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扩链剂

  扩链剂

扩链剂(chainextender)又称链增长剂,是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。

对聚氨酯胶黏剂和密封剂的合成非常重要,直接影响产品的力学性能和工艺性能。

扩链剂为含羟基或氨基的低分子质量多官能团的醇类或胺类化合物,常用的醇类扩链剂有1,4一丁二醇(BDO)、1,6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇(DEG)、三甘醇、新戊二醇(NPG)、山梨醇、二乙氨基乙醇(DEAE)等。

胺类扩链剂有MOCA和用甲醛改性制得的液体MOCA、乙二胺(DA)、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺(HPA)等。

还有氢醌一二(β一羟乙基)醚(HQEE),用作聚氨酯胶黏剂的扩链剂,其产品耐热性、硬度及弹性都高于一般所用的扩链剂。

[1]

在聚氨酯生产中必要的试剂,聚氨酯是由含二异腈酸酯基的脂肪族和芳香族单体与含有二元或多元醇的聚酯或聚醚反应形成的预聚物,应用时加入扩链剂使树脂成形。

常用的扩链是含二元或多元羟基的小分子醇,含氨基,亚氨基化合物或醚类醇。

扩链剂的原理是:

在生产中,常用一些含活泼氢的化合物与异氰酸酯端基预聚物反应,致使分子链扩散延长,从而实现树脂的固化成形。

2-咪唑烷酮是一个具有亚氨基活性氢的广泛使用的扩链剂。

  由美国Ethyl公司开发的新型扩链剂二乙基甲苯二胺(DET-DA),由两种异构体组成,牌号为Ethacurel00,与NCO的反应速度比MOCA快约30倍:

美国Albemarle公司生产的聚氨酯扩链剂二甲硫基甲苯二胺(DMTDA),又名二氨基二甲硫基甲苯(DADMT),是二甲硫基甲苯二胺两种异构体的混合物,牌号为Ethacure300,淡黄色透明液体,沸点353℃,凝固点4"C。

物理性能与MOCA相当,但扩链的胶黏剂耐碱性好,且因室温下是液体,比MOCA使用更方便。

二甲硫基甲苯二胺DMTDA

产品名称:

二甲硫基甲苯二胺或2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯(DMTDA)

分子式:

C9H14N2S2

结构式:

1、DMTDA的物理性能及质量指标

指标名称?

?

外观黄色清亮液体

二甲硫基甲苯二胺(2,4-加2,6-)含量%≥95

一甲硫基甲苯二胺含量%≤4.0

三甲硫基甲苯二胺含量%≤1.0

密度(20℃)g/ml1.206

沸点(1.68mmHg):

200

粘度(20℃)cP900

蒸汽压(20℃)mmHg≤0.01

2、DMTDA的用途:

DMTDA是一种新型的聚氨酯弹性体固化交联剂,其中主要有两种异构体即2,4-和2,6-二甲硫基甲苯二胺的混合物(比例大约为77~80/17~20),与通常使用的MOCA相比,常温下是黏度较低的液体,能适用于低温下施工操作,化学使用当量低等优点。

3、包装:

铁桶,200KG/桶。

4、贮运:

不要放置在室外,避光,避免长时间存放在高温条件下。

 

MoCA

中文名称:

4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷

英文名称:

4,4'-Methylenebis(2-chloroaniline)

CAS号:

101-14-4

分子式:

C13H12Cl2N2

分子量:

267.15

密度:

1.39熔点:

110℃性状:

颗粒状、粉末状、液体MOCA。

溶解情况:

溶于乙醇、丙酮、氯苯、甲苯、丁酮等有机溶剂,不溶于水。

用途:

用作浇注型聚氨酯橡胶的硫化剂、聚氨酯涂料和胶粘剂的交联剂,也可用于固化环氧树脂。

液体莫卡可用于聚氨酯常温固化剂和喷涂聚脲固化剂。

制备或来源:

由邻氯苯胺与盐酸反应生成邻氯苯胺盐酸盐后滴加甲醛进行缩合而制得粗品,粗品用液碱中和后经蒸气蒸馏、水洗、在稀乙醇中重结晶、脱水、干燥而得成品。

备注:

在较高温度下树脂化,有燃烧和爆炸危险。

有毒!

