聚氨酯基本常识
一、聚氨酯基础知识
聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革、铺面材料等到品种。广泛用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工业以及纺织等领域。 生产聚氨酯（PU）制品，其所用的原材料按性质、功能来分，可分为如下几个组份：
组份一：异氰酸酯（盐）类—此类原料是PU树脂主要原料之一。其官能团为：—NCO（即为异氰酸酯基），
此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。 常用的原料有：MDI、PAPI、TDI三种。 特殊的：HDI（1，6—己二异氰酸酯），IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯），H12MDI（二环己基甲烷二异氰酸酯），HTDI （甲基环己基二异氰酸酯）。 XDI（苯二亚甲基二异氰酸酯），NDI（萘—1，5—二异氰酸酯）。
改性的异氰酸酯类：是指过量的异氰酸酯与含活泼氢类化合物反应，生成末端是—NCO的预聚物。如液化MDI（碳化二亚胺改性MDI），鞋底原液B料（聚酯多元醇改性MDI），弹性体所用的预聚物等。
组份二：活泼氢类——此类原料是PU树脂主要原料之一。一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基
（—OH）或胺基（—NH2）等。
常用的有：聚酯多元醇，聚醚多元醇，二元醇（EG，BDO，1，6—HDO，PG等），MOCA，
TMP，HQEE，水等
组份三：溶剂类—此类原料量大，在合成中不参与反应。常用的有：DMF，MEK，TOL，ETAC，CY，二甲苯，汽油，水等。
组份四：助剂类—此类原料量少，但对制品的品质影响很大，同时其种类很多，根据其作用来分有：
催化剂：有机锡类（DBTDL，辛酸亚锡），叔胺类（三亚乙基三胺，三乙醇胺，三乙胺等）
表面活性剂：改善制品内部或表面性质。如硅油匀泡剂（DC—193，DC—5043），DS—80，OT—70等。
抗氧化剂：防止制品在制作过程中，被空气氧化发生颜变化。常用的是BHT，I—1010等。
着剂：分无机和有机颜料，常将颜料与多元醇研磨成糊状物——浆或膏，有红、黄、绿、蓝、黑五种颜。
此外还有其它助剂：紫外线吸收剂，分散剂，防结皮剂，增塑剂，偶联剂，增粘剂等。
另外在PU制品中常使用填料，其目的是：改进制品物理性能，补强其力学性能，降低成本。
常用的填料有：CaCO3，瓷土，滑石粉等。
（二）基本反应：
1：与醇类反应：
R1—NCO + R2—OH —— R1NHCOOR2
2：与胺类反应：
R1—NCO + R2—NH2 —— R1NHCONHR2
3：与水反应： R—NCO + H2O —— RNHCOOH —— R—NH2 + CO2
R—NCO + R—NH2 —— RNHCONHR
（三）原料简介：
己二酸（AA）：
1：物理性质：
白晶体或结晶粉末，略有酸味，微溶于水、环己烷，溶于丙酮、乙醇、乙醚。不溶于苯、石油醚。熔点152℃，沸点330.5℃（760mmHg），比重1.360（20/4℃），闪点196℃。
2：用途：
AA主要用于生产尼龙（纤维和树脂），约占总生量的70%以上，聚氨酯行业中AA 的用量只约
20%，余下的用于增塑剂、造纸、药物等方面生产。
在PU行业中，AA用于生产PU革用树脂、鞋底原液、弹性体、胶粘剂和油漆等方面。
二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）：
1：物理性质：
白到微黄结晶体（或粉末）。溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.197（70℃），凝固点38-39℃，沸点190℃（5mmHg）。
2：用途：
MDI只用于聚氨酯行业中，其应用范围是：弹性体、纤维、革用树脂、鞋底原液、胶粘剂和油漆等方面。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）：
1：物理性质：
棕粘稠液体，dinch增塑剂溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.23（25℃）。
2：用途：
在PU行业中，PAPI主要用于生产硬泡，此外还可用于胶粘剂、铺装材料等。
甲苯二异氰酸酯（TDI）：
1：物理性质
无至淡黄液体，有强烈刺激性气味。可溶于醚、丙酮、苯、四氯化碳、氯等。与水、醇及胺等反应，比重1.2244（20/4℃），熔点19.5-21.5℃，沸点251℃（760mmHg）。
2：用途：
