聚氨酯材料及其應(yīng)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1聚氨酯材料及其應(yīng)用聚氨酯材料及其應(yīng)用第1頁/共75頁CONHRNHCOOROn第2頁/共75頁度最快的聚合物之一。度最快的聚合物之一。通常情況下，凡是在高分子通常情況下，凡是在高分子結(jié)構(gòu)主鏈上含有多個(gè)結(jié)構(gòu)主鏈上含有多個(gè)氨基甲酸酯氨基甲酸酯基團(tuán)（基團(tuán)（NHCOONHCOO）的聚合物，統(tǒng)的聚合物，統(tǒng)稱聚氨酯稱聚氨酯(polyurethane)(polyurethane)。第3頁/共75頁第4頁/共75頁地區(qū)地區(qū)1998年年2000年年2001年年2002年年2006年年北美自由貿(mào)易區(qū)北美自由貿(mào)易區(qū)235.0267.0280.3285.5326.5南美南美44.8644.042.540.54

2、5.0遠(yuǎn)東遠(yuǎn)東70.665.067.068.071.0日本日本53.551.050.052.053.5中國中國81.399.5167.9180.2240.7中東和非洲中東和非洲41.546.047.548.552.0西歐西歐262.0291.5294.4301.8327.7總計(jì)總計(jì)820.26899.3987.71016.51165.0 世界聚氨酯產(chǎn)品產(chǎn)量世界聚氨酯產(chǎn)品產(chǎn)量 萬噸萬噸第5頁/共75頁原料名稱原料名稱1998年2000年2001年2002年2006年聚合聚合MDI147.5161.7177.9193.7235.9純純MDI59.064.068.069.574.5TDI120.01

3、21.5127.6130.0145.0脂肪族異氰酸酯脂肪族異氰酸酯11.012.013.5515.020.0聚醚多元醇聚醚多元醇323.6345.0350.0355.0364.0聚酯多元醇聚酯多元醇76.594.5114.0123.0140.0總計(jì)總計(jì)737.6798.7851.1886.3979.9 世界聚氨酯主要原料消耗量世界聚氨酯主要原料消耗量 萬噸萬噸第6頁/共75頁世界聚氨酯產(chǎn)品市場消耗比例世界聚氨酯產(chǎn)品市場消耗比例第7頁/共75頁異氰酸酯脂肪族芳香族脂環(huán)族低聚物多元醇聚酯多元醇聚醚多元醇環(huán)氧丙烷聚醚多元醇四氫呋喃聚醚多元醇其它聚醚多元醇其它多元醇擴(kuò)鏈（交聯(lián)）劑胺類擴(kuò)鏈劑醇類擴(kuò)鏈（交

4、聯(lián)）劑催 化 劑叔胺類催化劑金屬有機(jī)化合物其它配合劑阻燃劑抗氧劑紫外線吸收劑著色劑增塑劑聚氨酯原料第8頁/共75頁第9頁/共75頁MDI HDI NDI PPDI IPDI XDI等TDIPAPI二異氰酸酯：多異氰酸酯：異氰酸酯（2 2）異氰酸酯）異氰酸酯結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)異氰酸酯脂肪族HDI脂環(huán)族IPDI HTDI HMDI芳香族TDI MDI PAPI PPDI NDI第10頁/共75頁NCOOCNNCOCH3NCOCH32,4-TDI2,6-TDI2）己二異氰酸酯己二異氰酸酯 HDI 液體液體 沸點(diǎn)沸點(diǎn)127常用的工業(yè)品：常用的工業(yè)品：TDI-100 TDI-80 TDI-65 26()OCN C

