浇注型聚氨酯的生产过程

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。

聚氨酯机加工工艺聚氨酯（PU），也称聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。

它可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料为主）、聚氨酯纤维（中国称为氨纶）、聚氨酯橡胶及弹性体。

本文介绍的聚氨酯机加工工艺主要针对的是聚氨酯橡胶及弹性体。

聚氨酯弹性体是一类兼具橡胶和塑料性能的材料，具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点，俗称耐磨王。

介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有塑料的刚性，又有橡胶的弹性。

有棒材，板材两种存在形式。

聚氨酯弹性体又可分为浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU），热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU），混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）。

用于机加工的聚氨酯弹性体主要为浇注聚氨酯（CPU）制成的棒材与板材。

聚氨酯弹性体硬度宽泛在邵A20~95，用于机加工的聚氨酯弹性体硬度要选用高硬度聚氨酯弹性体。

可以用 CNC 车床加工，但不能铣削或镗削。

具体加工步骤如下：1、车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。

在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀等工具等进行相应的加工。

2、用高速钢车刀，开深槽，后角要大，磨成圆弧形的，刀中心要高于工件中心，预防爬刀，不要高转速，加工时要拽着屑。

3、毛刺a.请换刀，需要钝口刀b.请调速，电木类产品如果转速过快会受热出现毛边，理想速度600-1200r/min4、尺寸a.数控车液压车头夹住聚氨酯弹性体产品时，由于顶针顶牢或夹头夹紧都会有变形，特别是在加工中，会出现大小头问题 此问题需要将液压压力调小。

C（立式铣床）工装夹具装紧时，聚氨酯弹性体可能会使变形，或加工过程中，材料受力变形。

建议：考虑用普通车床加工，避免出现尺寸偏差。

华中科技大学硕士学位论文聚氨酯材料真空浇注成形工艺及性能的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：黄树槐;谢洪泉2002.4.28华中科技大学硕士学位论文摘要选望盛垄遂查是近年来引起制造业和学术界极大关注的制造技术。

真空浇注成形技术是其中重要的一种。

由薄材叠层快速成形（ＬＯＭ）制得的原型翻制出硅橡胶模具，然后浇注树脂而制得树脂模型。

ｆ这种方法成本低，速度快、效率高，因此具有极大的市场应用价值。

开发不同系列的浇注用树脂材料，可以制得不同性能的树脂模型，是这一技术发展的主要方向。

斗／把两组分的树脂在真空状态下脱除气泡、均匀混合、注入模腔，然后固化得到树脂模型／这一技术要求两个组分在常温下均为液态；混合初期反应较慢，均匀混合后仍然具有一定的流动性能够充满整个模腔。

实验中脱泡不完全和流动性不好，都会引起充模不完全而使制件产生缺陷。

上聚氨酯树脂的化学结构特征是大分子主链中含有重复的塑墨！墼堕壁璧，它的物理结构特征是具有微相分离结构。

大分子主链是由硬段和软段嵌段而成的，硬段赋予材料于刚性，软段赋予材料于柔性，使其具有优异的综合性能。

侯验中用不同＼的方法合成了ＴＤＩ型、ＭＤＩ型和ＰＡＰＩ型三种聚氨酯树脂：ＴＤＩ易挥发性、毒性大，因此要先制备预聚物；ＭＤＩ相对稳定，粘度低，可以直接应用；ＰＡＰＩ性能稳定，价格低廉，最利于实际应用。

