聚氨酯化學(xué)與工藝5化學(xué)課件

聚氮酷代學(xué)與工藝Chap.3聚氨酯化學(xué)3.5聚氨酯合成的主要反應(yīng)3.6催化劑、溫度及溶劑對(duì)反應(yīng)的影響3.7聚氨酯分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系教學(xué)目的及要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí),了解聚氨酯材料合成的化學(xué)原理,熟悉掌握異氰酸酯的典型反應(yīng),掌握多元醇、水、胺、氨基甲酸酯等與異氰酸酯的反應(yīng)原理,掌握不同擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯基團(tuán)之間的反應(yīng),掌握影響反應(yīng)活性的多元醇、異氰酸酯、催化劑、加工條件等的主要因素,掌握材料結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯材料性能的影響。35聚氨酯合成的主要反應(yīng)3.5.1異氰酸酯與醇的反應(yīng)3.5.2異氰酸酯與苯酚的反應(yīng)3.5.3異氰酸酯與水的反應(yīng)3.5.4異氰酸酯與羧酸的反應(yīng)3.5.5異氰酸酯與胺的反應(yīng)3.5.6異氰酸酯與氨基甲酸酯及脲的反應(yīng)3.5.7自聚反應(yīng)3.5.8異氰酸酯與環(huán)氧化合物的反應(yīng)359縮聚反應(yīng)3.5.10異氰酸酯與羧酸酐的反應(yīng)在聚氨酯的合成中,主要使用的異氯酸酯是甲苯二異氰酸酯(D)、4,4-二苯基甲坑三異氯酸酯()、六亞甲基三異氯酸酯(HD)、1,5-二異氰酸酯(ND)、異佛爾酮二異氯酸酯(PD)、多苯基甲疣多異氯酸酯(PAP)等。主要使用的活潑氫化合物是分子量8006000左右的含端羥基的聚酯、聚醚、聚己內(nèi)酯、聚丁二烯等多元醇及低分子量的二元、三元的醇、胺等化合物和水3.51異氰酸酯與醇的反應(yīng)異氰酸酯與含端羥基的聚醇(聚酯、聚醚及其它多元醇)反應(yīng)是聚氨酯合成中最常見、最基本的反應(yīng)。異氰酸酯基與羥基的反應(yīng)產(chǎn)物為氨基甲酸酯反應(yīng)式如下noCN-R-NConHOwH硬段:聚氨酯分子主鏈上由異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑反應(yīng)所形成的鏈段,這些基團(tuán)內(nèi)聚能較大、空間體積較大、剛性較大軟段:碳碳主鏈聚合物多元醇,柔順性較好,在聚氨酯主鏈中為柔性鏈段dialcoholdiisocyanatePolyurethane聚氨酯分子結(jié)構(gòu)模型使用分子量較大的聚合物多元醇可使聚氨酯主鏈中剛性鏈段比例下降、剛性基團(tuán)間隔增加,所以實(shí)際合成中,可以根據(jù)產(chǎn)品不同性能要求和應(yīng)用場(chǎng)合,選擇不同分子量的聚合物多元醇NDI-聚己二酸乙二醇酯制備的PUR羥值聚酯分子量46803500267021601180每100聚酯中ND加入量/%7.09512.516030.5加成后分子量8920509038852170硬度/ShoreA596364-7071~7671~86300%模量MPal17拉伸強(qiáng)度/Pa34.537.331.732.4伸長(zhǎng)率/%370710720726455回彈性/%61在異氰酸酯和聚合物多元醇的反應(yīng)中除了多元醇的品種和分子量等因素外,反應(yīng)基團(tuán)的比例數(shù),即NCO-OH的當(dāng)量數(shù)之比(異氰酸酯指數(shù)),決定了生成聚合物的分子量大小該參數(shù)在二步法聚氨酯的反應(yīng)中是及其重要的技術(shù)參數(shù)①NCO-OH>1即NCO基團(tuán)過(guò)量,