有致癌性

 

丁腈-酚醛胶粘剂的主要缺点是需要高压(1.38MPa)固化,如果低于此压力,则需高温(149°C)长时间固化,一般要求能在121°C或稍低温度下迅速固化。

液体丁腈-酚醛胶粘剂于80°C下干燥,在接触压力到0.70MPa90°C下固化15-30min丁腈酚醛胶的柔韧性好,热稳定性高,粘合力强。

反应机理.甲阶酚醛与橡胶双键的反应。

?

1.次甲醌理论。

Van?

DerMeer认为在加热条件下甲阶酚醛树脂能生成次甲苯醌中间体,易与橡胶分子中的活泼氢反应使橡胶硫化。

此理论认为次甲苯醌的生成是橡胶硫化的必要条件,因此橡胶硫化过程中双键没有发生变化。

酚醛泡沫的增韧改性研究1前言酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。

与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫聚氯乙烯泡沫聚氨酯泡沫等材料相比在阻燃方面它具有特殊的优良性能其重量轻刚性大寸寸稳定性好耐化学腐蚀耐热性好难燃自熄低

烟雾耐火焰穿透遇火无洒落物价格低廉是电器仪表建筑石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料因而受到人们的广泛重视目前酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一消费量不断增长应用范围不断扩大国内外研究和开发都相当活跃然而酚醛泡沫最大的弱点是脆性大开孔率高,因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术本文主要就酚醛泡沫的制备中所用发泡助剂发泡机理和泡沫增韧的新进展作一介绍

2发泡助剂211催化剂固化剂酚醛泡沫一般是在室温或低热条件下制备因此需以酸作催化剂。

当酸作催化剂时酸能加速树脂分子间的缩聚反应反应放出的热量促使发泡剂急剧气化而使乳化树脂膨起同时树脂固化反应的催化剂也是树脂的固化剂。

在环境温度下固化剂的类型和数量对获得优质泡沫是极其重要的。

固化剂的选择应使聚合物的固化速度与发泡速度匹配。

因此,要求所用的固化剂能够使固化速度在很宽的范围内变化,固化反应本身又能在比较低的温度下进行。

固化剂分无机酸和有机酸无机酸如硫酸盐酸。

磷酸等。

有机酸有草酸。

已二酸。

苯硝酸酚硝酸,甲苯磺酸,苯磺酸、石油磺酸等。

无机酸价格低但固化速度太快对金属有很强的腐蚀作用因此防腐成为酚醛泡沫使用中的一大难题。

研究表明可利用甲醇、乙醇、丙醇等稀释无机酸达到缓蚀,也可加入抗腐蚀剂如氧化钙氧化铁,碳酸钙、无水硼砂、碱金属和碱土金属碳酸盐及锌、铝等[1]。

有人已考虑用碱中和剂来处理泡沫,但这种方法的有效性尚未得到证实。

有关这方面的研究还在进行中献[2]曾报导,使用酸性的萘磺酸酚醛既起催化作用又参与酚醛的缩合反应,降低了酸的渗透性,对金属的腐蚀性也就很小。

文献中还提到其它降低泡沫材料腐蚀性方法,如以盐酸作固化剂时首先用真空法除去成型产品中易挥发物,再用NH3除去残存的酸或在80~130℃条件下热处理,或在树脂配方添加中和剂等,这些方法使生产工艺复杂化,并增加成本。