最后对其强度、硬度及粘度进行了测试和比较。

实验中制备的两个组分在室温、真空状态下混合，初期反应较慢，有足够的时间浇注到模腔去。

但是由于是放热反应，混合几分钟后反应速度就会加快，混合组分将在很短的时间内固化。

经过后处理，短时间内就可以得到具有一定硬度和强度的固化样品。

对样品进行机械性能和热分析测试，结果表明可以用来浇注制成树脂模型。

、＼关键词：快速成暇快速制模；真空浇注；聚氨酯树脂ｊ华中科技大学硕士学位论文＿Ｉ＿Ｉ－＿●＿－＿－＿－＿●●Ｉ●＿●＿●＿●－ＩＩ－■＿＿＿＿●＿－＿＿＿●－●＿＿●－＿－＿－●－●■●－－＿－＿●●＿●－＿－●＿●－■＿－＿－●－●－●Ｉ●－－＿－＿ＡｂｓｔｒａｃｔＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ（ＲＰＭ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄａｃａｄｅｍｙ．ＶａｃｕｕｍＣａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｏｎｅｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＲＰＭ．Ｌｏｗｃｏｓｔｓ，ｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｈｉｇｌｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｅｎｄｏｗｉｔｗｉｔｈｇｒｅａｔｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｖｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍａｒｋｅｔ．Ｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｔｏｍａｋｅｒｅｓｉｎｐａｒｔｓｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｉｎｓ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｗｏｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｔｈａｔＣａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒＶａｃｕｕｍＣａｓｔｉｎｇｗａｓｄｏｎｅｔｈｅｔｈｅｓｉｓ．Ｔｈｅｔｗｏｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｕｓｅｄｆｏｒＶａｃｕｕｍＣａｓｔｉｎｇ，ｓｈｏｕｌｄｂｅｋｅｐｔｏｕｔｏｆｔｈｅａｉｒａｎｄｍｉｘｅｄｆｕｌｌｙｂｅｆｏｒｅｂｅｉｎｇＵ＇ａｎｓｆｅｒｒｅｄｉｎｔｏｔｈｅｄｉｅ．Ａｆｔｅｒｓｅｖｅｒａｌｈｏｕｒｓ’ｐｏｓｔ－ｃｕｒｅ，ｔｈｅｒｅｓｉｎｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄｂｅｇｏｔ．Ｔｈｉｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｅｒｓｓｅｖｅｒａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｔｏｔｈｅｒｅｓｉｎｍａｔｅｒｉａｌ：ｂｅｉｎｇｌｉｑｕｉｄｓｔａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｖａｃｕｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｌｏｗｒｅａｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｍｉｘｉｎｇ；ｇｏＯｄｆｌｕｉｄｎｅｓｓｄｕｒｉｎｇｍｉｘｉｎｇａｎｄｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｒａｎｍａｎｔｓｏｆｔｈｅａｉｒｉｎｔｈｅｍｉｘａｎｄｂａｄｆｌｕｉｄｎｅｓｓｗｏｕｌｄｌｅａｄｔｏｄｅｆｅｃｔｓｉｎｔｈｅｐａｒｔｓ．Ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｉｓｔｈｅｒｅｐｅａｔｅｄｕｒｅｔｈａｎｅｃｈａｉｎｂｌｏｃｋｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｈａｉｎａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｈｅｍｉｃｒｏｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｃｈａｉｎｓｉｎｃｌｕｄｅｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｄｏｍａｉｎｓａｎｄｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｄｏｍａｉｎｓ．Ｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｄｏｍａｉｎｓｅｎｄｏｗｔｈｅｃｈａｉｎｈａｒｄｎｅｓｓｗｈｉｌｅｔｈｅｓｏｆｔｓｅｇｍｅｎｔｄｏｍａｉｎｓｅｎｄｏｗｔｈｅｃｈａｉｎｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ．Ｓｏｔｈｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｈａｓｅｘｃｅｉｔｅｎｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ·ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＴＤＩ，ＭＤＩａｎｄＰＡＰＩ，ｈａｖｅｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｙｓ：ＴＤＩｉｓＳＯｖｏｌａｔｉｌｅａｎｄｐｏｉｓｏｎｏｕｓｔｈａｔｉｔｍｕｓｔｂｅｕｓｅｄｂｙｐｒｅ－ｐｏｌｙｍｅｒ；ＭＤＩｉｓｍｏｒｅｓｔａｂｌｅａｎｄｈａｓｌｏｗｖｉｓｃｏｓｉｔｙＳＯｉｔＣａｎｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙｕｓｅｄ；ＰＡＰＩｉＳｍｏｓｔｓｔａｂｌｅａｎｄｈａｓｌＩ华中科技大学硕士学位论文ｌｏｗｅｓｔｃｏｓｔｗｈｉｃｈｂｒｏｕｇｈｔｂｅｎｅｆｉｔｓｔｏｉｔ’ｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｒｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｈａｖｅｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．ＴｈｅｔｗｏｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｏｆｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｃｏｕｌｄｂｅｍｉｘｅｄｆｕｌｌｙｕｎｄｅｒＶａｃｕＬａＴＩｓｔａｔｅａｎｄｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅａｃｔｉｏｎｉｓｓｌｏｗａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔｅｐ．Ｓｏｔｈｅｒｅｉｓｅｎｏｕｇｈｔｉｍｅｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ．ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｅｘｐｅｄｉｔｅｄａｆｔｅｒｓｅｖｅｒａｌｆｏｒｃａｓｔｉｎｇ．Ｄｕｅｔｏｍｉｎｕｔｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｉｎｃｏｕｌｄｂｅｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｆａｓｔｂｙｈｅａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｉｎｍｏｄｅｌ，ｗｉｔｈｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｓｔｒ曲ｇｔｈ，ｃｏｕｌｄｂｅｍａｄｅｉｎａｓｈｏｒｔｔｉｍｅ．ＴｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｉｎｉｓｑｕａｌｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅＶａｃＨＬｌｍｃａｓｔｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＭａｎｕｆａｃｕａ－ｅ，ＲａｐｉｄＴｏｏｌｉｎｇ；ＶａｃｕｕｍＣａｓｔｉｎｇ，Ｉ＇ｏｌｙｕｍｈ觚ｅＲｅｓｉｎｉｌｌ华中科技大学硕士学位论文１文献综述本章在简要介绍了课题的来源、目的、意义及主要研究内容之后，对快速成形和快速制模技术的发展状况和材料方面的研究状况进行了概括性的论述。