5、HNCO第11頁/共75頁CH2OCNNCO4,4-MDI4）多苯基甲烷多異氰酸酯（聚合）多苯基甲烷多異氰酸酯（聚合MDI或粗品或粗品MDI PAPI）CH2nCH2NCONCONCO(式中，n=0,1,2,3.)第12頁/共75頁OCNCHNCONCO第13頁/共75頁第14頁/共75頁普普通通聚聚酯酯多多元元醇醇特特種種聚聚酯酯多多元元醇醇普普通通聚聚醚醚多多元元醇醇特特種種聚聚醚醚多多元元醇醇聚聚醚醚多多元元醇醇聚聚酯酯多多元元醇醇組組合合聚聚醚醚多多元元醇醇高高活活性性聚聚醚醚多多元元醇醇阻阻燃燃型型聚聚醚醚多多元元醇醇接接枝枝型型聚聚醚醚多多元元醇醇雜雜環(huán)環(huán)改改性性聚聚醚醚多多元元醇

6、醇四四氫氫呋呋喃喃型型聚聚醚醚多多元元醇醇己己內(nèi)內(nèi)酯酯型型聚聚酯酯多多元元醇醇聚聚羰羰酸酸酯酯型型聚聚酯酯多多元元醇醇其其它它多多元元醇醇聚聚丁丁二二烯烯型型多多元元醇醇蓖蓖麻麻油油多多元元醇醇環(huán)環(huán)氧氧樹樹脂脂改改性性多多元元醇醇四四氫氫呋呋喃喃氧氧化化丙丙烯烯共共聚聚多多元元醇醇多多元元醇醇第15頁/共75頁CH2OHCH2OH+ (n1+n2) CH2CHCH3OCH2O(CH2CHO)n1HCH3CH2O(CH2CHO)n2HCH3第16頁/共75頁第17頁/共75頁400 6000Mn 第18頁/共75頁第19頁/共75頁第20頁/共75頁異氰酸酯基異氰酸酯基 N=C=O 是雜積累雙鍵

7、，非?；顫?。是雜積累雙鍵，非?；顫?。電荷分布和電子云密度的共振結(jié)構(gòu)式如下電荷分布和電子云密度的共振結(jié)構(gòu)式如下RN CORN CORNC O異氰酸酯的反應(yīng)活性：與活性氫反應(yīng)異氰酸酯的反應(yīng)活性：與活性氫反應(yīng) 自聚合反應(yīng)自聚合反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中，異氰酸酯基表現(xiàn)為親電試劑在化學(xué)反應(yīng)中，異氰酸酯基表現(xiàn)為親電試劑 第21頁/共75頁含活性氫的物質(zhì)含活性氫的物質(zhì)BH能與異氰酸酯基進(jìn)行親核加成反應(yīng)能與異氰酸酯基進(jìn)行親核加成反應(yīng)親核中心親核中心B進(jìn)攻正碳離子進(jìn)攻正碳離子活性氫活性氫H轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到N原子上原子上親核加成反應(yīng)歷程：親核加成反應(yīng)歷程：RNCO + BHRNCOBHRNCBHO當(dāng)當(dāng)R為吸電子基，為吸電子基

8、，B含推電子基時(shí)，有利于親核加成反應(yīng)進(jìn)行含推電子基時(shí)，有利于親核加成反應(yīng)進(jìn)行。第22頁/共75頁能與異氰酸酯基進(jìn)行親核加成反應(yīng)的含活性氫的化合物能與異氰酸酯基進(jìn)行親核加成反應(yīng)的含活性氫的化合物：醇、胺、水、酚、羧酸、酰胺、脲、氨基甲酸酯：醇、胺、水、酚、羧酸、酰胺、脲、氨基甲酸酯223652265R NHRNHNHC H NHROHH OC H OHRSHRCOOH含活性氫化合物含活性氫化合物BH與異氰酸酯基親核加成反應(yīng)活性次序：與異氰酸酯基親核加成反應(yīng)活性次序：異氰酸酯在親核加成反應(yīng)中的活性次序：異氰酸酯在親核加成反應(yīng)中的活性次序：芳香族異氰酸酯脂肪族異氰酸酯芳香族異氰酸酯脂肪族異氰酸酯第2

