網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制

1、本 科 畢 業(yè) 論 文題目網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制作 者： 專(zhuān) 業(yè)： 高分子材料與工程 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2010.05.15 原 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 簽 名： 日 期： 本論文使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解xx大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）學(xué)生簽名： 指

2、導(dǎo)教師簽名： 日期： xx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）立題卡課題名稱(chēng)網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制出題人課題表述（簡(jiǎn)述課題的背景、目的、意義、主要內(nèi)容、完成課題的條件、成果形式等）網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料是經(jīng)特殊加工工藝對(duì)普通開(kāi)孔聚氨酯軟質(zhì)泡沫進(jìn)行網(wǎng)化而成。網(wǎng)化后的泡沫去除了原有的窗膜,只剩下開(kāi)孔的筋絡(luò)“骨架”結(jié)構(gòu)。該類(lèi)材料不僅具有聚氨酯軟泡原有的柔順性、可塑性,較高的抗拉和抗撕裂強(qiáng)度,還將材料的孔隙率提高到97%以上,使材料具有比表面積大、流體通過(guò)阻力小等優(yōu)異特點(diǎn)。網(wǎng)狀聚氨酯泡沫可追溯到二十世,是由美國(guó)的Scott Paper最先研制成功,并立即被應(yīng)用為燃油箱的防爆層。目前網(wǎng)狀聚氨酯泡沫已成為泡沫體系中極為重要的一

3、部分,其應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景越來(lái)越廣闊。本課題主要研究其最佳的配方和制備工藝，并采用爆炸法制造網(wǎng)狀聚氨酯軟泡。課題來(lái)源科研課題類(lèi)別畢業(yè)論文該課題對(duì)學(xué)生的要求 高分子材料專(zhuān)業(yè)本科生，掌握一定的化學(xué)以及高分子專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，具備一定的動(dòng)手能力。教研室意見(jiàn) 教研室主任簽名：_ _年_月_日學(xué)院意見(jiàn)同意立題（）不同意立題（） 教學(xué)院長(zhǎng)簽名：_ _年_月_日注：1、此表一式三份，學(xué)院、教研室、學(xué)生檔案各一份。 2、課題來(lái)源是指：1.科研，2.社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際，3. 其他。3、課題類(lèi)別是指：1.畢業(yè)論文，2.畢業(yè)設(shè)計(jì)。4、教研室意見(jiàn)：在組織專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)審核后，就該課題的工作量大小，難易程度及是否符合專(zhuān)業(yè)培

4、養(yǎng)目標(biāo)和要求等內(nèi)容提出具體的意見(jiàn)和建議。5、學(xué)院可根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，可對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?畢 業(yè) 論 文 任 務(wù) 書(shū)題目：網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制學(xué) 生 姓 名 學(xué) 院 化學(xué)化工 專(zhuān) 業(yè) 高分子材料與工程 班 級(jí) 高061 學(xué) 號(hào) 起 訖 日 期 2009年 12月2010年5月 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 發(fā)任務(wù)書(shū)日期 2009 年 12月15日課題的內(nèi)容和要求（研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和解決的關(guān)鍵問(wèn)題） 研究?jī)?nèi)容:（1）網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的合成 （2）配方影響因素 （3）工藝條件的影響研究目標(biāo): 在制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料時(shí)考慮好各方面的影響因素，配方計(jì)算準(zhǔn)確，取料準(zhǔn)確，設(shè)備工作正常。 采用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)化方法使網(wǎng)化效果

5、及成本最佳。解決的關(guān)鍵問(wèn)題：探究制備網(wǎng)狀聚氨酯的最佳配方及網(wǎng)化方式，使材料的綜合性能達(dá)到最佳值。 課題的研究方法和技術(shù)路線(xiàn)研究方法: 按照實(shí)驗(yàn)預(yù)定方案，將原料、催化劑加入進(jìn)行反應(yīng)，得到聚氨酯，再對(duì)聚氨酯進(jìn)行網(wǎng)化并測(cè)試性能。本實(shí)驗(yàn)中用萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，測(cè)定試樣的密度。 技術(shù)路線(xiàn): 儀器烘干 催化劑處理 搭裝置 加料開(kāi)始實(shí)驗(yàn) 冷卻 過(guò)濾洗滌 蒸餾 烘干 測(cè)試 計(jì)算產(chǎn)率基礎(chǔ)條件 江蘇綠源新材料有限公司1超聲清洗機(jī)型號(hào):KQ-250B，昆山市超聲儀器有限公司。用于弱超聲分散實(shí)驗(yàn)。2旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)型號(hào)：NDJ-1，上海天平廠(chǎng)3電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，等。型號(hào):AG-101TA

6、，日本島津。RPUF的壓縮性能測(cè)試。壓縮強(qiáng)度參照GB/T 8813-88，壓縮速度為2mm/min，壓縮模量取應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)在直線(xiàn)段的斜率. 參 考 文 獻(xiàn)1李俊賢.塑料工業(yè)手冊(cè)一聚氨酯M .化學(xué)工業(yè)出版社：1999，252李紹雄.聚氨酯樹(shù)脂M .江蘇科學(xué)技術(shù)出版：1993，12143李國(guó)忠，于衍真等.高分子材料科學(xué)與工程M .中國(guó)石化出版社，1992：1281304吳一鳴，張慶偉等.聚氨酯工業(yè)M.化學(xué)工業(yè)出版社，1994，54565Cotgreave T. Shortall J B.Failure Mechanisms in Reinforeed Rigid PolyUrethane Foa

7、mJ.Cell Plast, 1997,13(4) :40446Cotgreave T.Shortall J B.The Fracture Toughness of Reinforced PolyurethaneFoamJ.Materials Science,1978,13(4) :22307邱清華，賈德民.聚合物表面/界面表征技術(shù)進(jìn)展.分子材料科學(xué)與工程M，遼寧化工出版社，1999，3336本課題必須完成的任務(wù)1合成聚氨酯泡沫2 聚氨酯的網(wǎng)化3對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)4計(jì)算產(chǎn)率成果形式論文進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工作內(nèi)容備 注12月15日1月15日查閱資料開(kāi)題1月26日2月5日查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告4月5日4

