聚氨酯复习资料

一、名词解释羟值：1克聚合物多元醇所含的羟基(一OH)量相当于KOH的毫克数，单位mgKOH/g。当量：当量=56100/羟值异氰酸酯指数：表示聚氨酯配方中异氤酸酯过量的程度，通常用字母R表示。扩链剂：是指能使分子链延伸、扩展或形成空间网状交联的低分子量醇类、胺类化合物。硬段：聚氨酯分子主链上由异氤酸酯、扩链剂、交联剂反应所形成的链段，这些基团内聚能较大、空间体积较大、刚性较大。软段：碳碳主链聚合物多元醇，柔顺性较好，在聚氨酯主链中为柔性链段。发泡指数：把相当于在100份聚醚中使用的水的份数定义为发泡指数(I)。F一步法：指将低聚物多元醇、二异氤酸酯、扩链剂和催化剂等同时混合后直接注入模具中，在一定温度下固化成型的方法。预聚物法：首先将低聚物多元醇与二异氤酸酯进行预聚反应，生成端NCO基的聚氨酯预聚物，浇注时再将预聚物与扩链剂反应，制备聚氨酯弹性体的方法，称之为预聚物法。半预聚物法：半预聚物法与预聚物法的区别是将部分聚酯多元醇或聚醚多元醇跟扩链剂、催化剂等以混合物的形式添加到预聚物中。反应注射成型：又称反应注塑模制RIM(ReactionInjectionMoulding)，是由分子量不大的齐聚物以液态形式进行计量，瞬间混合的同时注入模具，而在模腔中迅速反应，材料分子量急骤增加，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的全新聚合物的工艺。发泡指数：即把相当于在100份聚醚中使用的水的份数定义为发泡指数(I)。F发泡反应：一般是指有水与异氤酸酯反应生成取代脲，并放出CO的反应。2凝胶反应：一般即指氨基甲酸酯的形成反应。凝胶时间：在一定条件下，液态物质形成凝胶所需的时间。乳白时间：在I区即将结束时，在液相聚氨酯混合物料中即出现乳白现象。该时间在聚氨酯泡沫体生成中称为乳白时间。扩链系数：是指扩链剂组分(包括混合扩链剂)中氨基、羟基的量(单位：mo1)与预聚体中NCO的量的比值，也就是活性氢基团与NCO的摩尔数(当量数)比值。物理发泡剂：物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的化学发泡剂：化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物物理交联：在高聚物软链中有部分硬质链，硬质链在软化点或熔点以下的温度具有与化学交联后的硫化橡胶同样的物理性质的现象。化学交联:指在光、热、高能辐射、机械力、超声波和交联剂等作用下，大分子链间通过化学键联结起来，形成网状或体形结构高分子的过程。二、填空及改错1、聚氨酯是一类用途十分广泛的高分子材料，其工业化生产主要由多元有机异氤酸酯和各种氢给预体反应而成，聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料(PUfoam)、橡胶(PUrubber)、涂料(coating)、粘合剂(adhesive)、纤维(fiber)、合成皮革(man-madeleather)等品种。2、聚氨酯树脂产品广泛采用催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过改变聚氨酯树脂生产工艺、降低成本，延长使用寿命，增加品种等。3、在分子结构中含有异氤酸酯基团(一N=C=O)的化合物，均称为异氤酸酯(isocyanate)，其结构通式为：R—(NCO)n式中R为烷基、芳基、脂环基等；在聚氨酯材料合成中，主要使用nN2的异氤酸酯化合物。3、聚氨酯泡沫塑料是否具有理想的开孔或闭孔结构，主要取决于泡沫形成过程中的凝胶反应速度和气体膨胀速度是否平衡。4、根据原料反应特性，模塑软泡的生产分为热熟化和冷熟化工艺两种。5、制备弹性体、纤维等材料时，要求多元醇的含水量低于0.05%。三、简答1、催化剂的作用：促进链增长反应；促进反应体系中某些特定的化学反应的反应速度；调节诸多竞争反应历程和平衡，促进设计的主反应的反应速度，减缓或抑制副反应的发生和进行。2、软段、硬段对性能的影响软段对性能的影响软段种类的影响：A聚酯多元醇作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好，但耐水解性能比聚醚型的差。B聚四氢呋喃型聚氨酯，规整结构，易形成结晶，强度与聚酯型的不相上下。C聚醚型聚氨酯，由于软段的醚基较易旋转，具有较好的柔顺性，有优越的低温性能，并且聚醚中不存在相对易于水解的酯基，其耐水解性比聚酯好。D含有侧链的软段，由于位阻作用，氢键弱，结晶性差，强度比相同软段主链的无侧基聚氨酯差。软段的分子量的影响：假定聚氨酯分子量相同，其软段若为聚酯，则聚氨酯的强度随着聚酯二醇分子量的增加而提高；若软段为聚醚，则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降，不过伸长率上升。