现在采用芳族磺酸为基础的固化剂很普遍是因为它腐蚀性小并具有增塑作用。

还有将有机酸和无机酸混合使用。

为保证分散均匀,使用时应将固态有机磺酸配成高浓度的水溶液,一般溶液的浓度在40~65%为宜。

212发泡剂发泡剂是塑料发泡成型中发泡动力的来源塑料发泡方法一般分为机械发泡、物理发泡和化学发泡。

机械发泡是借助于机械的强烈搅拌,使气体均匀地混入树脂中形成气泡。

物理发泡则是借助于溶解在树脂中的发泡剂物理状态的改变,形成大量的气泡。

以上两种发泡完全是物理过程,没有发生任何化学变化。

化学发泡是发泡过程中使化学发泡剂发生化学变化,从而分解并产生大量气体,使发泡过程进行。

发泡剂的种类和用量对发泡效果具有重要影响。

它直接影响泡沫密度,进而影响到产物的物理、机械性能。

此外,使用发泡剂使泡沫具有大量球状微孔,泡沫耐燃性及韧性提高。

根据酚醛树脂发泡反应机理,大多数以物理发泡方法进行。

物理发泡剂分惰性气体和低沸点液体两类。

酚醛泡沫常用的发泡剂为各种沸点在30~60℃之间的挥发性液体,如氟利昂、氯化烃、正戊烷等。

现在的科研和工厂生产中使用的发泡剂绝大多数仍然是氟氯烃化合物,其中以氟利昂211与氟利昂221的1∶4(mol)混和物使用最广泛。

氟氯烃发泡剂效果非常好,但氟氯烃会破坏大气的臭氧层,所以已限制使用且开始选择代用品。

在近期的专利中为减少对大气臭氧层的危害,选择了危害小的氟氯烃,如CF3CF2CHCl、HCF2CF2CEt,被称为不耗臭氧的发泡剂[2]。

还有人采用减少氟化物发泡剂的使用量,加入部分代用品,如F211和戊烷混合使用新的代用品中最有前途的当属惰性气体发泡剂二氧化碳、氮气等。

它们无毒、无污染,臭氧消耗系数(ODP)为零,温室效应系数(GwP)很小,不燃,价廉易得,是氟利昂替代品研究的热点,但难度较高。

可喜的是有文献报道,日本的Asahi化工公司的研究者CO2代替氟氯烃作生产酚醛泡沫材料的发泡剂,效果良好。

它们由酚醛共聚树脂(含有羟甲基脲)与发泡剂CO2及催化剂混合物制得的酚醛泡沫材料密闭气孔含量为96.0%,气孔直径为190μm,热导率(JISA1412)为0.023lKcal/m.h.℃,CO2含量为5.2%,脆度(JISA9511)为11%烃中以二氯甲烷最常用其化学性质较为稳定、发气量也高于氟氯烃,故近年已有许多厂家用之代替氟氯烃或二者并用。

在塑料发泡工业中有选用低沸点脂肪族烷烃C42C7混合物如正戊烷作为发泡剂,但其效果不理想,还有易燃、易爆的危险。

有时通过几种发泡剂并用的办法来解决发泡剂汽化温度与树脂固化反应速度相匹配的问题,这样发泡剂在汽化时,树脂已具有了适当的粘度,从而有利于泡孔结构的形成和稳定。

化学发泡剂也有应用,如发泡剂H(N,N-二亚硝基五次甲基四胺),它遇酸会强烈分解,释放出氮气,从而使树脂发泡。

213?

表面活性剂表面活性剂的分子中含有亲水结构和疏水结构,具有界面定向和降低液体树脂的表面张力的作用,使泡沫塑料中亲水性和疏水性相差很大的原料乳化成为均匀体系,各组分充分接触,使各种反应能较平衡地进行[3]。