8、月15日在不同實(shí)驗(yàn)條件下合成網(wǎng)狀聚氨酯4月16日5月15日樣品檢測(cè)產(chǎn)品、計(jì)算4月16日5月25日整理以上相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行，寫(xiě)成論文教研室審核意見(jiàn) 教研室主任簽名： _年_月_日學(xué)院意見(jiàn) 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： _ _年_月_日注：此表為參考表格，學(xué)院可根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。xx大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專(zhuān)業(yè)高分子材料與工程課題名稱(chēng)網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制閱讀文獻(xiàn)情 況國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)10篇 篇開(kāi)題日期2009年12月15日國(guó)外文獻(xiàn)5篇 篇開(kāi)題地點(diǎn)綠源新材料公司一文獻(xiàn)綜述與調(diào)研報(bào)告：（闡述課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，本課題研究的意義和價(jià)值、參考文獻(xiàn)）1.聚氨酯概述聚氨酯又稱(chēng)聚氨基甲

9、酸酯（PU）。凡是在高分子主鏈上含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán)的高分子化合物通稱(chēng)為聚氨酯。這是一類(lèi)分子結(jié)構(gòu)中含有NHCOO單元的高分子化合物，該單元由異氰酸基和羥基反應(yīng)而成，反應(yīng)式如下： 20世紀(jì)30年代，德國(guó)Otto Bayer 首先合成了PU。在1950年前后，PU作為紡織整理劑在歐洲出現(xiàn)，但大多為溶劑型產(chǎn)品用于干式涂層整理。20世紀(jì)60年代，由于人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和政府環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)，水系PU涂層應(yīng)運(yùn)而生。70年代以后，水系PU涂層迅速發(fā)展，PU涂層織物已廣泛應(yīng)用。80年代以來(lái)，PU的研究和應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)了突破性進(jìn)展。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)關(guān)于PU紡織品整理劑的研究較晚。聚氨酯(PU)是世界六大發(fā)

10、展的合成材料之一，就其應(yīng)用廣度而言，它已躍為諸種合成材料的首位。它具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能、聲學(xué)性能、電學(xué)性能和耐化學(xué)性能。聚氨酯可以說(shuō)是目前節(jié)能改造和建筑保溫方面最好的材料，硬質(zhì)聚氨酯塑料具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐熱性好、耐老化、容易與其他材料粘結(jié)、燃燒不產(chǎn)生溶滴等優(yōu)異性能。聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物。因而體積收縮較小，膠層固化后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也比較小。因而被譽(yù)為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域。聚氨酯各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的XPS、EPS外保溫系統(tǒng)。 聚氨酯是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑等原料制

11、成的聚合物。通過(guò)改變?cè)戏N類(lèi)及組成，可以大幅度地改變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到從柔軟到堅(jiān)硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯制品形態(tài)有軟質(zhì)、半硬質(zhì)及硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、合成革涂層樹(shù)脂、彈性纖維等，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、冰箱制造、交通運(yùn)輸、土木建筑、鞋類(lèi)、合成革、織物、機(jī)電、石油化工、礦山機(jī)械、航空、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域。 2.聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫塑料在合成過(guò)程中伴有復(fù)雜的化學(xué)變化，影響泡沫結(jié)構(gòu)性能的變化因素非常多。其中不僅涉及異氰酸酯，多元醇與水之間的化學(xué)反應(yīng)，而且也涉及到起泡的膠體化學(xué)。泡沫體系的化學(xué)反應(yīng)包括有擴(kuò)鏈，起泡與交聯(lián)等過(guò)程。這些反應(yīng)與參加反應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、官能度、分子量等均有關(guān)

12、系。通常聚氨酯泡沫塑料是通過(guò)在液態(tài)聚合物中引入氣相，然后經(jīng)加熱或化學(xué)方法固化來(lái)得到。發(fā)泡過(guò)程分成3個(gè)階段:首先是液態(tài)聚合物內(nèi)小泡的成核;然后是氣泡長(zhǎng)大到預(yù)定的體積;最后是保持泡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。最初成核的氣泡是球形泡，它隨著發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體的擴(kuò)散面快速長(zhǎng)大。聚氨酯泡沫塑料又分為軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯軟泡，是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一種聚氨酯產(chǎn)品。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定負(fù)荷作用下不發(fā)生明顯形變，當(dāng)負(fù)荷過(guò)大發(fā)生形變后恢復(fù)到初始狀態(tài)的泡沫塑料。它是一種優(yōu)良的絕熱材料和結(jié)構(gòu)材料，在聚氨酯中的消費(fèi)

13、量?jī)H次于軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。2.1聚氨酯硬泡聚氨酯硬泡的化學(xué)制造，基本上與軟泡的化學(xué)原理一樣，唯一不同的是異氰酸酯化合物與聚醚等含活潑氫化合物的支化度比較多，形成的聚氨酯化合物的交聯(lián)密度大，各交聯(lián)點(diǎn)之間的分子量（M c ）比較小。高官能度化合物的官能度大于2，就形成交聯(lián)的聚合物，諸如平均官能度2.6 的粗MDI與三官能度的甘油聚醚醇反應(yīng)，形成了交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)聚氨酯。聚氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡，成型工藝比較簡(jiǎn)單。按施工機(jī)械化程度可分為手工發(fā)泡及機(jī)械發(fā)泡；按發(fā)泡時(shí)的壓力可分為高壓發(fā)泡及低壓發(fā)泡；按成型方式可分為澆注發(fā)泡及噴涂發(fā)泡。聚氨酯硬泡品種有很多，大致可分為：后發(fā)泡倍率最小的硬泡，具CO2吸附的

