聚氨酯材料及其应用ppt课件

聚氨酯材料及其应用，作者：郑12年2月27日，11，内容摘要，1，聚氨酯材料概述2，聚氨酯主要原料3，聚氨酯材料主要化学特性4，聚氨酯材料类型及用途，2，1，聚氨酯材料概述，聚氨酯在大分子链中氨酯结合聚戊烷(PU)聚氨基甲酸酯由聚异氰酸酯和多元醇添加。3，1937年，德国拜尔教授首先添加异氰酸酯和多元醇化合物，用聚氨酯树脂制成，然后发展了几十年。聚氨酯继聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料后，成为用量大、发展速度最快的聚合物之一。聚氨酯组(- NHCOO -)，通常称为聚氨酯(聚氨酯)，是在聚合物结构的主链中包含多个卡瓦组的聚合物。4，聚氨酯树脂具有发泡性、弹性、耐磨性、附着力、耐低温性、溶剂型和生物老化性等特点。用途很广。这是聚氨酯工业已经形成大规模的快速高分子合成材料，1998年世界聚氨酯树脂产品的年产量为820万t，2000年为890万t以上，2002年为1000万t以上，一般年增长率为4% 5%，最高达13%。5，世界聚氨酯产品生产万吨，6，世界聚氨酯主要原料消费万吨，7，世界聚氨酯产品市场消费率，8，2，聚氨酯主要原料，9，1，包含结构特性异氰酸酯集团(-n=c=o)的分子r-(NCO) n型r是烷基、芳基、脂肪环等；N=1、2、3。整数。聚氨酯材料合成中主要使用n2的异氰酸酯化合物。1，异氰酸酯，10，2，异氰酸酯分类(1)异氰酸酯组数，(2)异氰酸酯结构，11，3，几个重要的异氰酸酯1)甲苯二异氰酸酯TDI熔点21.8，2)低聚多元醇(ployol)是制造聚氨酯合成材料的主要基础原料之一，最常用。用环氧化烯烃的开环聚合制备了R-(OH)n，2，多元醇，15，16，聚醚多元醇，聚醚多元醇。一般来说，环氧化烯烃：环氧乙烷四氢呋喃醇是开环聚合的引发剂，17，聚醚多元醇的功能性取决于引发剂的官能性引发剂是二元醇。聚醚f=2引发剂为三元醇时聚醚f=3聚醚多元醇的羟基种类，是以乙氧基为单体时的博羟基，18，聚酯多元醇在酒精过量条件下缩聚的聚醚f=3聚醚多元醇的羟基种类。F=2，19，3，聚氨酯材料的主要化学特性，聚氨酯材料主要以异氰酸酯和活性氢化合物反应。异氰酸酯是分子中包含异氰酸酯体系(-NCO)的化合物。其化学活性主要出现在特性组-NCO中，该组具有双干重叠的高不饱和干体(-N=C=O)，与含有活泼氢的多种化合物反应，化学性很活跃。20，由于异氰酸酯组的高活性，可以与含有活性氢的很多物质反应。能与异氰酸酯反应的活性氢化合物有酒精、水、胺(氨)、醇胺、苯酚、硫酸、羧酸、尿素等。反应可以产生氨基甲酸、替代尿素、尿素基甲酸、滴定管等化学结构。异氰酸酯及活性氢化合物的分子结构不断变化，可以合成具有不同结构和特性的聚氨酯(尿素)材料。，21，异氰酸酯基-n=c=o是混合累积双键，非常活跃。电荷分布和电子云密度的共振结构是异氰酸酯的反应活性：与活性氢的自聚合反应，在化学反应中，异氰酸酯基是亲电试剂，22，含活性氢的BH是异氰酸酯基和亲核加成反应亲核中心b攻击n原子的亲核加成反应过程，r吸收电子基的时候，b包含推电子基的时候亲核加成反应有利。