聚氨酯树脂 绪论.pptVIP

戴 家 兵 puchina@ 第一章 绪论 聚氨酯-聚氨基甲酸酯 Polyurethane-PU 一般定义为在高分子链的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元[-NH-CO-O-]的高分子化合物称为聚氨酯 广泛意义上说，聚氨酯是异氰酸酯的加成物 第一章 绪论 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国民经济众多领域。 70年代的聚氨酯工业的地位相当于20年代的钢铁工业、40年代的聚烯烃。 特点 硬度范围宽(Shore A15～邵D90)????在相同硬度下，比其它的弹性体承载能力高????耐磨、抗冲击性高????回弹范围广????适于高频挠曲应用????低温柔顺性好????采用特殊的配方，140℃下稳定????湿汽传递－适于微孔材料????不受臭氧侵蚀的影响????耐辐射????可做成阻燃性材料????抗霉菌????高、低磨擦????可在标准设备上加工????可与木材、金属和大部分塑料粘接????可制成降噪音材料????模塑和加工成本低????广泛耐油、脂和化学品????总成本很经济(人工和材料) 原料 聚氨酯树脂所用的主要原料有多异氰酸酯、多元醇或多元胺等含氢化合物、助剂等三大类。 原料 聚氨酯树脂特征原料-多异氰酸酯 分芳香族和脂肪族两大类 甲苯二异氰酸酯（简称TDI）,二苯基甲烷二异氰酸酯（简称MDI）,多次甲基多苯基多异氰酸酯（简称PAPI）， 六次亚甲基二异氰酸酯（简称HDI）, 异佛尔酮二异氰酸酯（简称IPDI） 原料 多元醇或多元胺等含氢化合物主要有聚酯多元醇、聚醚多元醇、氨基聚醚、聚乙二醇、聚四氢呋喃、端羟基聚丁二烯橡胶等大分子化合物， 一缩二乙二醇、1，4-丁二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、丙二胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺等小分子化合物 。 原料 助剂有中和剂（如三乙胺、醋酸等）；乳化剂（如吐温、司盘、烷基硫酸钠、烷基季胺盐等）；增稠剂；光亮剂；亚光剂；增粘剂、交联剂等。 设备 聚氨酯树脂所用设备反应釜、冷凝器等通用设备，还会用上高速分散机、砂磨机、球磨机等专用设备。 沿革 异氰酸酯，它是不存在于自然界的有机化合物。 沿革 德国人乌兹（Wurtz）于1849年用烷基硫酸盐与氰酸钾进行复分解反应首次得到脂肪族异氰酸酯： R2SO4+2KOCN-----2RNCO+K2SO4 沿革 1850年，德国人赫夫曼（A.W.Hoffman） 用二苯基甲酰胺合成出芳香族异氰酸酯： （C6H5-NH-CO-）2------2C6H5NCO+H2 沿革 1884年亨切尔（Hentshel）用胺及其盐与光气反应制成了异氰酸酯，从而为异氰酸酯的工业化奠定了基础： RNH2+COCl2------RNCO+2HCl 沿革 1937年德国法本公司（I.G.Farben）（拜耳公司前身）的奥托.拜耳（Otto.Bayer）博士及其同事们（也就是在Lever-Kusen的科研项目组中几位成员—O.Bayer，A.Hoechtlen，P.Hoppe和E.Weinbremer等）才第一次利用六亚甲基二异氰酸酯（HDI）与1,4-丁二醇进行逐步加成反应制得了各种聚氨酯树脂和聚脲化合物（第一篇专利是German Patent 728.981(1937) I.G.Farben） 沿革 1940年，法本公司研究人员发现异氰酸酯具有特殊的粘合性能，并将三苯基甲烷-4,4’,4’’-三异氰酸酯成功地应用于金属与丁钠橡胶的黏结，在第二次世界大战中使用到坦克履带上。 沿革 1942年，德国化学家皮廷（H.Piten）首先报道了被命名为I-Rubber的异氰酸酯橡胶，该橡胶由聚乙二酸多元醇酯与二异氰酸酯合成得到。 沿革 1944年建成利用六次甲基二异氰酸酯和1，4-丁二醇制成聚氨酯树脂（Igamid U）10吨/月及其熔融纺丝贝纶U(Perlon U)25吨/月的试验车间。 沿革 1952年，固特异（Goodyear）、纳赫（Lackhead）和杜邦（Du Pont）三家公司合作实现了甲苯二异氰酸酯（TDI）的工业化（TDI的中试是1941-1942年拜耳公司开始并建立了10吨/年中试规模）才迎来了聚氨酯工业的新时代 沿革 日本是在战后由德国及美国引入技术后，于1955年开始聚氨酯工业生产，并逐步形成