14、硬泡，開(kāi)孔硬泡，低溫尺寸穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的硬泡，水乳液為發(fā)泡劑合成的硬泡等。 聚氨酯硬泡主要用途有以下方面：（1）食品等行業(yè)冷凍冷藏設(shè)備：如冰箱、冰柜、冷庫(kù)、冷藏車(chē)等，聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設(shè)備的最理想的絕熱材料。（2）工業(yè)設(shè)備保溫：如儲(chǔ)罐、管道等。（3）建筑材料：在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中國(guó)，硬泡在建筑業(yè)的應(yīng)用還不像西方發(fā)達(dá)國(guó)家那樣普遍，所以發(fā)展的潛力非常大。（4）交通運(yùn)輸業(yè)：如汽車(chē)頂篷、內(nèi)飾件等。（5）仿木材：高密度（密度300700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強(qiáng)硬泡是結(jié)構(gòu)泡沫塑料，又稱(chēng)仿木材，具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)皮致密

15、堅(jiān)韌、成型工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，強(qiáng)度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各類(lèi)高檔制品。（6）灌封材料，等等。本論文所要進(jìn)行的是聚氨酯軟泡的研究3聚氨酯軟泡1.概述聚氨酯軟泡多為開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業(yè)和民用上也把軟泡用作過(guò)濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料等。按軟硬程度，即耐負(fù)荷性能的不同，聚氨酯軟泡可以分為普通軟泡、超柔軟泡、高承載軟泡、慢回彈軟泡、高回彈軟泡等，其中高回彈軟泡、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。按生產(chǎn)工藝的不同，聚氨酯軟泡又可分為塊狀軟泡和模塑軟泡

16、，塊狀軟泡是通過(guò)連續(xù)法工藝生產(chǎn)出大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品，模塑軟泡是通過(guò)間隙法工藝直接將原料混合后注入模具發(fā)泡成所需形狀的泡沫制品。2.生產(chǎn)軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)方法有一步法和預(yù)聚物法兩種，本論文主要研究一步法生產(chǎn)工藝。（1）一步法 是目前制備軟質(zhì)泡沫塑料最廣泛的一種方法，其工藝是將所有原料如聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑等一次混合發(fā)泡的方法。在合成過(guò)程中物料發(fā)生聚氨酯鏈增長(zhǎng)、發(fā)泡、交聯(lián)、固化等反應(yīng)，完成泡沫的生產(chǎn)。其特點(diǎn)是工藝過(guò)程少，物料粘度低，有利于混合輸送，節(jié)省能源，生產(chǎn)效率高。主要應(yīng)用于塊狀發(fā)泡、模塑發(fā)泡、噴涂發(fā)泡等。（2）預(yù)聚物法 這是一種比較老的生產(chǎn)方法，也叫二步法。其

17、工藝首先將甲苯二異氰酸酯和聚醚多元醇反應(yīng)生成末端帶異氰酯基的預(yù)聚物，然后再按比例加入催化劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑等一起混合發(fā)泡，完成泡沫產(chǎn)生。其特點(diǎn)是發(fā)熱量少，溫升低，生產(chǎn)大塊泡沫時(shí)內(nèi)部不易出現(xiàn)燒心現(xiàn)象，泡沫穩(wěn)定性好，成品率搞。不足之處是比一步法復(fù)雜，物料粘度偏高。2.1 原料選擇合成聚氨酯軟泡的原料分為三大類(lèi)：多元醇化合物、多異氰酸酯化合物以及助劑。其中多元醇與多異氰酸酯是構(gòu)成聚氨酯之主體原料，助劑是輔為聚氨酯制品之特殊性能的化合物。2.1.1 聚醚多元醇清澈透明無(wú)色液體，合成軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主料之一。在軟泡合成中，它和異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)促使主鏈不斷增長(zhǎng)，并交聯(lián)固化，形成泡沫體的“經(jīng)絡(luò)”和“骨架

18、”。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料要求選用官能度少(23),羥值低和分子量大的聚醚多元醇，其參數(shù)要求如下：平均分子量 3000200羥 值 563mg KOH/g酸 值 0.1mg KOH/g水 分 99.5%金屬離子含量 5PPM外 觀 清澈透明無(wú)色2.1.2 有機(jī)異氰酸酯清澈無(wú)色液體，也是生產(chǎn)泡沫塑料的主要原料。最常用的是甲苯二異氰酸酯，在軟泡合成中，主要使用80/20TDI,它含有兩種異構(gòu)體，即2，4體TDI占80%，2，6體TDI占20%，結(jié)構(gòu)式是：TDI是活性化合物，這是由分子本身具有較多的不飽和基團(tuán)（-N=C=O）的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的，這種基團(tuán)除能和許多化合物尤其是聚醚多元醇進(jìn)行加成反應(yīng)外，還可

19、本身在加熱或在催化劑作用下發(fā)生自聚及脫羰反應(yīng)。正是由于TDI具有這種特性，一經(jīng)與聚醚多元醇混合，即迅速和多元醇的羥基反應(yīng)，生成聚氨基甲酯，促進(jìn)多元醇的主鏈增長(zhǎng)和交聯(lián)固化，形成聚氨酯泡沫體的“經(jīng)絡(luò)”和“骨架”2.1.3 水在合成軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料時(shí)，水是不可缺少的。水與異氰酸酯反應(yīng)生成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物氨基甲酸，隨即分解成胺和二氧化碳，起著鏈增長(zhǎng)劑和產(chǎn)生氣體源而造成發(fā)泡的雙重作用。2.1.4 催化劑在聚氨酯軟泡的生產(chǎn)中，催化劑的作用是非常重要的。目前使用的主要是叔胺類(lèi)和有機(jī)錫類(lèi)。最常用的是三乙烯二胺和辛酸亞錫。在實(shí)際生產(chǎn)中，合理的調(diào)整催化劑的用量，是發(fā)泡成功的關(guān)鍵。2.1.5 外發(fā)泡劑又稱(chēng)物理發(fā)泡