表面活性剂的用量虽小,只为树脂的2~6%,但它对发泡工艺和产品性能影响很大。

它可以保证发泡过程中各组份充分混合均匀,形成均匀微细多泡孔结构和稳定的闭孔率,还可以加快反应过程,缩短固化时间,对泡沫制品的抗压强度,泡孔尺寸等均有较大的影响。

泡沫塑料发泡成型通常分三个阶段。

第一阶段是在发泡基体的熔体或液体中形成大量均匀细密的气泡核,然后再膨胀成具有要求泡体结构的泡体,最后通过加热,固化定型,得到泡沫塑料制品。

发泡第一阶段是要制得以发泡剂为分散相、树脂为连续相的乳状液,在树脂中形成大量分布均匀、粒径微小的发泡剂液滴(气泡核)。

如单纯以高速搅拌将发泡剂分散到树脂中,这种分散体系极不稳定,容易破坏。

表面活性剂能降低界面张力,使分散体系在热力学上稳定。

这时表面活性剂起到了乳化剂或匀泡剂的作用。

当在高速搅拌下,往酚醛树脂与发泡剂的乳状液中加入固化剂时酚醛发泡成型进入了第二阶段。

在固化剂作用下甲阶树脂发生缩合反应,转化为乙阶树脂阶段,最后固化为丙阶树脂,同时树脂缩合释放出的大量反应热使发泡剂液滴气化,发泡料在变稠的同时,体积迅速增大,原先的乳状液已转变成泡沫,此泡沫是不稳定的,已形成的气泡可以继续膨胀,也可能合并、塌陷或破裂。

在酚醛泡沫没有固化定型前表面活性剂起着稳定泡沫的作用[4]。

酚醛泡沫塑料各组分之间的相容性较差,所以选用表面活性剂更要考虑其乳化性能。

良好的乳化性能可以提高各组分混合的均匀程度,有利于形成均匀微细的泡孔结构而且可以加快反应过程,缩短固化时间。

此外表面活性剂还必须对固化剂的强酸性保持稳定。

尽管能用于酚醛泡沫塑料的表面活性剂种类很多,但非离子型表面活性剂效果最好,较常用的有①脂肪醇聚氧乙烯、聚氧丙烯醚类;②烷基酚聚氧乙烯醚类如壬基酚与环氧乙烷的加成物;③聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的嵌段共聚物,这类表面活性剂不仅有良好的泡沫稳定性能,而且有极强的乳化作用。

近年来也有研究者采用多种表面活性剂混合物来得到具有特定性能的泡沫,如池田义宏等用硅酮与十二烷基苯磺酸钠混合的表面活性剂制成高吸水性泡沫。

3泡沫增韧研究酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基易氧化。

其泡沫延伸率低,质脆硬度大,不耐弯曲。

这大大限制了酚醛泡沫的应用,所以对泡沫的增韧是十分必要的。

酚醛泡沫的增韧,可以通过以下几种途径实现:

①在体系加入外增韧剂,通过共混的方式达到增韧的目的;②通过甲阶酚醛树脂与增韧剂的化学反应,达到增韧的目的;③用部分带有韧性链的改性苯酚代替苯酚合成树脂。

311?

加入外增韧剂这一改性方式要求树脂和增韧体系须具有一定的混溶性,才能改善其脆性,提高韧性和抗压性能,可根据溶解度参数δ预测有机化合物之间的混溶性[5]。

这种改性方式的实施一般是按如下步骤进行。

首先合成普通的甲阶酚醛树脂,然后在体系内加入改性剂,脱水,发泡剂类改性剂常用的有三类。

第一类是橡胶弹性体改性剂。

橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性,但由于弹性体通常带有活性的端基(如羧基、羟基等)和双键,能与甲阶酚醛树脂中的羟甲基发生不同程度的接枝或嵌段共聚反应树脂固化及发泡过程中这些橡胶类弹性体段一般能从基体中析出,在物理上形成海岛两相结构。