聚氨酯弹性体工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述二、聚氨酯弹性体的主要原料三、聚氨酯弹性体主要生产设备四、模具的加工五、聚氨酯弹性体生产工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述聚氨酯弹性体（简称CPU），又称聚氨酯橡胶，是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方各种各样。

聚氨酯弹性体最大的优点是加工方便，可调范围很大，硬度范围很宽，从绍氏A10—绍氏A100均可加工。

耐老化、耐热、耐寒也可根椐需要调整粘性、雾性，透明度、拉力也可以做万能的固体填充物之用；而且它在工业上的用途要优于热可塑性弹性体。

聚氨酯弹性体广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。

所以聚氨酯弹性体的用途范围很宽。

二、聚氨酯弹性体主要原材料2.1聚氨酯橡胶聚氨酯弹性体原料主要是聚酯和聚醚，聚酯是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。

2.2扩链剂与交联剂扩链剂与交联剂是对聚氨酯弹性体起到相当重要作用的助剂，在聚氨酯弹性体的合成中，进行交联反应。

聚氨酯弹性体制备中所需的扩链剂和交联剂都有一定的要求，特别要求含水量低于0.1%。

聚氨酯弹性体的扩链剂和交联剂，特别对浇注型聚氨酯弹性体是极其重要的。

其目的就是要使加工的制品具有相当的交联密度，以改善制品的压缩永久变形和耐溶胀等性能。

2.3 其他助剂助剂是聚氨酯弹性体的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂。

聚氨酯弹性体助剂种类很多，主要是粘接剂、脱模剂和着色剂，可根据制品的不同要求适量加入。

三、聚氨酯弹性体主要生产设备浇注型聚氨酯弹性体制品具有承载能力大，抗撕裂强度高，耐磨、耐油和硬度可调节范围广的特点。

根据不用的原材料和工艺条件，设计制造适于聚氨酯弹性体的生产设备。

3.1 真空罐3.1.1 用途用于聚氨酯弹性体聚合、脱泡，是聚氨酯弹性体生成的重要设备之一。

3.1.2 操作方法真空罐结构一般采用不锈钢内胆，附有搅拌、控温系统及真空泵系统。