聚氨酯化学与工艺10弹性体.

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1、聚氨酯化学与工艺聚氨酯化学与工艺Chap.5 聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体 5.1 性能特点及其分类性能特点及其分类 5.2弹性体原料及原料对性能的影响弹性体原料及原料对性能的影响 5.3浇注型聚氨酯弹性体浇注型聚氨酯弹性体（CPU） 5.4热塑型聚氨酯弹性体热塑型聚氨酯弹性体（TPU） 5.5混炼型聚氨酯弹性体混炼型聚氨酯弹性体（MPU） 5.6聚氨酯弹性体的应用聚氨酯弹性体的应用返回主页返回主页目的和要求目的和要求聚氨酯弹性体的性能特点及其分类，聚氨酯弹性体的性能特点及其分类，了解制备了解制备弹性体原料及原料对性能的影响，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（熟悉浇注型聚氨酯弹

2、性体（CPU）、热塑）、热塑型聚氨酯弹性体（型聚氨酯弹性体（TPU）、混炼型聚氨酯）、混炼型聚氨酯弹性体（弹性体（MPU）的合成及加工方法，了解）的合成及加工方法，了解聚氨酯弹性体的应用聚氨酯弹性体的应用5.1 性能特点及其分类性能特点及其分类5.1.1性能特点性能特点 聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体( (PU elastomerPU elastomer) )又称聚氨酯又称聚氨酯橡胶，是一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯橡胶，是一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团（基团（NHCOONHCOO）的弹性体聚合物材料。通）的弹性体聚合物材料。通常以常以低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链剂低聚物多元醇、多异氰酸酯

3、、扩链剂/ /交交联剂及少量助剂联剂及少量助剂为原料制得。为原料制得。 从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成段聚合物，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，形成重复结构单元和软段交替排列，形成重复结构单元。除含有。除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢氨酯基团外，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离。这些结构特点

4、使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性，以的耐磨性和韧性，以“耐磨橡胶耐磨橡胶”著称。著称。 聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，模量介于一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。它具有以下的般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性特性： 1、较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内（邵氏较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内（邵氏A10邵氏邵氏D75）保持较高的弹性；）保持较高的弹性；一般无需增塑剂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；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；在相同硬度下，比其它弹性体承载能力

5、高； 3、优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的210倍；倍；4 4、耐油脂及耐化学品性优良；芳香族聚氨酯耐辐射；耐油脂及耐化学品性优良；芳香族聚氨酯耐辐射；耐氧性和耐臭氧性能优良；耐氧性和耐臭氧性能优良；5 5、抗冲击性高、耐疲劳性及抗震动性好，适于高频挠抗冲击性高、耐疲劳性及抗震动性好，适于高频挠屈应用；屈应用；6 6、低温柔顺性好；低温柔顺性好；7 7、普通聚氨酯不能在普通聚氨酯不能在100 100 以上使用，但采用特殊的以上使用，但采用特殊的配方可耐配方可耐140 140 高温；高温；8 8、模塑和加工成本相对较低。模塑和加工成本相对较低。金属材料相比金属

6、材料相比，聚氨酯弹性体制品具有重量轻、噪音，聚氨酯弹性体制品具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点；低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点；与塑料相比与塑料相比，聚氨酯弹性体具有不发脆、弹性记忆、，聚氨酯弹性体具有不发脆、弹性记忆、耐磨等优点。耐磨等优点。与橡胶相比与橡胶相比，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐切割、耐撕，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承载性、透明或半透明、耐臭氧、可灌封、可裂、高承载性、透明或半透明、耐臭氧、可灌封、可浇注、硬度范围广等优点。浇注、硬度范围广等优点。 聚氨酯弹性体加工方法多样，新技术新品种不断聚氨酯弹性体加工方法多样，新技术新品种不断涌现，其应用前