23，异氰酸酯基亲核加成作用的活性含氢化合物：醇、胺、水、酚、羧酸、酰胺、尿素、氨基甲酸、活性氢化合物BH和异氰酸酯基亲核加成活性顺序：亲核加成反应中异氰酸酯的活性顺序：2、酒精过量，末端基酒精羟基；异氰酸酯基过量，末端基是异氰酸酯基。25，异氰酸酯和胺反应，异氰酸酯和水反应，26，异氰酸酯和苯酚反应，反应特性：常温下聚氨酯稳定，高温下分解。异氰酸酯和酰氨反应，27，异氰酸酯和羧酸反应，R=Ar时，28，异氰酸酯和尿素反应，反应特性：产品丁酸是分支或交联结构。异氰酸酯和氨基甲酸酯反应，反应特性：产品尿素甲酸为支链或交联结构。29，异氰酸酯和活性含氢化合物的反应特性1，异氰酸酯和醇，胺，水，苯酚，羧酸反应活性高，反应温度低；异氰酸酯和酰胺、尿素、氨基甲酸酯的反应活性低，反应温度高。2、异氰酸酯和胺、水、羧基反应均产生尿素，尿素基可在高温下与异氰酸酯相结合，生成支链或交联结构产物。3、异氰酸酯基过剩和高温条件下，只能生成支链或交联结构产物。30，异氰酸酯自聚合，二聚体生成反应：三聚体生成反应：反应特性：二聚体不稳定性，高温分解；三聚体稳定。31.聚氨酯的原料基本上是液体材料，因此可以用普通橡胶、塑料等高分子材料和其他加工方法制造泡沫、弹性体、粘合剂、涂料等多种产品。a)聚氨酯泡沫塑料ii)聚氨酯粘合剂4)聚氨酯涂料(喷涂聚脲)5)聚氨酯的其他用途，4、聚氨酯材料类型和用途，32、聚氨酯泡沫：由许多微孔和聚氨酯树脂孔壁组成的多孔聚氨酯材料(一般称为“聚氨酯泡沫”聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯材料中使用最多的品种之一，使用了50%以上。主要特征：多孔、低密度、比强度高、无气味、透气性好(软布)、隔热(硬布)、气泡均匀、抗老化、金属、木材、玻璃、纤维等具有很强的附着力。a)，聚氨酯泡沫，33，根据使用的原料品种和配方的数量，可用于各种密度、不同性能的软布、半径和坚硬泡沫，用于各种隔热材料、缓冲材料、座垫和床垫。34，1)，软聚氨酯泡沫定义：软聚氨酯泡沫(flexiblePUfoam，简称聚氨酯泡沫)是具有一定弹性的软聚氨酯泡沫种类最常用的聚氨酯产品之一。特性：聚氨酯软泡的气泡结构大部分是开口的。一般具有低密度、弹性恢复、吸声、透气性、隔热等性能。聚氨酯泡沫产品中60%以上是软布。，35，主要用途1，座椅，沙发，头枕，床垫等，36，聚氨酯慢速回弹枕头，汽车头枕，37，2，各种服装衬里，38，39，3，各种减震，包装垫，40，4，4继聚氨酯软泡之后，成为第二大合成树脂隔热材料。聚氨酯硬泡广泛用于建筑、石油化学、制冷、造船、车辆、航空、机械、仪表等产业领域，作为隔热材料或结构材料。最重要的应用领域包括冰箱、冷冻室、冷藏集装箱、冷藏保管等使用的保温层材料、石油输送管和热水输送管保温层、建筑墙和屋顶保温层、隔热夹层板等。42、主要用途石化管道、储油罐等保温；油田石油管道绝缘；冷藏或冷藏集装箱、冰箱、冷冻室等的隔热、保温。也可以用来制作仿木家具。结构泡沫；汽车部件(门板、天花板等)。