聚氨酯泡沫塑料的制備教學(xué)教材

聚氨酯泡沫塑料的制備1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.實(shí)驗(yàn)原理3.實(shí)驗(yàn)配方組成4.實(shí)驗(yàn)儀器5.實(shí)驗(yàn)步驟6.實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理7.思考題1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2掌握制備聚氨酯泡沫塑料的反應(yīng)原理及過程。1.2了解各組分的作用及影響。2.實(shí)驗(yàn)原理聚氨酯泡沫的形成是一種比任何其它聚氨酯的形成都遠(yuǎn)為復(fù)雜的過程，除在聚氨酯系統(tǒng)中的化學(xué)和物理狀態(tài)變化之外；泡沫的形成又增加了膠體系統(tǒng)的特點(diǎn)。要了解聚氨酯泡沫的形成，還須涉及氣體發(fā)生和分子增長(zhǎng)的高分子化學(xué)、核晶過程和穩(wěn)定泡沫的膠體化學(xué)以及聚合體系熟化時(shí)的流變學(xué)。

要制得泡沫孔徑均勻和性能優(yōu)異的泡沫，必須采用復(fù)合催化劑、外加發(fā)泡劑和控制合適的條件，使三種反應(yīng)得到較好的協(xié)調(diào)。在聚氨酯泡沫制備過程中主要如下反應(yīng)。2.1預(yù)聚體的合成由二異氰酸酯與聚醚或聚酯多元醇反應(yīng)生成含異氰酸酯端基德聚氨酯預(yù)聚體。OCN-R-NCO+HO-R-OH→OCN-R-NHCOO~~~OOCHN-R-NCO

2.2氣泡的形成與擴(kuò)鏈異氰酸根與水反應(yīng)生成的氨基甲酸不穩(wěn)定，分解生成胺與二氧化碳?xì)怏w在聚合物中形成氣泡，并且生成的端氨基聚合物可與異氰酸根進(jìn)一步發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)得到含脲基的聚合物。

2.3交聯(lián)固化異氰酸根與脲基上的活潑氫反應(yīng)使分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

聚氨酯泡沫塑料按其柔軔性可分為軟泡沫和硬泡沫，主要取決于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用較高分子量及相應(yīng)較低羥值的線形聚醚或聚酯多元醇時(shí)，得到的產(chǎn)物交聯(lián)度較低，，為軟質(zhì)泡沫；若用短鏈或支鏈較多的聚醚或聚酯多元醇時(shí)，為硬質(zhì)泡沫。根據(jù)氣孔的形狀聚氨酯泡沫可分為開孔型和閉孔型，可通過添加助劑來調(diào)節(jié)。乳化劑可使水在反應(yīng)混合物中分散均勻，從而可保證發(fā)泡的均勻性；穩(wěn)定劑可防止在反應(yīng)初期泡孔結(jié)構(gòu)的破壞。3.實(shí)驗(yàn)配方組成甲苯二異氰酸酯（TDI）三羥基聚醚（相對(duì)分子質(zhì)量為2000~4000）二月桂酸二丁基錫1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷（DABCD)（三亞乙基二胺）水有機(jī)硅油4.實(shí)驗(yàn)儀器燒杯玻璃棒紙盒（80mm×80mm×80mm）臺(tái)秤烘箱5.實(shí)驗(yàn)步驟5.1用稍硬的紙折成尺約為80mm×80mm×80mm的紙盒以作模具用。5.2配制溶液(1)配制甲溶液在25ml的燒杯中，加入0.1g二月桂酸二丁基錫和5滴水，溶解后再加入10g三羥基聚醚，作為甲溶液。

（2）配制乙溶液在250ml燒杯中，依次加入25g三羥基聚醚，10g甲苯二異氰酸酯，5滴二月桂酸二丁基錫，攪勻，此時(shí)有反應(yīng)熱放出，此為乙溶液。（3）甲溶液中加入約10滴有機(jī)硅油，攪勻后，將此溶液迅速倒入乙溶液中，用玻璃棒迅速攪拌，待反應(yīng)物變稠后，將其轉(zhuǎn)移到紙模具中，于溫室放置0.5h，在放入約70℃的烘箱中烘1h，即可得到一塊軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。6.實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理6.1準(zhǔn)確記錄實(shí)訓(xùn)過程中的實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)及發(fā)生的現(xiàn)象。6.2記錄甲、乙兩種溶液混合后產(chǎn)生的變化情況。6.3準(zhǔn)確計(jì)算出反應(yīng)前、后的體積變化情況。7.思考題7.1寫出合成聚氨基甲酸酯的反應(yīng)方程式。7.2上述配方中各