分散法该方法是合成聚氨酯分散体的一个普通方法。

先制得亲水性的预聚体，当然预聚体含有游离的异氰酸酯基团，然后将预聚体和水混合，扩链反应是预聚体和扩链剂在水中进行。

本人在这种方法基础上对此方法进行了改进，得到了一种方法把它罩尔之为边扩链边分散法，运用这种方法成功合成了长期稳定的水性聚氨酯分散体，而且在合成过程中不使用溶剂，简化了制备工艺，节约了合成成本。

3）熔融分散法将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止生成亲水性的双缩二脲离聚物，在将其在甲醛水溶液中分散，使发生羟甲基阳离子型水性聚氨酯发生反应。

4）外乳化法外乳化法是最早使用的制备水性聚氯酯的方法，它是1953年美国Du Pont公司的、V Yandott发明。

选取制成适当分子量的聚氨酯预聚体或其溶液，然后加入乳化剂，在强烈搅拌下强制性地将其分散于水中，制成聚氨酯乳液或分散体。

聚氨酯由两相来组成，包括软段和硬段，软段是长链多元醇，硬段是由异氰酸酯和扩链剂构成。

聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应先生成预聚体，然后与扩链剂反应硫化制得。

有时使用“一步法”来合成聚氨酯以降低成本和增加反应速度。

所谓“一步法”就是将多元醇、异氰酸酯及扩链剂混合，一步反应生成聚氨酯。

对于合成聚氨酯来讲，大家都知道,其所有成份极易吸水,Dupont公司的聚醚在船运期间进行有效干燥,厂家能够直接使用。

在操作期间水分经常偶然进入，因此需脱气工序。

小样品很容易吸取一定量的不利于合成的潮气，因此在实验室任何异氰酸酯反应之前应该脱气。

脱气可将混合时带入的空气排出。

在下面的配方中都采用了脱气或干燥工序。

异氰酸酯Terathane®可以做为软段材料与通用的二异氰酸酯反应，全球最常用的二异氰酸酯为4,4'－二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)，(2,4－；2,6－TDI 异构体以各种比例混合的混合物)。

Terathane® 也可与特殊的二异氰酸酯反应，例如PPDI，以提高耐磨性能、耐温性能和挠曲疲劳性能。

对于脂肪族二异氰酸酯，参看抗紫外光部分。

其它的二异氰酸酯偶然遇到，它们也可与Terathane®反应，尽管反应速率会有所不同。

硫化剂/扩链剂在聚氨酯生产中最通用的氢供体是胺类和醇类，当最终产物为弹性体时，通常用的扩链剂为二胺和二醇。

表2 给出的是各种氨基和羟基与苯基异氰酸酯反应的速度。

相对反应速度可以通过催化剂来选择(参看硫化时间和催化剂部分)。

表2 异氰酸酯活性氢载体25℃速度常数80℃活化能kcal/mol 芳香胺10～20 ——伯羟基2～4308～9仲羟基11510叔羟基0.01——水0.4611伯硫羟0.005——酚0.01——脲—2—羧酸—2—酰苯胺—0.3—苯胺基甲酸酯—00216 5＊苯基异氰酸酯在甲苯中，100％的化学计量＊k×104L/mol·s预聚物的制备虽然“一步法”生产聚氨酯弹性体有其有利的一面(例如成本低、速度快)，但是多数情况下大家愿意选择“预聚法”路线。

一种聚氨酯的制备方法与流程
聚氨酯是一种重要的聚合物材料，具有良好的物理性能和化学稳定性。

以下是聚氨酯的一种制备方法与流程：
材料准备：
1. 异佛尔酮二异氰酸酯（TDI）
2. 聚醚多元醇（或聚酯多元醇）
3. 链延长剂（例如1,4-丁二醇）
4. 催化剂（例如二乙基巴胺）
5. 溶剂（例如二甲亚砜）
制备流程：
1. 将聚醚多元醇（或聚酯多元醇）与链延长剂按一定的配比放入反应釜中。

2. 向釜中加入溶剂，将温度升至80-100°C，使得聚醚多元醇（或聚酯多元醇）和链延长剂充分溶解。

3. 准备好一定量的异佛尔酮二异氰酸酯（TDI）。

4. 在溶剂中加入催化剂，将温度维持在80-100°C，开始慢慢加入TDI，同时不断搅拌。

5. TDI与溶剂中的催化剂发生反应，生成多聚体，温度保持在80-100°C，并且继续搅拌。

6. 当反应物变得黏稠时，加入适量的催化剂来控制聚合反应速率。

7. 反应物继续反应，直至聚合反应达到一定程度，得到具有一定黏度的聚氨酯预聚体。

8. 将预聚体从反应釜中取出，经过进一步处理和加工，得到所需的聚氨酯制品。

需要注意的是，以上制备流程只是一种示例，实际制备过程可能会因材料和工艺的不同而有所差异。

在操作过程中应严格控制温度、搅拌速度和添加剂的配比，以确保聚合反应的进行和产物质量的稳定。

此外，制备过程需要在适当的通风条件下进行，以防止对操作人员的危害。

聚氨酯聚合方法聚氨酯是一种重要的聚合物，在各个领域具有广泛的应用。

聚氨酯的合成方法有很多种，其中最常用的是聚酯和聚醚两种方法。

1. 聚酯法聚酯法是一种常见的聚氨酯合成方法。

它的基本原理是通过聚酯多元醇与异氰酸酯发生反应，生成聚氨酯。

具体步骤如下：（1）聚酯多元醇的制备：首先，选择适当的酸和醇进行酯交换反应，生成聚酯多元醇。

常用的酸有酒石酸、己二酸等，常用的醇有乙二醇、丙二醇等。

（2）异氰酸酯的制备：异氰酸酯是聚氨酯合成的关键原料。

一般是将二异氰酸酯与醇进行反应，生成异氰酸酯。

（3）聚氨酯的合成：将聚酯多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，在一定的温度和压力下进行反应，生成聚氨酯。

反应过程中，还可以添加一些助剂，如催化剂、阻燃剂等，以改善聚氨酯的性能。

2. 聚醚法聚醚法也是一种常用的聚氨酯合成方法。

它的原理与聚酯法类似，只是聚醚多元醇和异氰酸酯的选择不同。

具体步骤如下：（1）聚醚多元醇的制备：首先，选择适当的醇进行缩聚反应，生成聚醚多元醇。

常用的醇有环氧乙烷、环氧丙烷等。

（2）异氰酸酯的制备：异氰酸酯的制备方法与聚酯法相同。

（3）聚氨酯的合成：将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，在一定的温度和压力下进行反应，生成聚氨酯。

同样地，反应过程中可以添加助剂来改善聚氨酯的性能。

聚氨酯聚合方法的选择取决于所需聚氨酯的性能要求和应用领域。

聚酯法合成的聚氨酯具有良好的耐热性和耐候性，适用于制备高温和户外使用的材料。

而聚醚法合成的聚氨酯具有良好的柔软性和低温性能，适用于制备弹性体和冷藏设备等。

聚氨酯聚合方法是一种重要的合成方法，可以根据不同的需求选择聚酯法或聚醚法。

通过合理的配比和合成条件，可以得到具有不同性能的聚氨酯材料，满足各种应用的需求。

未来随着科学技术的不断发展，聚氨酯的合成方法也将进一步完善，为各个领域带来更多的应用和创新。