7、景将十分广阔。涌现，其应用前景将十分广阔。5.1.2基本分类基本分类1 1、按低聚物多元醇原料分按低聚物多元醇原料分，聚氨酯弹性体可分为，聚氨酯弹性体可分为聚酯聚酯型、聚醚型、聚烯烃型、聚碳酸酯型等，型、聚醚型、聚烯烃型、聚碳酸酯型等，聚醚型中聚醚型中根据具体品种又可分聚四氢呋喃型、聚氧化丙烯型根据具体品种又可分聚四氢呋喃型、聚氧化丙烯型等；等；2 2、根据二异氰酸酯的不同、根据二异氰酸酯的不同，可分为脂肪族和芳香族弹，可分为脂肪族和芳香族弹性体，又细分为性体，又细分为TDITDI型、型、MDIMDI型、型、IPDIIPDI型、型、NDINDI型等类型等类型。型。 常规聚氨酯弹性体以聚酯型、聚

8、醚型、常规聚氨酯弹性体以聚酯型、聚醚型、TDITDI型及型及MDIMDI型为主。型为主。3、扩链剂、扩链剂主要有二元醇和二元胺两类。二元胺主要有二元醇和二元胺两类。二元胺扩链得到的聚氨酯弹性体严格地讲是扩链得到的聚氨酯弹性体严格地讲是聚氨酯聚氨酯脲弹性体脲弹性体。4、从制造工艺分、从制造工艺分，传统上把聚氨酯弹性体分为，传统上把聚氨酯弹性体分为浇注型浇注型(CPU)、热塑性、热塑性(TPU)、混炼型、混炼型(MPU)三大类三大类，都可采用预聚法和一步法合成。，都可采用预聚法和一步法合成。 一些新工艺的制品已超越某些传统类型，一些新工艺的制品已超越某些传统类型，如如反应注射成型反应注射成型(RI

9、M)工艺生产实心及微孔工艺生产实心及微孔聚氨酯弹性体已成为一个重要的类别。另外，聚氨酯弹性体已成为一个重要的类别。另外，还有还有溶液涂覆及溶液浇注成型溶液涂覆及溶液浇注成型，也是聚氨酯，也是聚氨酯弹性体的一个重要类型。主要用于生产合成弹性体的一个重要类型。主要用于生产合成革。喷涂成型也是近十年来国内外发展较快革。喷涂成型也是近十年来国内外发展较快的一种新技术。的一种新技术。 过氧化物硫化异氰酸酯硫化硫磺硫化模压成型模制品全塑型半塑型模压、挤出、注射等加工粉末加工溶液加工模制品涂敷、包覆、粘合涂敷、浸渍、喷涂混炼型热塑型浇注型固体体系按组分分按扩链剂分按加热方法分单组分双组分胺交联醇交联加入硫化

10、室温硫化浇注加工传递模加工闭模加工涂敷.液体体系分类及加工分类及加工浇注灌封包胶各种胶辊、钢管衬里电气绝缘、医用器具、粘合剂床材、防水材、铺地材流入型吐出型涂布型发泡型密封车窗密封材涂敷传送带、合成革喷涂抗磨设备衬里、油箱浇注防震材、鞋底、假肢常压浇注（发泡）加压浇注RIMSMC，BMC汽车大型内、外饰件RIM汽车大型内、外饰件浇注型CPU液体体系流延涂敷喷涂合成革磁带涂料纤维处理剂、皮革涂饰剂吹塑注射挤出柔性容器软管压延热熔薄模、带材弹性纤维胶辊、无声齿轮溶液型粉末型颗粒型热塑型TPU混炼型模压防尘罩、垫圈混炼型MPU固体体系PUPUR加工成型分类表加工成型分类表5.2弹性体原料及其对性能的

11、影响弹性体原料及其对性能的影响5.2.1原料原料5.2.1.1低聚物多元醇低聚物多元醇 聚氨酯弹性体所用的低聚物多元醇原料有聚酯聚氨酯弹性体所用的低聚物多元醇原料有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇等品种。多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇等品种。(1)聚酯多元醇聚酯多元醇 聚酯分子中含有较多的聚酯分子中含有较多的极性酯基极性酯基(COO)，可形成效强的分子内氢键，因而聚酯型聚氨酯具有可形成效强的分子内氢键，因而聚酯型聚氨酯具有较高的强度、耐磨及耐油性能。用于制备聚氨酯弹较高的强度、耐磨及耐油性能。用于制备聚氨酯弹性体的聚酯以相对性体的聚酯以相对分子质量为分子质量为10003000的已二酸的已