聚氨酯的合成制备以性能应用

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1、聚氨酯的合成制备以性能应用周佳051002236摘要：聚氨酯(PU)树脂是由异孰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。关键字：聚氨酯结构性能合成引言：聚氨酯是一种用途广泛性能优异的材料。不仅品种多，而且产量也很大，可应用于塑料、橡胶、涂料等领域。本文主耍介绍聚氨酯的结构性能及结构对性能的影响、聚氨酯的用途和合成原料，并

2、着重对聚氨酯泡沫塑料的合成工艺进行介绍。1.概述聚氨酯(PU)树脂是由异氧酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双垂优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半便质泡沫;非泡沫制品包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途

3、最为广泛。2.聚氨酯的合成方法聚氨酯的合成反应，是典型的逐步加成聚合反应，聚氨酯分子中具有重复的强极性氨基甲酸酯基团，使它与聚酰胺有某些类似之处，在大分子间存在着氢键,所以聚合物具有很高的强度、耐磨、耐溶剂等特性；而且可通过改变多羟化合物的结构、分子量等，在很大范围内调节聚氨酯的性能，使之塑料、橡胶、涂料、粘合剂、合成纤维等领域中有着广泛的应用。在逐步加成聚合物中，聚氨酯不仅品种最多，且产量亦最大，用途亦最广。3聚氨酯的结构及结构对性能的影响：聚氨酯是含氮杂链聚合物，是聚氨甲酸酯的简称。工业上生产聚氨酯的主要方法是采用二异孰酸酯和二元醇

4、缩聚而成，其结构为：nOCN-R-NCO+nHO-R,-OH==[CONHR-NHCOR'0]n（硬段结构）（软段结构）（聚氨酯）任何高分子材料的性能均由其结构决定，聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构两方面。化学结构即分子链结构，是合成之初配方设计中需耍着重考虑的因素;聚集结构是指大分子链段的堆积状态，受分子链结构、合成工艺、使用条件等的影响。具体有以下几方面的影响：1、软段对性能的影响聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性，并对其低温性能和拉仲性能有显著的贡献。一般情况下聚酯型聚氨酯弹性体比聚瞇型聚氨酯弹性体具有更好的物理机械性能，而聚

5、醸型聚氨酯具有更好的耐水解性和低温柔顺性能。聚醯软段具有较低的玻璃化转变温度，因而低温使用范围更广。而聚醛或聚酯软链段的规整度都能提高其结品度，因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉强度，同时也能增加聚合物的滞后特性。2、硕段对性能的影响硕段结构基本上是低分子量的聚氨酯基团或聚腺基团，这些基团的性质在很大程度上决定了弹性体的主链间相互作用以及由微相分离和氢键作用带来的物理交联结构。异氧酸酯原料的结构对聚氨酯弹性体的性能起着关键作用，主耍是它们庞大的体积可以引起较大的链间位阻，使材料具有较高的撕裂强度和模量。3、交联的影响聚氨酯弹性体基本上展于

6、具有线性分子特征的热塑性树脂，但也可由多官能团扩链剂或服基等方式引入一定程度的交联。适当交联可以改善材料的物理机械性能，提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明，高交联度导致处于橡胶态的聚氨酯弹性体模量下降，原因是硕链段微区里的交联会阻碍链段的最佳堆砌和降低玻璃态或次晶微区的含量。4、微相分离结构的影响聚氨酯的特殊性能来源丁其明显的微相分离结构，不同大分子链的硬段聚集成晶区，起到了物理交联的作用，提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性能。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合，因此起到活性填料的作用，是材料强韧化的根源。影响聚氨酯微相分离

7、的因素很多，包括软硬嵌段的极性、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品合成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合，从而导致软段玻璃化温度的提高和硬段玻璃化温度的减小，缩小了材料的使用温度范围，并使材料耐热性能下降5、氢键的影响聚氨酯弹性体在硬段与硬段之间和硬段与软段之间都能形成氢键，室温下聚氨酯分子中大约75%〜95%的NH基都形成了氢键。氢键的作用在于能使聚氨酯耐受更高的使用温度，使聚氨酯弹性体在较高温度时可以保持橡胶态时的模量。4.聚氨酯的性能聚氨酯的性能取决于链的化学组成，长度，刚性，交联程度以及连段

8、间的相互作用。线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、仲长率大、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂因此仅用0.02