冰箱，建筑夹层板，43，管道隔热，PU泡沫层，44，建筑隔热，45，汽车仪表板，汽车天花板，46，轨道枕木，47，3)，径向聚氨酯泡沫径向泡沫(称为径向泡沫)聚氨酯半硬泡是聚氨酯泡沫的主要品种。这些产品的特点是具有高压缩载荷值。由于半径浦池的这种高灵敏度损失特性，不适合制造柔软的床单垫材料，特别适合用作各种吸能材料。48，汽车仪表和方向盘，49，PU鞋底，轮胎支撑，50，汽车限制减震器块，减震器块，51，机器减震器，52，2)，聚氨酯弹性体，被称为聚氨酯橡胶的聚氨酯弹性体(经常以低聚多元醇、聚异氰酸酯、扩链剂/交联剂以及少量添加剂为原料。聚氨酯弹性体以分子结构来看，是聚合物多元醇的柔性长链构成软段的块状聚合物，用二异氰酸酯和扩张器交替硬段、硬段和软段，形成重复结构单元。聚氨酯分子和分子除了包含氨酯组外，还可以形成氢键，软段和硬段形成微相区域，产生微相分离。这种结构特征是聚氨酯弹性体的耐磨性和韧性好，以“耐磨橡胶”着称。53，1。在选煤、矿山、冶金等行业，聚氨酯弹性体是最适合矿山要求的非金属材料，可以替代部分金属材料。矿用聚氨酯弹性体产品有筛网、弹性体衬里、载体等。聚氨酯橡胶筛品种有松弛筛、张力筛、条形筛等。聚氨酯橡胶屏具有良好的耐磨性、耐水性、耐油性、振动消声器、强度、与金属骨架的粘接牢度等特性，噪音小，自我净化效果好，减少筛板负荷，节省能耗，延长筛寿命，筛质量高。54，聚氨酯橡胶轮胎，55，聚氨酯筛网(网络)，56，57，2。聚氨酯橡胶滚轮，58，3。聚氨酯橡胶轮胎，轮胎，聚氨酯实心轮胎，无膨胀聚氨酯备胎，59，聚氨酯橡胶轮胎，60，高级滑板滚轮和滑板车的车轮，61，4。机械零件各种密封，减震块，联轴器，汽车防滑链条等。62，5。鞋，63，3)，聚氨酯胶粘剂，聚氨酯胶粘剂特性和分类非常优秀的低温特性。适合各种结构粘合领域的优秀剪切强度和冲击特性以及优秀的灵活性特性。含有很多极性组分，适合于很多基板物品的粘合。适合不同热膨胀系数基板粘合的优秀橡胶特性和优秀缓冲、减震功能。64、使用聚氨酯胶粘剂的聚氨酯胶粘剂广泛用于鞋、纤维、皮革、薄膜等柔软材料的粘合，也广泛用于建筑业、汽车制造业等高强度结构粘合领域、低温特殊粘合领域。低温粘合密封材料磁粉胶复合薄膜用粘合剂聚氨酯密封胶鞋用聚氨酯胶，65，在橡胶垫上应用单组分聚氨酯胶，66，4)，聚氨酯涂料(喷涂聚脲)，喷涂聚脲：异氰酸酯成分(a群异氰酸酯可以是芳香族和脂肪族。a组可以是单体、聚合物、异氰酸酯衍生物、预聚物和半预聚物。预聚体和半预聚体由端氨基或端羟基化合物和异氰酸酯反应。r成分必须由端氨基树脂和端氨基链延长剂组成，端氨基树脂不能包含任何羟基成分或催化剂，但可以包含促进颜料分散的添加剂。67、聚氨酯喷涂应用领域聚氨酯的全球应用分布如下。美国为85%，亚洲为10%，欧洲为4%，其他地区为1%。作用于各种领域。1.坦克和游泳池内衬喷涂聚氨酯(尿素)技术应用最广泛的领域之一是坦克和坦克围堰衬里。喷涂聚脲无污染，不流动，施工快，弥补了现有环氧方式涂料等用作内衬的各种缺点，喷涂成型聚脲弹性体具有较好的灵活性，防漏效果好。该系统可用于保护各种化学物质或废液的储油罐或罐围堰、排水管、沟槽、地面防渗层等表面，使用寿命长。68，全衬里，69，地板和墙防护涂层，70，耐磨衬