20、劑。常用的是低沸點(diǎn)氯烴類(lèi)化合物，如一氯三氯甲烷（F-11）。其作用是當(dāng)異氰酸酯和活性氫化合物發(fā)生反應(yīng)時(shí)，放出大量熱使其汽化，再生產(chǎn)大量氣泡，一方面促使發(fā)泡，同時(shí)帶走部分反應(yīng)熱。由于F-11污染環(huán)境，常用二氯甲烷替代，但要適當(dāng)改變配比。如果泡體內(nèi)部不發(fā)黃、焦化，不是特輕密度的軟泡，亦可適當(dāng)加大水點(diǎn)，合理調(diào)整用料達(dá)到不使用外發(fā)泡劑的目的。2.1.6 泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅泡沫穩(wěn)定劑是最重要的穩(wěn)定劑。主要結(jié)構(gòu)是氧化烯烴-聚硅氧烷的相嵌共聚物。作用是降低泡沫體系的表面張力，有利于氣體均勻分散，軟質(zhì)泡沫塑料對(duì)穩(wěn)定劑的依賴(lài)性較大，是發(fā)泡中的關(guān)鍵組份之一，當(dāng)體系處于低粘度階段時(shí)，它使孔壁穩(wěn)定；當(dāng)氣孔生長(zhǎng)到適于開(kāi)孔

21、的厚度時(shí)，為最后開(kāi)孔創(chuàng)造條件。它的用量一般在1%左右，對(duì)泡體的質(zhì)量起著重大作用。用量不合理，會(huì)產(chǎn)生閑孔、裂縫或塌泡現(xiàn)象。2.1.7 其他 阻燃劑、填充劑、抗氧劑、著色劑等?？筛鶕?jù)實(shí)際需要，確定添加與否。 2.2 工藝流程 法發(fā)泡工藝有連續(xù)發(fā)泡和間歇式（即箱式）發(fā)泡之分。前者設(shè)備投資大、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高，適用于密度較大，批量大的軟泡生產(chǎn)；后者設(shè)備投資較少，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，適用密度范圍廣，批量靈活，原料利用率較前者低。 箱式發(fā)泡的全過(guò)程大致是：聚醚多元醇在高速攪拌下單獨(dú)摻氣3050秒呈乳白狀；水、胺催化劑、硅油混合后加入聚醚多元醇內(nèi)再攪拌30秒；錫催化劑添加劑同時(shí)加入上述混合料再繼續(xù)攪拌20秒；

22、TDI最后加入迅即攪拌35秒，即全部完成了原料的混合，模內(nèi)發(fā)白時(shí)間約為46秒，發(fā)泡時(shí)間4080秒，自行熟化2小時(shí)，24小時(shí)可裁切，室溫（2025度）放置7天制品可達(dá)預(yù)計(jì)強(qiáng)度。3.配方調(diào)整在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)原料和環(huán)境溫度等發(fā)生變化時(shí)應(yīng)對(duì)原來(lái)正常使用的配方做適當(dāng)調(diào)整。在軟泡發(fā)泡中，關(guān)鍵是要保持兩個(gè)主反應(yīng)之間的平衡。在主料和水的用量確定之后，只要是調(diào)整催化劑和泡沫穩(wěn)定劑。生產(chǎn)中錫催化劑用量是否適中，一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試方法是：通過(guò)海綿底皮來(lái)判斷，正常的底皮撕下薄如紙，如果底皮極厚，說(shuō)明錫的用量太少；反之，如果底皮很薄、很軟，或有剝落的現(xiàn)象，泡孔的氣沒(méi)有排除，即說(shuō)明錫催化劑的用量太多，會(huì)使整個(gè)海綿收縮。4.泡

23、體缺陷處理辦法 （1）破裂 a.TDI指數(shù)太低，增加至108110；b.錫催化劑用量太少，增加1020；c.攪拌速度太快，減低10； d.攪拌速度太慢，加速或延長(zhǎng)攪拌時(shí)間 （2）水平劈裂 a.如閉孔，減少硅油； b.如開(kāi)放泡孔，增加錫量。 （3）垂直劈裂 水量太多，增加TDI用量或減水，使TDI指數(shù)調(diào)整至108110. （4）側(cè)部劈裂 增加錫用量，清理模具。 （5）中心松散或倒塌 水量太多。增加TDI用量或減水。 （6）有骨 胺量少，增加胺催化劑量 （7）脫皮 胺少，增加胺用量。延長(zhǎng)脫模時(shí)間。 （8）閉孔 壓縮時(shí)有響聲，胺少，增加胺量10左右。 （9）底部空化 減少錫催化劑用量 （10）底部有

24、大孔 增加TDI用量 (11) 底部有小孔 增加錫催化劑用量 (12) 中心有小孔 增加錫催化劑用量5. 網(wǎng)化處理化學(xué)法試驗(yàn)中，采用堿液浸泡網(wǎng)化處理法，根據(jù)需要可配入一些調(diào)節(jié)劑。這有助于加快浸泡溶膜的速度。在相同溫度條件下，沒(méi)加調(diào)節(jié)劑的需浸泡約1012小時(shí)才有脫膜現(xiàn)象，而加入調(diào)節(jié)劑后，脫膜時(shí)間可減少到56小時(shí)。但如在配有調(diào)節(jié)劑的堿液中浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成整個(gè)制品的物性下降，使泡沫成為廢品。開(kāi)孔型軟泡網(wǎng)化處理較容易。通過(guò)上述方法制得的網(wǎng)狀聚氨醋泡沫，其網(wǎng)絡(luò)明顯，孔均，孔數(shù)為78孔/2.scm到20孔/2.sem。物理法1.熱空氣法Donald J提出了一種快速升溫設(shè)備。即用一大一小兩個(gè)連通的容器

25、，大容器上安裝有活塞，將泡沫放在小容器中?？焖偻苿?dòng)活塞，將大容器中的氣體壓縮到小容器中，使氣體溫度迅速上升，使瞬時(shí)溫度超過(guò)泡沫熔點(diǎn)，從而將泡壁融化形成網(wǎng)狀泡沫。工藝條件如下，由聚己二酸新戊二醇醋與少量氧化丙烯聚醚混合，可制成開(kāi)孔聚氨泡沫體。采用連續(xù)滾動(dòng)熱空氣網(wǎng)化設(shè)備，熱空氣溫度為400，線(xiàn)速度超過(guò)lm/s，制得100孔/25mm，密度為2lb/ineh3的網(wǎng)狀泡沫。2.蒸汽水解法蒸汽水解法是采用開(kāi)孔聚醚型聚氨醋泡沫以水濕潤(rùn)后，置于表壓為1.4kg/cm“的熱壓釜中以飽和蒸汽處理2h，再在105干燥3h后，即成網(wǎng)化泡沫。細(xì)胞膜質(zhì)面經(jīng)蒸汽處理可完全蒸掉，但網(wǎng)狀泡沫體的經(jīng)絡(luò)及聯(lián)接點(diǎn)要發(fā)生滲透性降解，

