聚氨酯化学与工艺弹性体.ppt

采用相同的原料，当二异氰酸酯的用量增加，硬段的含量增加，分子中的极性基团增多，氢键易形成，增进硬段的聚集，一般使弹性体的硬度和强度增加。例如，以PPG-1000与TDI-80制成几种不同NCO含量的预聚体，以MOCA为扩链剂，采用相同的扩链系数（约0.85），其机械性能见下表：PPG-TDI预聚体NCO含量对弹性体物理性能的影响NCO质量分数%5.506.658.30邵氏A硬度100%模量/Mpa300%模量/Mpa拉伸强度/Mpa伸长率/%永久变形/%回弹率/%84.04.47.120.765010.622.389.56.08.920.254010.024.893.510.119.224.946020.023.5第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日5.2.2.3扩链剂的影响用二元醇扩链剂制得的浇注型弹性体强度比二胺扩链剂扩链的弹性体差。胺及醇类扩链剂对PTMEG-TDI型弹性体性能的影响扩链剂MOCAMOCA/MDA1,4-BD/TMP1,4-BD/TMP用量邵氏A硬度拉伸强度/Mpa300%模量/Mpa伸长率/%压缩变定/%12.59033144753110.0/1.0903113465324.0/0.35792560183.0/1.3601034706第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日5.3浇注型聚氨酯弹性体5.3.1特点及合成原理浇注型聚氨酯弹性体(castingPU,CPU)即通过浇注工艺、由液体材料浇注并反应成型而生产的一类聚氨酯弹性体，有人简称之“浇注胶”。这类液体原料体系又称“液体橡胶”。在聚氨酯弹性体产品中，以浇注型聚氨酯弹性体产量最大，是目前聚氨酯弹性体中最主要的一种类型。主要原因有：第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日①以液体原料浇注或注射到制品模具中反应而固化成型，可以直接制得很厚的体积大的聚氨酯橡胶制品及形状复杂的制品；②制得的制品综合性能好；③可以调节原料的配方组成及用量，获得不同硬度的制品，性能的可变范围大；④对于简单的手工浇注，设备投资小，加工方便；⑤可制造小批量的或单件的制品原型，灵活性好。第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日浇注成型的聚氨酯的制备成型工艺有一步法、预聚体法和半预聚体法三种。浇注型聚氨酯多采用芳香族二胺为扩链剂。CPU的合成中，常见的反应在以下几种：(1)异氰酸酯基与羟基反应，这是浇注型聚氨酯弹性体制备的主要反应。～NCO+～OH→～NHCOO～(氨基甲酸酯基)(2)异氰酸酯基与伯胺(或仲胺)反应，也是浇注型聚氨酯的基本反应。~NCO+~NH2→~NHCONH~(脲基)第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日关于聚氨酯化学与工艺弹性体第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日目的和要求聚氨酯弹性体的性能特点及其分类，了解制备弹性体原料及原料对性能的影响，熟悉浇注型聚氨酯弹性体（CPU）、热塑型聚氨酯弹性体（TPU）、混炼型聚氨酯弹性体（MPU）的合成及加工方法，了解聚氨酯弹性体的应用第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日5.1性能特点及其分类5.1.1性能特点聚氨酯弹性体(PUelastomer)又称聚氨酯橡胶，是一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团（－NHCOO－）的弹性体聚合物材料。通常以低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链剂/交联剂及少量助剂为原料制得。第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段，硬段和软段交替排列，形成重复结构单元。除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性，以“耐磨橡胶”著称。第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，模量介于一般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性：1、较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内（邵氏A10～邵氏D75）保持较高的弹性；一般无需增塑剂可达到所需的低硬度，因而无增塑剂迁移带来的问题；2、在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高；3、优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的2～10倍；第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日4、耐油脂及耐化学品性优良；芳香族聚氨酯耐辐射；耐