这种橡胶增韧的热固性树脂及泡沫的断裂韧性比起未增韧的树脂及泡沫有较大幅度的提高。

常用的橡胶有丁腈、丁苯、天然橡胶和端羧基丁腈橡胶及其他含有活性基团的橡胶。

增韧的效果还与共混比例等有关,橡胶量太少达不到效果,但若橡胶含量较高,影响耐热性,同时也会影响酚醛橡胶间的相容性胶的加入量一般宜控制在5~20%之间。

第二类是热塑性树脂。

用于酚醛泡沫改性的有聚乙烯醇,聚乙二醇等。

聚乙烯醇分子中的羟基有可能与酚醛缩聚物中的羟甲基发生化学反应,形成接枝共聚物。

聚乙烯醇改性酚醛树脂可提高泡沫的压缩强度。

据文献报道[6],泡沫压缩强度与聚乙烯醇的加入量有关。

加入聚乙烯醇的量太少,压缩强度提高不明显;加入过多量的聚乙烯醇会导致粘锅,使反应难以继续进行。

聚乙烯醇的加入量为苯酚重量的1.5~3%较为合适。

聚乙二醇也是酚醛树脂有效的增韧剂。

聚乙二醇中的-OH可能与树脂中的-OH结合,但在碱性条件下反应较困难。

聚乙二醇中的-OH与树脂中的-OH也可能形成部分氢键,使树脂中导入长的柔性醚链,从而起到增韧的效果。

葛东彪等人[7]用不同分子量的聚乙二醇系列来增韧泡沫,发现改性效果随着聚乙二醇分子量的增大而增大,分子量为1000时达到峰值,而后随着聚乙二醇分子量的增大减小。

所给出的结论是:

先随着分子量的增大,酚醛树脂中导入的聚醚柔性链比较长,有利于拉伸强度和断裂伸长率增大;但聚乙二醇分子量大于1000时,由于加入聚乙二醇的质量是一定的,其分子链两端羟基所占的比例相对减小,使得羟基和酚醛树脂的羟甲基反应的机率减小,影响了聚乙二醇的改性效果。

分子量适中的聚乙二醇1000和800改性的泡沫韧性最好。

聚乙二醇增韧改性的酚醛泡沫与纯酚醛泡沫相比,不仅尺寸稳定性好、压缩强度高、表观密度适中,而且泡孔闭孔率较高、大小均匀、致密,且易加工切割,断面无或少碎屑。

此外氯化聚乙烯(CPE)、聚氯乙(PVC)增韧树脂及泡沫也有报道[5]。

第三类是小分子物质如乙二醇。

乙二醇增韧泡沫是合成酚醛树脂后,按一定比例加入乙二醇混合均匀,依次加入稳定剂、发泡剂、均泡剂,搅拌均匀,然后加入固化剂,剧烈搅拌,迅速倒入准备好的模具中闭模发泡,待其固化完全后脱模即可。

有人根据纯酚醛泡沫与乙二醇改性酚醛泡沫(乙二醇含量为苯酚量15%)的红外光谱图的差别,推测乙二醇可能在酸催化作用下,部分或全部生成了甘油醇类的衍生物,参与了主反应[8]。

乙二醇的加入能在一定程度上改善酚醛泡沫的性能,提高其压缩强度,改善其脆性,而又不太多地损失其阻燃性,最佳用量为10~15份100份树脂。

此时其氧指数为37~38,压缩强度为0.40MPa密度为0.059g/cm3,如表1所示。

表1?

泡沫性能与乙二醇加入量ABCDE

F乙二醇/w%2520151050密度/g.cm-0640.060.0590.0580.0560.062压缩强度/MPa0.300.350.400.370.380.31氧指数3537373838

40添加短切玻纤也是外增韧的一种方法。

短切玻纤属于无机材,常温下无色、无味、无毒,易与酚醛树脂混匀。

短切玻纤经用偶联剂处理后,与酚醛树脂共混,然后发泡制成酚醛泡沫塑料。

短切玻纤含量对改性酚醛泡沫塑料主要性能的影响见表2。

表2?

短切玻纤含量与酚醛泡沫性能短切玻纤/w%034568

10容重/kg?

m-360606060626880脆性质量损失/%40.028.025.022.021.017.715.0氧指数45454648485050压缩强度/MPa0.200.250.260.280.310.390.