9、3頁/共75頁n OCNRNCO + nHOROH 無催化劑OROCNHORNHCOn異氰酸酯與醇反應(yīng)異氰酸酯與醇反應(yīng)異氰酸酯基與羥基的反應(yīng)是合成聚氨脂最基本的化學(xué)反異氰酸酯基與羥基的反應(yīng)是合成聚氨脂最基本的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)特點(diǎn)1、無需催化劑，室溫、無需催化劑，室溫100均可反應(yīng)；均可反應(yīng)；2、醇過量時(shí)，端基為醇羥基；、醇過量時(shí)，端基為醇羥基； 異氰酸酯基過量時(shí)，端基為異氰酸酯基。異氰酸酯基過量時(shí)，端基為異氰酸酯基。 第24頁/共75頁RNCO + RNH2快RNHCONHRRNCO +快H2O慢RNHCOOHRNH2+ CO2RNCO快RNHCONHRRNH2+異氰酸酯與胺反應(yīng)異氰酸酯

10、與胺反應(yīng) 異氰酸酯與水反應(yīng)異氰酸酯與水反應(yīng)第25頁/共75頁RNCORNHCOAr+ ArOH150分解RNCO + ArOH異氰酸酯與酚反應(yīng)異氰酸酯與酚反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)：氨基甲酸苯酯常溫下穩(wěn)定，高溫下分解。反應(yīng)特點(diǎn)：氨基甲酸苯酯常溫下穩(wěn)定，高溫下分解。異氰酸酯與酰氨反應(yīng)異氰酸酯與酰氨反應(yīng)RNCO +RCNH2O100反應(yīng)活性低RNHCNHOCOR第26頁/共75頁異氰酸酯與羧酸反應(yīng)異氰酸酯與羧酸反應(yīng)RNCO + RCOHORNHCOOCORRNHCOR+ CO2當(dāng)當(dāng)R=Ar時(shí)時(shí)ArNCO + RCOHOArNHCONHAr+ RCOOCRO+CO2第27頁/共75頁異氰酸酯與脲反應(yīng)異氰酸酯與脲反

11、應(yīng)RNCO + NHCNHO100RNHCNOCNHO反應(yīng)特點(diǎn)：產(chǎn)物縮二脲為支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。反應(yīng)特點(diǎn)：產(chǎn)物縮二脲為支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。異氰酸酯與氨基甲酸酯反應(yīng)異氰酸酯與氨基甲酸酯反應(yīng)NCO+NHCOO高溫催化劑NHCNOCOO反應(yīng)特點(diǎn)：產(chǎn)物脲基甲酸酯為支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。反應(yīng)特點(diǎn)：產(chǎn)物脲基甲酸酯為支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。第28頁/共75頁異氰酸酯與含活性氫化合物反應(yīng)特點(diǎn)異氰酸酯與含活性氫化合物反應(yīng)特點(diǎn)1、異氰酸酯與醇、胺、水、酚、羧酸反應(yīng)活性較高，反應(yīng)溫度低、異氰酸酯與醇、胺、水、酚、羧酸反應(yīng)活性較高，反應(yīng)溫度低； 異氰酸酯與酰胺、脲、氨基甲酸酯反應(yīng)活性低，反應(yīng)溫度高；異氰酸酯與酰胺、脲、氨基甲酸酯反應(yīng)活性低

12、，反應(yīng)溫度高；2、異氰酸酯與胺、水、羧基反應(yīng)都生成脲，在較高溫度下，脲基、異氰酸酯與胺、水、羧基反應(yīng)都生成脲，在較高溫度下，脲基可可 進(jìn)一步與異氰酸酯反應(yīng)生成支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。進(jìn)一步與異氰酸酯反應(yīng)生成支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。3、只有在異氰酸酯基過量和高溫條件下，才能生成支鏈或交聯(lián)結(jié)、只有在異氰酸酯基過量和高溫條件下，才能生成支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。構(gòu)產(chǎn)物。第29頁/共75頁生成二聚體的反應(yīng)：生成二聚體的反應(yīng)：2 H3CNCONCO催化劑1502 H3CNCONCNCOOCH3NCO生成三聚體的反應(yīng)：生成三聚體的反應(yīng)：3 OCNRNCOOCNRNCNCNCOORORNCONCO反應(yīng)特點(diǎn)：二聚體不穩(wěn)定，