26、使其機(jī)械強(qiáng)度降低。3.燃燒法Henry CGreen則使用“燃燒法”。即將泡沫放入容器中，然后充人可燃性氣體，待可燃性氣體充滿(mǎn)泡沫的氣孔后點(diǎn)燃，將泡壁燃燒去除。“燃燒法”的主要缺點(diǎn)是燃燒時(shí)間無(wú)法控制，往往在去除泡壁的同時(shí)使“骨架”碳化，難以形成有用的網(wǎng)狀泡沫。4.爆炸法經(jīng)過(guò)不斷嘗試，目前“爆炸法”基本成為“兩步法”的主流。其原理類(lèi)似于燃燒法，但由于形成的瞬時(shí)溫升更顯著，時(shí)間更短，從而減少了對(duì)泡沫“骨架” 的損害，因而形成的網(wǎng)狀泡沫性能最好。爆炸法是利用具有爆炸性氣體產(chǎn)生爆炸能量及高溫火焰促使開(kāi)孔聚氨醋泡沫內(nèi)除去泡孔膜壁，從而達(dá)到網(wǎng)化目的，制得網(wǎng)狀泡沫。以上各種方法均有明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，其中堿液

27、法是較可行的方法，但需嚴(yán)格控制網(wǎng)化的工藝條件，勿使泡沫發(fā)生滲透性的降解。用堿液法制得的網(wǎng)化泡沫的尺寸大小要受限制，耐老化性能較差。爆炸法制備的網(wǎng)狀泡沫物理性能好，經(jīng)絡(luò)粗，但需特殊的沒(méi)備。目前商品化生產(chǎn)中，以此二方法為主。今后的發(fā)展將集中于提高網(wǎng)化效果和生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量與性能。.參考文獻(xiàn)1李俊賢.塑料工業(yè)手冊(cè)一聚氨酯M .化學(xué)工業(yè)出版社：1999，252盧子興，李懷樣，田常津.高分子材料科學(xué)與工程M.江蘇出版社：1995，82863李國(guó)忠，于衍真等.高分子材料科學(xué)與工程M.中國(guó)石化出版社：1992，1281304吳一鳴，張慶偉等.聚氨酯工業(yè)M.化學(xué)工業(yè)出版社，1994：54565李紹雄，朱

28、呂民.聚氨酯樹(shù)脂M,江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1992,1：1681706徐培林，張淑琴.聚氨酯材料手冊(cè)M,化學(xué)工業(yè)出版社,1994,1：3613697TaiceshiKamiya.The Challenges Plastics of Crrowth in the 21 st CenturyJ. carbon fiber in a fluid bed reactor .1999,29:1078Gibson L J.Ashby M F.The Mechanics of three Dimensional Celluar MaterialsJ.Proe R SoeLond.1982,A382:439Cu

29、nningham A, Jeffs GMF, Rosbotham ID. Polyurethanes World Congress J.Properties toward Phenol.1987:104 四工作條件和基礎(chǔ)本課題是續(xù)接原來(lái)的研究方向進(jìn)一步進(jìn)行深入開(kāi)發(fā)和研究，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室基本可滿(mǎn)足本課題所需的各種實(shí)驗(yàn)條件。五、進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工作內(nèi)容11月28日12月13日查閱資料開(kāi)題1月26日2月5日查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告3月5日4月3日在不同實(shí)驗(yàn)條件下合成網(wǎng)狀聚氨酯4月5日4月15日樣品檢測(cè)產(chǎn)品、計(jì)算4月16日5月25日對(duì)以上相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行整理，寫(xiě)論文論文階段完成日期文獻(xiàn)調(diào)研完成日期09.12

30、.15論文實(shí)驗(yàn)完成日期10.05.10撰寫(xiě)論文完成日期10.05.20評(píng)議答辯完成日期10.05.28指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)該生查閱了一定的中外文獻(xiàn)，能夠獨(dú)立完成開(kāi)題報(bào)告，文獻(xiàn)翻譯情況較好，開(kāi)題報(bào)告有一定可行性，同意進(jìn)入下一階段。 導(dǎo)師簽名： 年 月 日教研室意見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)院意見(jiàn)通過(guò)開(kāi)題（）開(kāi)題不通過(guò)（） 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日注：1、學(xué)院可根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，可對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?畢 業(yè) 論 文題目：網(wǎng)狀聚氨酯軟泡的研制 姓 名： 指導(dǎo)教師： 學(xué)科專(zhuān)業(yè)：高分子材料與工程 2010年5月摘 要 網(wǎng)狀聚氨酯泡沫是由聚氨酯軟質(zhì)泡沫經(jīng)加工而成。由于其密度低，且具有開(kāi)孔的泡沫結(jié)構(gòu).壁殼呈

31、立體骨架結(jié)構(gòu)，因而在過(guò)濾材料、充填材料等方面得到了廣泛的應(yīng)用。本課題研究了異氰酸指數(shù)和催化劑對(duì)網(wǎng)狀聚氨酯的影響。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，異氰酸指數(shù)的增加使材料的密度、壓縮強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度都增大。當(dāng)異氰酸指數(shù)為105時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率最大。催化劑在聚氨酯的形成過(guò)程中起著重要作用，催化劑三乙烯二胺的增加使上升時(shí)間大幅度減少，而有機(jī)錫催化劑的增加使凝膠時(shí)間大幅降低。 本課題采用爆炸法網(wǎng)化聚氨酯泡沫。關(guān)鍵詞：混合,發(fā)泡,熟化,網(wǎng)化處理ABSTRACTReticulated urethane foam is made from urethane foam which through reticulation.

