聚氨酯泡沫物理和化学特性

2024-12-18 06:06:23

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回答1：

硬质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Rigid Polyester Polyurethane Foams)
理化性质
密度：0.0368g/cm3，拉伸强度：0.414MPa，压缩强度（10% 处变形）：0.323MPa，导热系数：0.035W/(m.K) 。该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比，有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。
用途
应用领域类似于硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料，当制品对强度、耐温性要求较高时，用聚酯型硬泡较为合适。如雷达天线罩的夹层材料，飞机、船舶上的三层结构材料，电器、仪表、设备的隔热材料和防震包装材料。
软质聚醚型聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyether Polyurethane Foams）
理化性质
密度：0.03～0.07g/cm3 ，拉伸强度：8.83～117kPa ，伸长率（%）：150～300。弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.034～0.041W/(m.K)。熔点（℃）：170～190。聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (NHCOO )的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。聚氨酯的结构
用途：根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。
制备来源：由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。
聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：
—N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ
聚氨酯的发现：20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了PU。在1950年前后，PU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系PU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，PU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。
研发历史
聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化台物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。
生产规模
经过60多年的发展，聚氨酯已成为一种重要的合成树脂品种。世界聚氨酯消耗量1999年估计达7.7Mt，2000年聚氨酯总产量达到8.5Mt。近年来亚太地区成为世界聚氨酯工业发展最快的地区，而中国又是最具发展潜力的国家。据估计，1998年聚氨酯制品总产量约为770kt(扣除溶剂后约为555kt)，2000年约为920kt，预计到2005年聚氨酯材料需求量将达1.4～1.5Mt
生产技术
20世纪40年代，德国Bayer实验室用二异氰酸酯及多元醇为原料，制得了硬质泡沫塑料等聚氨酯样品。美国于1946年起开展了硬质聚氨酯泡沫塑料的研究，产品用于飞机夹心板材部件。1952年，Bayer公司报道了聚酯型软质聚氯酯泡沫塑料中试研究成果；1952～1954年，又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料技术，并开发了相应的生产设备；1961年，采用蒸气压较低的多异氰酸酯PAPI制备硬质聚氨酯泡沫塑料，提高了硬质制品的性能和减少了施工时的毒性，并应用于现场喷涂工艺，使硬质泡沫塑料的应用范围进一步扩大。由于价格较低的聚醚多元醇在60年代的大量生产，以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发，聚氨酯软泡获得应用。60年代中期，冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发，70年代在高活性聚醚多元醇的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫。70年代开发了聚氨酯软泡的Maxfoam平顶发泡工艺、垂直发泡工艺，使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟。后来，随着各种新型聚醚多元醇及匀泡剂的开发，还开发了各种模塑聚氨酯泡沫塑料。
产品应用
目前聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已有各种规格用途的泡沫塑料组合料(双组分预混料)，主要用于(冷熟化)高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。
聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。
PU是聚氨酯，PU皮就是聚氨酯成份的表皮.现在服装厂家广泛用此种材料生产服装，俗称仿皮服装.PU 是英文ploy urethane的缩写，化学中文名称聚氨酯其质量也有好坏，好的包包多采用进口PU皮；
PU配皮是一般其反面是牛皮的第二层皮料，在表面涂上一层PU树脂，所以也称贴膜牛皮。其价格较便宜，利用率高。其随工艺的变化也制成各种档次的品种，如进口二层牛皮，因工艺独特，质量稳定，品种新颖等特点，为目前的高档皮革，价格与档次都不亚于头层真皮。
PU皮与真皮包各有特点，PU皮包外观漂亮，好打理，价格较低，但不耐磨，易破；真皮价格昂贵，打理麻烦，但耐用。
聚亚安酯中文: 聚亚安酯
英语:Polyurethane
学科定义：由乙烷有机单元链聚合而成的物质。
理化性状：质地柔软、富有弹性、具有良好的柔韧性；
不容易滋生细菌——因而是医疗用手套、安全避孕套等的适宜原料。
注意事项：制品应避免暴露在强光下；使用前后宜用温水，或添加一些杀菌剂辅助清洁。赞同

回答2：

　　密度：0.0368g/cm3，拉伸强度：0.414MPa，压缩强度（10% 处变形）：0.323MPa，导热系数：0.035W/(m.K) 。该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比，有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。

　　聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯泡有软泡和硬泡两种。软泡为开孔结构，硬泡为闭孔结构；软泡又分为结皮和不结皮两种。
　　聚氨酯软泡的主要功能是缓冲。聚氨酯软泡常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬。
　　聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033W/（m*Κ），相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。硬质聚氨酯泡沫塑料主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。

回答3：

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯材料，用途非常广，可以代替橡胶，塑料，尼龙等，用于机场，酒店，建材，汽车厂，煤矿厂，水泥厂，高级公寓，别墅，园林美化，彩石艺术，公园等。
物化特性

