抗氧剂检测聚氨酯基本常识
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,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:
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: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 | 高分子材料的应用 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 象甲科 |
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:
熏洗仪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、AlCl3、BF3等
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 | 耐高温硬泡 |
聚氧化丙烯六醇 | 耐高温硬泡 |
儒学联合论坛聚氧化丙烯八醇 | 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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合肥师范学院学报