TDI的主要用途是生产PU泡沫，约占TDI总量的80%以上。此外还用于胶粘剂、弹性体、油漆、固化剂等方面。
N,N-二甲基甲酰胺（DMF）：
1：物理性质：
无透明液体，有氨气味，溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂，微溶于苯。溶解能力强，被称为万能有机溶剂。比重0.9445g/cm3（25/4℃），熔点-61℃，沸点153℃，折射率为1.4269。
2：用途：
DMF主要用于革用树脂的合成和PU皮革生产加工方面，约占总量的90%以上，余下的用于
医药和分析方面。
1，4—丁二醇（BDO）：
1：物理性质：斩波调速器
无粘稠油状液体，味苦，有吸湿性，无气味。可溶于水、甲醇、乙醇和丙酮，微溶于乙醚，不易挥发。比重为1.016g/cm3(20/4℃)，凝固点为20.9℃，沸点为228℃，折射率为1.4446（25℃）。
2：用途：
用于制造聚酯多元醇、不饱和树脂、药物、染料、化妆品及油漆等。
四：多元醇简介：
一）：聚酯多元醇
1：分类：
聚酯多元醇的种类繁多，根据其结构来分可分为三大类：聚酯多元醇类（主要是己二酸系列）， 聚ε—己内酯类，聚碳酸酯类。
聚酯多元醇是由二元酸与二元醇或三元醇经酯化、缩聚成一定分子量的端羟基高聚物。
聚ε—己内酯类是ε—己内酯在催化剂（有机钛类、辛酸亚锡）存在下，由起始剂（二醇或二胺）开环聚合成线性的端羟基或端胺基高聚物。
聚碳酸酯类是1，6—己二醇与二苯基碳酸酯经酯交换、缩聚而成的聚碳酸己二醇酯二醇。
2：毛绒玩具制作聚酯多元醇生产工艺：
3：聚酯多元醇主要品种：见表1：
表 1：常见的聚酯多元醇
聚酯多元醇 名称 | 代号 | 状态 |
聚己二酸乙二醇酯二醇 | PEA | 白蜡状固体 |
聚己二酸乙二醇—丙二醇酯二醇 | PEPA | 白蜡状固体 |
聚己二酸二乙二醇酯二醇 | PDA | 浅黄粘稠液体 |
聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二醇 | PEDA | 白或浅黄油状物 |
聚己二酸1，4—丁二醇酯二醇 | PBA | 白蜡状固体 |
聚己二酸乙二醇—1，4—丁二醇酯二醇 | PEBA | 浅黄油状物 |
聚己二酸1，2—丙二醇酯二醇 | PPA | 浅黄粘稠液体 |
聚己二酸新二醇—1，6—己二醇酯二醇 | PNHA | 浅黄油状物或白蜡状固体 |
聚己二酸蓖麻油酯二醇 | PCA | 浅黄油状物 |
聚ε—己内酯二醇 | PCL | 白蜡状固体或浅油状物 |
聚碳酸—1，6—己二醇酯二醇 | PHC | 浅蜡状固体 |
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二）：聚醚多元醇：
1：分类：
聚醚多元醇品种很多，根据其特性来分可分为四大类：
第一类：普通氧化丙烯为基的聚醚多元醇。
第二类：特种氧化丙烯为基的聚醚多元醇。
第三类：四氢呋喃为基的聚醚多元醇。
第四类：丁二烯为基的聚醚多元醇。
2：聚醚多元醇生产原料：
聚醚多元醇的生产原料只有三种：
第一种：含氧的环化物：主要有：环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等。
第二种：含活泼氢的起始物：主要有：乙二醇、丙三醇、季 四醇、乙二胺、芳胺等。
第三种：离子型催化剂：主要有：KOH、NaOH、FeCl3、AlCl拉紧装置3、BF3等
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3：主要的聚醚多元醇品种：见表2：
表2：主要的聚醚多元醇品种
聚醚多元醇名称 | 用途 |
聚氧化丙烯二醇 | 泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料 |
聚氧化丙烯三醇 | 泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料 |
聚氧化丙烯— 蓖麻油多元醇 | 耐水解弹性体、胶粘剂 |
聚氧化丙烯四醇 | 硬泡 |
聚氧化丙烯五醇 | 洗衣篓 耐高温硬泡 |
聚氧化丙烯六醇 | 耐高温硬泡 |
聚氧化丙烯八醇 | 耐高温硬泡 |
高活性聚醚多元醇 | 高回弹、自结皮、RIM注射弹性体 |
填充聚醚多元醇 | 高承载、高模量、高弹性泡沫塑料 |
端胺基聚醚多元醇 | 快速模注弹性体、喷涂弹性体 |
阻燃聚醚多元醇 | 阻燃泡沫塑料 |
聚四氢呋喃二醇 | 弹性体、氨纶 |
四氢呋喃—氧化丙烯共聚二醇 | 胶粘剂、弹性体 |
聚丁二烯二醇 | 胶粘剂、弹性体 |
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