分子式：通式可以是 -[-O-CONH-]n-

聚氨酯的力学性能具有很大的可调性。通过控制结晶的硬段和不结晶的软段之间的比例，聚氨酯可以获得不同的力学性能。因此其制品具有耐磨、耐温、密封、隔音、加工性能好、可降解等优异性能。
软质聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyether Polyurethane Foams）　理化性质
密度：0.03～0.07g/cm3 ，拉伸强度：8.83～117kPa ，伸长率（%）：150～300。弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.034～0.041W/(m.K)。熔点（℃）：170～190。
制备
聚氨酯抗多种酸碱和有机溶剂腐蚀，因此经常被用在橡胶制品在恶劣环境下的替代品。
聚氨酯合成的主要反应是异氰酸官能团和羟基的缩合反应。异氰酸酯和醇羟基发生加成反应，就会生成一个NH——CO键，让一个醇分子和一个异氰酸酯分子连在一起。
异氰酸酯和醇发生加成
假如是一个二元异氰酸酯和一个二元醇反应，则会生成一种线状聚合物。这样生成的聚氨酯较软而具有弹性；如果是一个多元异氰酸酯和一个多元醇反应，则会生成空间立体状的聚氨酯。这样合成的聚氨酯则具有热固性和一定硬度。反应通常由叔胺催化。
叔胺催化聚氨酯的合成
常见的用作聚氨酯的异氰酸酯
一、耐溶剂聚氨酯弹性体的制备方法
由聚酯多元醇与二异氰酸酯通过一步或多步硫化反应进行制备。聚酯多元醇可由琥珀酸与多元醇制备，多元醇可选择乙二醇，二乙二醇，丁二醇，甘油，三羟甲基丙烷，丙二醇和二新戊醇中的一种或几种。制得的弹性体浸到溶剂中（如醇类，甲苯，二甲苯，丙酮，环己酮，丁酮等）48小时，重量增长率<70%。该弹性体可用于印刷滚筒和丝网印刷刮刀片。
二、多异氰酸酯组分及聚氨酯硬泡的制备
一种多异氰酸酯组分，该组分在超低温下具有很好的贮存稳定性和粘合性，并介绍了由该组分制备的聚氨酯硬泡，通过由聚合MDI组成的多异氰酸酯，特定的聚醚单醇，有机硅泡沫稳定剂及二烷基二醇醚的反应可进行聚氨酯的制备。
用途
聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已
聚氨基甲酸酯
有各种规格用途的泡沫塑料组合料(双组分预混料)，主要用于(冷熟化)高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。
聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。
PU是聚氨酯，PU皮就是聚氨酯成份的表皮。服装厂家广泛用此种材料生产服装，俗称仿皮服装.PU 是英文polyurethane的缩写，化学中文名称聚氨酯其质量也有好坏，好的包包多采用进口PU 革
PU配皮是一般其反面是牛皮的第二层皮料，在表面涂上一层PU树脂，所以也称贴膜牛皮。其价格较便宜，利用率高。其随工艺的变化也制成各种档次的品种，如进口二层牛皮，因工艺独特，质量稳定，品种新颖等特点,是消费者公认的高档皮革，价格与档次都不亚于头层真皮。
PU皮与真皮包各有特点，PU皮包外观漂亮，好打理，价格较低，但不耐磨，易破；真皮价格昂贵，打理麻烦，但耐用。
水性聚氨酯
大多数水性PU主要是由自乳化法制备，以含亲水性基团的PU为主要固化成分，涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中，干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量，因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差，严重地限制了其使用的范围。因此，常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种:一种是在合成PU预聚物时，加入官能度大于2的多羟基化合物，直接生成交联PU预聚物，将上述预聚物很好地分散在水中，并扩链形成大分子，最后形成乳液。
这种方法也叫前交联法，缺点是易使预聚物黏度增大，较难分散在水中，影响乳液的稳定性。新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的活跃研究，已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法，采用带羧的阴离子PU乳液进行交联，交联反应发生在PU分子的羧基上，有氮丙啶、碳化亚胺以及金属盐类化合物，在室温条件下进行交联。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入，因其交联反应速率很快，短时间内产生凝胶而破乳。外交联法可成功解决PU乳液涂膜的亲水性问题，但因外加交联剂，组成双组分涂饰剂给施工带来不便，此方法使用较少。
聚氨酯涂层剂
聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，它的优势在于：涂层柔软并有弹性；涂层强度好，可用于很薄的涂层；涂层多孔，具有透湿和通气性能；耐磨，耐湿，耐干洗。其不足在于：成本
聚氨基甲酸酯
较高；耐气候性差；遇水、热、碱要水解。
TPU涂层剂按组成分类有：聚酯系聚氨酯；聚醚系聚氨酯；芳香族异氰酸酯系聚氨酯；脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。
在大分子主链上含有—NHCOO—基团的重复结构单元的聚合物统称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU）。它是由有机多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。人们常见的聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体的形式出现。
硬质聚氨酯泡沫塑料（Rigid Polyether Polyurethane Foams)　理化性质
密度：0.04～0.06g/cm3(25 摄氏度)，拉伸强度：0.147MPa，弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.035W/(m.K) 。该制品最大特点是：可根据具体使用要求，通过改变原料的规格、品种和配方，合成所需性能的产品。该产品质轻（密度可调），比强度大，绝缘和隔音性能优越，电气性能佳，加工工艺性好，耐化学药品，吸水率低，加入阻燃剂，亦可制得自熄性产品。该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比，有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。
主要用途
主要用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料，高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料起保温隔音和轻量化的作用。超低密度的硬泡可做防震包装材料及船体夹层的填充材料。

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