13、高溫下分解；反應(yīng)特點(diǎn)：二聚體不穩(wěn)定，高溫下分解； 三聚體穩(wěn)定。三聚體穩(wěn)定。第30頁/共75頁第31頁/共75頁第32頁/共75頁第33頁/共75頁第34頁/共75頁主要用途主要用途1、座椅、沙發(fā)、頭枕、床墊等、座椅、沙發(fā)、頭枕、床墊等第35頁/共75頁聚氨酯慢回彈枕頭聚氨酯慢回彈枕頭汽車頭枕汽車頭枕第36頁/共75頁第37頁/共75頁第38頁/共75頁第39頁/共75頁第40頁/共75頁第41頁/共75頁冰箱冰箱建筑夾心板建筑夾心板第42頁/共75頁管道保溫管道保溫PU泡沫層泡沫層第43頁/共75頁建筑保溫建筑保溫第44頁/共75頁汽車儀表盤汽車儀表盤汽車頂棚汽車頂棚第45頁/共75頁軌道枕木

14、軌道枕木第46頁/共75頁第47頁/共75頁汽車儀表盤和方向盤汽車儀表盤和方向盤第48頁/共75頁P(yáng)U鞋底鞋底輪胎支撐體輪胎支撐體第49頁/共75頁汽車限位減震塊汽車限位減震塊減震塊減震塊第50頁/共75頁機(jī)械減震器機(jī)械減震器第51頁/共75頁第52頁/共75頁1.在選煤、礦山、冶金等行業(yè)的應(yīng)用在選煤、礦山、冶金等行業(yè)的應(yīng)用聚氨酯彈性體是最符合礦山要求的非金屬材料，可取代聚氨酯彈性體是最符合礦山要求的非金屬材料，可取代部分金屬材料。用于礦山的聚氨酯彈性體制品有部分金屬材料。用于礦山的聚氨酯彈性體制品有篩板、篩板、彈性體襯里、運(yùn)輸帶彈性體襯里、運(yùn)輸帶等。聚氨酯橡膠篩板品種有弛張篩等。聚氨酯橡膠篩

15、板品種有弛張篩板、張力篩板、條縫篩板等。聚氨酯橡膠篩板具有優(yōu)異板、張力篩板、條縫篩板等。聚氨酯橡膠篩板具有優(yōu)異的耐磨、耐水、耐油、吸振消聲、強(qiáng)度高、與金屬骨架的耐磨、耐水、耐油、吸振消聲、強(qiáng)度高、與金屬骨架粘接牢等特性，噪音小，自清理效果好，并減輕篩機(jī)負(fù)粘接牢等特性，噪音小，自清理效果好，并減輕篩機(jī)負(fù)荷，節(jié)省能耗，延長了篩機(jī)壽命，篩分的質(zhì)量高。荷，節(jié)省能耗，延長了篩機(jī)壽命，篩分的質(zhì)量高。第53頁/共75頁聚氨酯膠輪聚氨酯膠輪第54頁/共75頁聚氨酯篩板（網(wǎng)）聚氨酯篩板（網(wǎng)）第55頁/共75頁第56頁/共75頁2.聚氨酯膠輥聚氨酯膠輥第57頁/共75頁3.聚氨酯膠輪及輪胎聚氨酯膠輪及輪胎聚氨酯實(shí)心輪胎聚氨酯實(shí)心輪胎免充氣聚氨酯備用輪胎免充氣聚氨酯備用輪胎第58頁/共75頁聚氨酯膠輪聚氨酯膠輪第59頁/共75頁高檔溜冰鞋旱冰輪及滑板車的輪子高