聚氨酯化学与工艺11弹性体.ppt

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1、聚氨酯化学与工艺Chap.5聚氨酯弹性体5.3浇注型聚氨酯弹性体（CPU）5.4热塑型聚氨酯弹性体（TPU）5.5混炼型聚氨酯弹性体（MPU）5.6聚氨酯弹性体的应用返回主页目的和要求聚氨酯弹性体的性能特点及其分类，了解制备弹性体原料及原料对性能的影响，熟悉浇注型聚氨酯弹性体（CPU）、热塑型聚氨酯弹性体（TPU）、混炼型聚氨酯弹性体（MPU）的合成及加工方法，了解聚氨酯弹性体的应用5.3.2.3半预聚物法1.概述半预聚物法与预聚体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。也就是说，①配方中的低聚物多元醇分两部分，一部分与过量二异氰酸酯

2、反应合成预聚体，另一部分与扩链剂混合，在浇注时加入。②生成的预聚体中游离NCO质量分数较高，一般为0.12～0.15(12%～15%)，故常把这种预聚体称作“半预聚体(quasi-prepolymer)”。半预聚体法的特点是：①预聚体组分粘度低，可以调节到与固化剂混合组分的粘度相近，②配比也相近（即混合质量比可为1:1），这不但提高了混合的均匀性，而且也改善了弹性体的某些性能。半预聚体法多用于MDI型浇注弹性体的生产，这是因为MDI预聚体粘度较大，制成半预聚体可降低粘度，同时，亦可使常用的二醇扩链剂与MDI的粘度和用量相匹配。并且MDI浇注体系中，存在在预聚体中的过量的MDI气味

3、小，对操作人员毒害小。半预聚体法还适于反应注射成型工艺使用。一般说来，半预聚体法虽不及由预聚体制得弹性体性能好，但半预聚体法有其工艺上的优点：①如两组分粘度较低，易混合均匀；②在多数情况下，合成性能不同的一系列产品时，半预聚体可以通用，只需对另一组分（扩链剂和低聚物多元醇）的配方进行适当的调整即可，可大大缩短生产和加工周期。聚合物多元醇、扩链剂100～120℃，0.67kPa，脱水，60～120min，加入催化剂多元醇(A)组分降温到60～80℃异氰酸酯计量合成预聚物80±2℃，时间90～120min抽真空，温度80±2℃；真空：0.67Kpa；时间：30-60分钟聚合物多元醇脱

4、水，温度100～120℃，真空0.67kPa，时间60～120min异氰酸酯(B)组分计量计量混合模具预热80～110℃浇注模具内一次硫化，30～60min，100～120℃模具清理涂脱模剂脱模二次硫化100℃，16～24h产品半预聚物法工艺流程2半预聚物法原料组分的计算方法及举例2.1制备半预聚轴时异氰酸酯投料量的计算不同分子量的聚合多元醇所需二异氰酸酯的用量可按下式计算。对TDI其中：Wnco－应加的异氰酸酯的质量；mi－某一聚合多元醇的质量；－混合聚合多元醇的总质量；－某一聚合多元醇的当量；－混合聚合多元醇的总当量数；X%－半预聚物中异氰酸根的质量分数；48.2%－TDI的

5、游离－NCO基团的质量分数；42－NCO基团的当量2.2混合扩链时的计算将上述半预聚物称为A组分，则补加的聚合多元醇、扩链剂与各种助剂的混合物称为B组分。B组分中的计算又分为补加聚合多元醇的计算和扩链体系的计算。2.2.1补加聚合多元醇的计算由于补加的聚合多元醇是与扩链剂组成一个组分和半预聚物混合后反应，这里需要作一个假定，即假定半预聚物是与多元醇先反应，并将异氰酸根的含量降低至某一设定值X1％。这就有：又故联合（1）－（3）推导出：将（4）代入（2）式中，得到补加混合聚合多元醇中某一聚合多元醇的量：式中：――补加混合聚合多元醇中某一聚合多元醇的质量；――补加混合聚合多元醇；mA

6、――预聚物的质量；X%――半预聚物的－NCO质量分数；NOH――聚合物多元醇的当量；――聚合物多元醇的总当量数；a%――某一聚合多元醇占混合多元醇的质量分数；42――NCO基团的当量2.2.2扩链剂的计算扩链剂用量可按其设定－NCO质量分数计算，由于扩链剂可以并用，当计算其中某一扩链剂如DMTDA(2，4－二氨基－3，5－二甲硫基甲苯，M=215，N=107.5)的用量时，可以用下式来表示。式中：WD―DMTDA的实际用量；―补加聚合多元醇的总质量；mA―半预聚物的质量；X1%―设定的－NCO质量分数；107.5―扩链剂DADMT的当量；α―扩链系数（实际用量与理论用量的质量比）

7、，一般取0.85～0.95;β―扩链剂DMTDA占扩链剂总量的摩尔分数。计算举例以纯MDI和PTMG-1000（羟值112mgKOH/g）:330N（羟值35mgKOH/g）＝1:3反应合成游离-NCO%＝13%的半预聚物，扩链时游离-NCO=7%，扩链剂采用TMP:TIPA=1:2（当量数），扩链系数0.90，计算配方组成。解：1、异氰酸酯（B）组分的计算：取混合多元醇100g，其中PTMG-1000为25g，330N为75g，则MDI量为：所以：B组分配比为:PTMG-100