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1 聚氨酯化学 2 主要内容 1 聚氨酯概述2 PU树脂组成3 异氰酸酯化学反应4 PU分子微观结构 3 一 聚氨酯概述 1 定义聚氨酯全称 聚氨基甲酸酯英文 Polyurethane聚氨酯结构 4 一 聚氨酯概述 O R1 O 5 一 聚氨酯概述 2 聚氨酯主要用途 6 PU树脂组成 二异氰酸酯 活泼氢化合物 聚酯 聚醚 小分子醇 胺类 催化剂 溶剂 助剂 7 二异氰酸酯 OCN CH2 6NCO 甲苯二异氰酸酯 TDI 二苯基甲烷 4 4 二异氰酸酯 MDI 二环己基二异氰酸酯 HMDI 异佛尔酮二异氰酸酯 IPDI 1 6 己二异氰酸酯 HDI 二异氰酸酯化合物 2 6 TDI 2 4 TDI 8 TDI 80 80 2 4 TDI 20 2 6 TDITDI 65 65 2 4 TDI 35 2 6 TDITDI 100 100 2 4 TDI 0 2 6 TDI 9 活泼氢化合物 含有活泼氢的化合物 聚酯多元醇 聚醚多元醇 小分子二醇EGBGHGTMP等 二胺类 10 聚酯多元醇反应原理 11 催化剂 需要催化剂的反应 NCO OH NCO H2O 有机锡催化剂NCO OH 胺类催化剂NCO H2O 12 溶剂 DMF TOLIPATSKCYCMEK 有机溶剂必须是氨酯级溶剂 基本上不含水 消耗1mol的NCO所需溶剂的克数 该值必须大于2500 13 异氰酸酯的化学反应 1 异氰酸酯与羟基的反应2 异氰酸酯与胺基的反应3 异氰酸酯与水的反应4 异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应5 异氰酸酯的自聚反应 14 异氰酸酯化学反应 1 异氰酸酯与羟基的反应 RNHCOOR1 n OCN R NCO n HO R1 OH CONH R NHCO OR1 O n 聚氨酯 RNCO R1 OH 反应速度 CH2 OH CH OH 15 异氰酸酯化学反应 2 异氰酸酯与胺基的反应 常温下快速反应 伯胺基 NH2仲胺基 NH R NCO R1 NH2 R NHCONHR R NCO R1R2NH R NHCONR1R2 脲 取代脲 16 异氰酸酯化学反应 3 异氰酸酯与水的反应 慢 R NHCOOH 快 RNH2 CO2 RNH2 RNCO 快 R NHCONH R 脲 2RNCO H2O RNHCONHR CO2 1mol 18g 水与1mol二异氰酸酯 TDI174g或MDI250g 生成1mol 22 4L CO2空气中的水分及容器壁附着的水分会使NCO含量降低 使预聚体黏度变大甚至凝胶 产生的CO2还会使容器涨罐 RNCO H2O 17 异氰酸酯化学反应 4 异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应 RNCO R1 NHCOO R2 R NH C N C OR2 O R1 O 120 140 18 异氰酸酯化学反应 自聚反应二聚 2ArNCO Ar N C N Ar C O O MDI TDI在室温下可以缓慢产生二聚体 具有邻位取代基的芳香族异氰酸酯 由于位阻效应 在常温下不能生成二聚体 而MDI由于NCO邻位无取代基 活性比TDI大 即使无催化剂 室温也有部分单体缓慢自聚成二聚体 19 聚氨酯分子的微观结构 软段 大分子多元醇 硬段 异氰酸酯 小分子醇 胺 20 聚氨酯分子的微观结构 合成工艺 一步法 预聚法 MDI过量法 预聚系数 预聚粘度 21 聚氨酯分子的微观结构 一步法 22 聚氨酯分子的微观结构 预聚法 多醇 MT EG M