软段的结晶性对线性聚氨酯链段的结晶性有较大的贡献。一般来说，结晶性对提高聚氨酯制品的性能是有利的，但有时结晶会降低材料的低温柔韧性，并且结晶性聚合物常常不透明。硬段对性能的影响聚氨酯的硬段由反应后的多异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成，含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等强极性基团。通常芳香族异氰酸酯形成的刚性链段构象不易改变，常温下伸展成棒状。硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及耐高温性能。3、聚氨酯泡沫体的制备是比较复杂的过程，它主要有以下几个特点：①反应速度快。②聚氨酯泡沫体的合成过程伴随着大量热量放出。③反应类型复杂、多样，且彼此间有选择性和竞争性。④从原料到产品，相态会产生突变，体积会快速增长。⑤聚氨酯制备所用基础原料来源多样。4、聚氨酯硬质泡沫的特点：①聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好②聚氨酯硬泡的绝热性能优越③粘合力强④老化性能好，绝热使用寿命长⑤反应混合物具有良好的流动性，能顺利地充满复杂形状的模腔或空间⑥聚氨酯硬泡生产原料的反应性高，可以实现快速固化，能在工厂中实现高效率、大批量生产。5、硬质泡沫预聚法与半预聚法的优缺点：预聚法优点：反应分两步进行，由于采取了预聚步骤，在进行扩链反应时放热低，易于控制，制得的聚氨酯分子链段排列比较规整，制品具有良好的力学性能，重复性也较好。发泡缓和，泡沫中心温度低，适合于模制品。缺点：步骤复杂、物料流动性差，对薄壁制品及形状复杂的制品不适用。半预聚体法的优点：如两组分粘度较低，易混合均匀；合成性能不同的一系列产品时，半预聚体可以通用，可大大缩短生产和加工周期。6、聚氨酯弹性体具有具有以下的特性：较高的强度和弹性；在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高；优异的耐磨性；耐油脂及耐化学品性优良；抗冲击性高、耐疲劳性及抗震动性好；低温柔顺性好；7、RRIM、SRIM与LFI的区别用LFI法制造结构RIM材料与RRIM不同之处是，可10〜100mm的长纤维作增强材料，纤维不与原料预先混合；与玻纤网毡增强结构RIM相比，不必放置玻璃纤维垫，操作人员劳动条件得到改善。还可以提高产品中纤维的含量。LFIX艺优点：①增强聚氨酯(脲)制品的性能优于预制垫工艺。②与原先模具内预先放置玻璃纤维垫相比，周期缩短。③加工经济性。长纤维工艺可节省费用15%〜20%。8、软泡与硬泡各自的特点与用途软泡特点：聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能。用途：主要用作家具、垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。硬泡特点：聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好；聚氨酯硬泡的绝热性能优越；粘合力强；老化性能好，绝热使用寿命长；反应混合物具有良好的流动性，能顺利地充满复杂形状的模腔或空间；聚氨酯硬泡生产原料的反应性高，可以实现快速固化，能在工厂中实现高效率、大批量生产。用途：用作冰箱、冷柜、冷藏集装箱、冷库等的保温层材料，石油输送管道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶保温层、保温夹心板，等等四、计算及配方举例1、密度8kg/m3软泡配方TOC\o"1-5"\h\z聚醚TMN3050(羟值56mgKOH/g)100水7硅油DABCODC1882.8辛酸亚锡0.7胺催化剂DABCOCS-940.17二氯甲烷30TDI指数1172、硬泡配方设计要点多元醇:用于硬泡配方的聚醚多元醇一般是高官能度、高羟值(低分子量)聚氧化丙烯多元醇;异氤酸酯：目前用于硬泡的异氤酸酯主要是多亚甲基多苯基多异氤酸酯(一般称PAPI),即粗MDI、聚合MDI;发泡剂:(1)CFC发泡剂(2)HCFC及HFC发泡剂(3)戊烷发泡剂(4)水；泡沫稳定剂：用于聚氨酯硬泡配方的泡沫稳定剂一般是聚二甲基硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段聚合物，目前大多数泡沫稳定剂以Si-C型为主;催化剂：硬泡配方的催化剂以叔胺为主，在特殊场合可使用有机锡催化剂;其它助剂:根据聚氨酯硬泡制品的不同用途要求与需要，还可在配方中加入阻燃剂、开孔剂、发烟抑制剂、防老剂、防霉剂、增韧剂等助剂。