32、Due to its low density and with the foam structure, it is widely used in filter material and filling materials. The isocyanate index and the impact of the catalyst on the reticulated polyurethane was studied. In a certain range，with the increase of isocyanate index, The density of material, compress

33、ive strength, and tensile strength all increased. When the isocyanic acid index is 105 breaks the elongation ratio to be the biggest .Catalyst in the formation process of polyurethane plays an important role. With the increase use of A33, Rise time significantly reduced. With the increase use of T-9

34、, gel time greatly reduced. The subject use explosive to made reticulated urethane foam.Key words: mixing, foaming, curing, reticulating目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 前言11.1聚氨酯概況11.1.1聚氨酯簡(jiǎn)介及其應(yīng)用11.2 聚氨酯的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)21.3軟質(zhì)質(zhì)聚氨酯泡沫塑料31.3.1軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的性能特點(diǎn)31.3.2聚氨酯泡沫塑料的制備3第二章 實(shí)驗(yàn)部分42.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品42.2 基本化學(xué)反應(yīng)及泡沫形成原理52.3軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑

35、料網(wǎng)化機(jī)理52.4泡沫合成過(guò)程及樣品的制備62.5實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段所用到的計(jì)算方法與公式7第三章 結(jié)果與討論83.1 配方影響因素83.1.1多元醇種類(lèi)對(duì)泡沫性能的影響83.1.2異氰酸指數(shù)對(duì)泡沫性能的影響83.1.3催化劑用量對(duì)發(fā)泡的影響103.2 不同網(wǎng)化方式對(duì)網(wǎng)狀聚氨酯泡沫性能的影響113.2.1氫氣和氧氣擴(kuò)散時(shí)間的影響12第四章 結(jié)論14參考文獻(xiàn)15致 謝16第一章 前言1.1聚氨酯概況1.1.1聚氨酯簡(jiǎn)介及其應(yīng)用聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)。凡是在高分子主鏈上含有許多重復(fù)的(-NHCOO-)氨基甲酸酯基團(tuán)的高分子化合物通稱(chēng)為聚氨酯。一般聚氨酯系由二元或多元有機(jī)異氰酸酯與多元醇化合物（聚醚多

36、元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。根據(jù)所用原料官能度數(shù)目的不同，可以制成線(xiàn)形結(jié)構(gòu)或體形結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。1由于聚合物的結(jié)構(gòu)不同，性能也不一樣。利用這樣的性質(zhì)，聚氨酯類(lèi)聚合物可以分別制成塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑等。近二十年來(lái)，聚氨酯在這幾個(gè)方面的應(yīng)用都發(fā)展很快，特別是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡膠、聚氨酯涂料發(fā)展更加迅速2。聚氨酯泡沫塑料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電學(xué)性能和耐化學(xué)性能，尤其是硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的熱導(dǎo)率特別低，是一種優(yōu)質(zhì)的絕熱保溫保冷材料。聚氨酯泡沫塑料的密度大小及軟硬程度均可以隨著原料及配方的不同而改變，加上成型施工方面，使其它塑料品種無(wú)法與其相比。聚氨酯泡沫塑料又分為軟質(zhì)聚氨酯

37、泡沫塑料和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯軟泡，是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一種聚氨酯產(chǎn)品。3硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是聚氨酯材料體系中最重要的品種之一，它具有密度在大范圍內(nèi)可調(diào)，絕熱隔音性能較佳，比模量和比強(qiáng)度高，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)合成硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的原料(主要指聚多元醇)結(jié)構(gòu)多變，使其性能變化范圍廣泛，而且加工方式靈活，既可以自由發(fā)泡，又可以模塑成型，還可以現(xiàn)場(chǎng)噴涂.因此硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料受到普遍重視而發(fā)展迅速。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的用途主要分為兩大類(lèi)，即絕熱材料和結(jié)構(gòu)材料，前者的密度一般在0.1 g/cm3以下

38、，主要用于工業(yè)或家用的隔熱和制冷，后者的密度一般超過(guò)0.1 g/cm3，主要用于汽車(chē)工業(yè)和建筑結(jié)構(gòu)件，因?yàn)槠涿芏刃?，比模量和比?qiáng)度高，也為航空和航天應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定負(fù)荷作用下不發(fā)生明顯形變，當(dāng)負(fù)荷過(guò)大發(fā)生形變后恢復(fù)到初始狀態(tài)的泡沫塑料。它是一種優(yōu)良的絕熱材料和結(jié)構(gòu)材料，在聚氨酯中的消費(fèi)量?jī)H次于軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。長(zhǎng)期以來(lái)，聚氨酯軟泡沫塑料的應(yīng)用主要作為襯墊及絕熱保溫材料。現(xiàn)在的趨向是不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)上用于作物栽培，代替土壤，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工廠(chǎng)化，改造土壤，疏松土質(zhì)，吸著肥料，提高肥料的利用率；在運(yùn)輸業(yè)上作為車(chē)輛的安全防震緩沖材料；在三廢回收治理中，作

39、為油類(lèi)、農(nóng)藥的吸附材料，保護(hù)環(huán)境；在醫(yī)藥上作為包扎材料，代替石膏；以及一些國(guó)防尖端、航空宇宙飛行中的特殊材料。此外，可用作包裝材料、過(guò)濾材料以及抗菌除臭泡沫等。為了建筑物的節(jié)能，建筑部已頒布節(jié)能措施，要求采用新型保溫絕熱材料，聚氨酯泡沫塑料夾層材料是推廣應(yīng)用的主要品種之一，因而將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大聚氨酯泡沫材料的發(fā)展4。聚氨酯軟泡聚氨酯軟泡多為開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業(yè)和民用上也把軟泡用作過(guò)濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料。5按軟硬程度，即耐負(fù)荷性能的不同，聚氨酯軟泡可以分為普通軟泡、超柔軟泡

40、、高承載軟泡、高回彈軟泡等，其中高回彈軟泡、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。按生產(chǎn)工藝的不同，聚氨酯軟泡又可分為塊狀軟泡和模塑軟泡，塊狀軟泡是通過(guò)連續(xù)法工藝生產(chǎn)出大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品，模塑軟泡是通過(guò)間隙法工藝直接將原料混合后注入模具發(fā)泡成所需形狀的泡沫制品6。 聚氨酯軟泡的主要用途包括以下幾個(gè)方面7：1.墊材：如座椅、沙發(fā)、床墊等，聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料，墊材也是軟泡用量最大的應(yīng)用領(lǐng)域。2.吸音材料：開(kāi)孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能，可用作室內(nèi)隔音材料。3.織物復(fù)合材料：玩具，等。1.2 聚氨酯的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)近幾年聚氨酯業(yè)發(fā)展也

41、經(jīng)歷了日新月異的變化，其規(guī)模也是舉世矚目的，尤其是汽車(chē)和電子業(yè)的飛速發(fā)展使聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了更多元化的發(fā)展。近年來(lái)世界聚氨酯研究比較活躍，主要集中于原料的選擇、工藝路線(xiàn)的優(yōu)化及物性改善等方面。液晶聚氨酯是由剛性致介基因和柔性間隔基團(tuán)連接而成，是一種在溶體狀態(tài)下有液晶性能的聚氨酯彈性體。該材料具有良好的機(jī)械、熱穩(wěn)定、高彈性、高延伸性能及良好的加工性能。液晶聚氨酯彈性體的合成采取一步或二步聚會(huì)的方法加工成型，工藝多樣，擠出、注射模塑、涂覆均可8。作為一個(gè)年均增長(zhǎng)率長(zhǎng)期高于全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的產(chǎn)業(yè)，聚氨酯工業(yè)迅猛發(fā)展的勢(shì)頭有賴(lài)于其技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展。隨著聚氨酯產(chǎn)品大眾化趨勢(shì)的加劇，開(kāi)

42、發(fā)新產(chǎn)品、拓展新用途對(duì)聚氨酯工業(yè)能否繼續(xù)保持良好發(fā)展勢(shì)頭變得至關(guān)重要。在其他聚氨酯新技術(shù)的研發(fā)中，降低VOC和中間體游離TDI技術(shù)的研究、可降解回收的聚氨酯材料的研制、噴涂聚脲彈性體技術(shù)等也是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，這些技術(shù)恰恰也是建立在保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。9而拓展聚氨酯產(chǎn)品新用途和新的應(yīng)用領(lǐng)域，則是各大公司重點(diǎn)研究方向。1.3軟質(zhì)質(zhì)聚氨酯泡沫塑料1.3.1軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的性能特點(diǎn)軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯軟泡，是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一種聚氨酯產(chǎn)品。10 聚氨酯軟泡多為開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能，主要

43、用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業(yè)和民用上也把軟泡用作過(guò)濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料。111.3.2聚氨酯泡沫塑料的制備發(fā)泡聚氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡，成型工藝比較簡(jiǎn)單。按施工機(jī)械化程度可分為手工發(fā)泡及機(jī)械發(fā)泡；按發(fā)泡時(shí)的壓力可分為高壓發(fā)泡及低壓發(fā)泡；按成型方式可分為澆注發(fā)泡及噴涂。12聚氨酯泡沫塑料在合成過(guò)程中伴有復(fù)雜的化學(xué)變化，影響泡沫結(jié)構(gòu)性能的變化因素非常多。其中不僅涉及異氰酸酯，多元醇與水之間的化學(xué)反應(yīng)，而且也涉及到起泡的膠體化學(xué)。泡沫體系的化學(xué)反應(yīng)包括有擴(kuò)鏈，起泡與交聯(lián)等過(guò)程。這些反應(yīng)與參加反應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、官能度、分子量等均有關(guān)系。通常聚氨酯泡

44、沫塑料是通過(guò)在液態(tài)聚合物中引入氣相，然后經(jīng)加熱或化學(xué)方法固化來(lái)得到。發(fā)泡過(guò)程分成3個(gè)階段：首先是液態(tài)聚合物內(nèi)小泡的成核;然后是氣泡長(zhǎng)大到預(yù)定的體積;最后是保持泡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。13 第二章 實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品實(shí)驗(yàn)儀器： 電子天平 上海天平廠(chǎng)玻璃棒 兩根800ml大燒杯 五個(gè) 滴瓶 三個(gè)400ml小燒杯 兩個(gè)攪拌器 型號(hào)：XSJ-2型，成都晨光科技實(shí)業(yè)公司旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 型號(hào)：NDJ-1，上海精科儀器廠(chǎng)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)， 型號(hào)：AG-101TA，日本島津。實(shí)驗(yàn)藥品：品名 規(guī)格、型號(hào) 生產(chǎn)商 主要指標(biāo)聚醚多元醇 3050 （聚醚型） 金陵石化 羥值56mgKOH/g M56 （聚酯型）

45、羥值56mgKOH/g三乙烯二胺 （A33） 金陵石化有機(jī)錫催化劑（T-a） Air products化工公司硅油2470 AK-8805 南京德美世創(chuàng)化工有限公司 化學(xué)發(fā)泡劑（水） 市售CH2CL2 四川鴻鶴TDI 煙臺(tái)萬(wàn)華實(shí)驗(yàn)基本配方：原料名稱(chēng) 用量（份）TDI 聚醚多元醇 100份三乙烯二胺 0.81份硅油2470 0.12份化學(xué)發(fā)泡劑（水） 37份CH2CL2 540份有機(jī)錫催化劑（T-a） 00.2份2.2 基本化學(xué)反應(yīng)及泡沫形成原理本工作采用一步法水發(fā)泡制作，該體系的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程十分復(fù)雜，發(fā)泡所需氣體來(lái)自水和異氰酸酯反應(yīng)生成的二氧化碳，三乙醇胺既是催化劑又是擴(kuò)鏈劑，實(shí)驗(yàn)中形成主要化

46、學(xué)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)可以用下面的方程式來(lái)描述：14A.擴(kuò)鏈反應(yīng)MDI與羥基(聚醚多元醇或三乙烯二胺)反應(yīng)生成聚氨基甲酸酯。 O O nOCN-R-NCO + nHOOH CNH-R-NH-CO n 由于聚氨酯泡沫塑料的合成過(guò)程中，異氰酸酯是過(guò)量的(即異氰酸酯的用量指數(shù)大于l)，因此擴(kuò)鏈反應(yīng)最終產(chǎn)品的末段應(yīng)為異氰酸酯基團(tuán)。B.發(fā)泡反應(yīng)異氰酸酯與水先形成不穩(wěn)定的氨基甲酸，然后分解成胺和二氧化碳。NCO + H2O RNCOOH NH2 + CO2 H氨基進(jìn)一步和異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)生成脲。 H O HNCO + NH2 N C N2.3軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料網(wǎng)化機(jī)理化學(xué)法15試驗(yàn)中，采用堿液浸泡網(wǎng)化處理法，根據(jù)需

47、要可配入一些調(diào)節(jié)劑。這有助于加快浸泡溶膜的速度。在相同溫度條件下，沒(méi)加調(diào)節(jié)劑的需浸泡約1012小時(shí)才有脫膜現(xiàn)象，而加入調(diào)節(jié)劑后，脫膜時(shí)間可減少到56小時(shí)。但如在配有調(diào)節(jié)劑的堿液中浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成整個(gè)制品的物性下降，使泡沫成為廢品。開(kāi)孔型軟泡網(wǎng)化處理較容易。通過(guò)上述方法制得的網(wǎng)狀聚氨醋泡沫，其網(wǎng)絡(luò)明顯，孔均，孔數(shù)為78孔/2.scm到20孔/2.sem。物理法1.熱空氣法DonaldJ.提出了一種快速升溫設(shè)備。即用一大一小兩個(gè)連通的容器，大容器上安裝有活塞，將泡沫放在小容器中?？焖偻苿?dòng)活塞，將大容器中的氣體壓縮到小容器中，使氣體溫度迅速上升，使瞬時(shí)溫度超過(guò)泡沫熔點(diǎn)，從而將泡壁融化形成網(wǎng)狀泡沫

48、。工藝條件如下，由聚己二酸新戊二醇醋與少量氧化丙烯聚醚混合，可制成開(kāi)孔聚氨泡沫體。采用連續(xù)滾動(dòng)熱空氣網(wǎng)化設(shè)備，熱空氣溫度為400，線(xiàn)速度超過(guò)lm/s，制得100孔/25mm，密度為2lb/ineh3的網(wǎng)狀泡沫。82.蒸汽水解法蒸汽水解法是采用開(kāi)孔聚醚型聚氨醋泡沫以水濕潤(rùn)后，置于表壓為1.4kg/cm“的熱壓釜中以飽和蒸汽處理2h，再在105干燥3h后，即成網(wǎng)化泡沫。細(xì)胞膜質(zhì)面經(jīng)蒸汽處理可完全蒸掉，但網(wǎng)狀泡沫體的經(jīng)絡(luò)及聯(lián)接點(diǎn)要發(fā)生滲透性降解，使其機(jī)械強(qiáng)度降低。3.燃燒法Henry CGreen則使用“燃燒法”。即將泡沫放入容器中，然后充人可燃性氣體，待可燃性氣體充滿(mǎn)泡沫的氣孔后點(diǎn)燃，將泡壁燃燒去

49、除?！叭紵ā钡闹饕秉c(diǎn)是燃燒時(shí)間無(wú)法控制，往往在去除泡壁的同時(shí)使“骨架”碳化，難以形成有用的網(wǎng)狀泡沫。4.爆炸法16爆炸法是利用具有爆炸性氣體產(chǎn)生爆炸能量及高溫火焰,促使聚氨酯泡沫塑料泡孔膜壁熔化,從而達(dá)到網(wǎng)化目的9。在一定溫度和一定壓力下,一定體積比的氫氣與氧氣混合達(dá)到所需的爆炸極限后,引爆,利用瞬間的爆炸力沖破膜壁,并使膜壁熔附在泡沫經(jīng)絡(luò)上。將已熟化好的聚氨酯泡沫塑料修整后,放入網(wǎng)化箱中,密封。泡沫的大小與網(wǎng)化箱相當(dāng)。充入一定比例的氫氣與氧氣,經(jīng)23 h的充分?jǐn)U散混合后,引爆。將網(wǎng)化后的泡沫放置一段時(shí)間,使其冷卻,讓內(nèi)部的水分及殘余氣體自然揮發(fā);再對(duì)其外觀進(jìn)行修飾,并可加工成客戶(hù)所要求的

50、尺寸和形狀。2.4泡沫合成過(guò)程及樣品的制備本工作采用的一步法是將聚醚多元醇、異氰酸酯、水及催化劑和泡沫穩(wěn)定劑一起加入模具，聚合反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)幾乎同時(shí)進(jìn)行。水和異氰酸酯的反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，泡孔由此在反應(yīng)體系中成核并生長(zhǎng)，發(fā)泡反應(yīng)先于聚合反應(yīng)，硅油在氣液界面上形成粘度高于液體相的表面活性層以保持泡孔的穩(wěn)定17，同時(shí)較低的液相粘度有利于液相流動(dòng)。三乙醇胺對(duì)發(fā)泡反應(yīng)和聚合反應(yīng)均有催化作用，適當(dāng)調(diào)節(jié)用量，使氣體生成與泡沫體強(qiáng)度形成的進(jìn)程能夠匹配，以保證最終形成穩(wěn)定的泡沫體。將泡沫體放置48小時(shí)后，加工成所需試樣。18在這其中可以將玻璃纖維浸潤(rùn)在聚醚多元醇或異氰酸酯之中，并且加以攪拌，攪拌速度大約為50轉(zhuǎn)/分，攪拌30-60分鐘時(shí)的效果為最佳，使玻璃纖維在聚醚多元醇或異氰酸酯中能達(dá)到充分的分散。當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)60分鐘時(shí)，玻璃纖維在體系中的分散基本都呈單絲分布，繼續(xù)攪拌對(duì)玻璃纖維的分散作用已經(jīng)不明顯，