43由表2可知[9],随着短切玻纤含量的增加,酚醛泡沫塑料的压缩强度明显提高,容重增加脆性降低氧指数升高但共混物的粘度随着短切玻纤含量的增加而升高使发泡工艺难以控制因此短切玻纤的含量一般控制在10%以下。

文献也报道了邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等有机物质用于泡沫增韧[10]。

312?

化学增韧甲阶酚醛树脂化学增韧改性方法是在合成甲阶树脂时加入改性剂,通过酚羟基和羟甲基的化学反应接枝上柔性链,从而得到内增韧的改性甲阶树脂,这种改性方法较共混方法的效果要好。

聚氨酯改性酚醛泡沫是一种很好的化学增韧方法,在日本、美国已进行了系列研究,取得了较好的成果。

从采用的方法看有如下2种方式[11]:

①以糠醇树脂、芳胺多元醇等作为聚氨酯组分中的多羟基化合物,将酚醛树脂、多异氰酸酯(MDI、PAPI)和上述各种多元醇混合,加入发泡剂等助剂进行复合发泡。

②聚醚、聚酯多元醇和异氰酸酯合成末端为2NCO基团的预聚体,再与酚醛树脂、发泡助剂混合,进行复合发泡。

在聚氨酯改性酚醛泡沫制备过程中,无论采用何种改性方法,其反应机理是一致的主要有两种反应发生,①异氰酸酯基团和组分中的多羟基化合物的羟基进行交联或扩链反应;②

异氰酸酯基团和

甲阶酚醛树脂中的羟甲基进行交联反应

两种反应的结果是在酚醛刚性分子结构中引入了柔韧性链段,从根本上改变了酚醛树脂的刚性分子结构,从而提高了泡沫制品的韧性,降低了脆性;同时引入了聚氨酯的特性,如提高闭孔率,降低吸水性,加快固化反应速度,成型快,也提高了制品的强度。

以TDI与分子量为1000的聚乙二醇反应,合成带有2NCO基团的预聚体改性酚醛泡沫,

其性能如表3所示。

表3?

TDI

改性聚乙二醇增韧酚醛泡沫性能压缩强度/MPa密度/kg?

m-3吸水率%

氧指数0.2880.177114.3938.

3313?

用部分带有韧性链的改性苯酚代替苯酚合成树脂?

?

第三类改性方法是用含有与苯酚相类似官能团的韧性物质部分代替苯酚与甲醛缩合从而达到增韧的目的。

有文献报道[1]用间苯二酚、邻甲酚、对甲酚、对苯二酚等改性。

加入量控制在0.2~

10%,可降低泡沫脆性,提高制品的强度和韧性。

烷基酚和腰果壳油改性也都有报道[12]。

腰果壳油主要结构是在苯酚的间位上带一个15个碳的单烯或双烯烃长链,因此腰果壳油既有酚类化合物的特征,又有脂肪族化合物的柔性,用其改性酚醛泡沫,韧性有明显改善。

用桐油和亚麻油改性苯酚也有人尝试[13],桐油中的共轭三烯在酸催化下与苯酚发生阳离子烷基化反应,其中残留的双键由于空阻效应,参加反应的机率很小。

反应产物在碱催化下进一步与甲醛反应,生成了桐油改性甲阶酚醛树脂。

亚麻油是十八碳三烯酸甘油脂,其分子结构中都有三个双键。

在催化剂的作用下,苯酚的邻、对位上的碳原子在亚麻油的双键上发生烷基化反应,合成改性酚,然后改性酚与甲醛共聚,柔顺的烷基链将脆性的酚醛分子链连结起来,有效地改善了酚醛泡沫脆性。

桐油改性苯酚

1所示。

图1?

桐油改性苯酚4

结束语近几年来,国内外对酚醛泡沫原材料

、发泡技术、工艺过程都进行了大量研究工作。

泡沫制备工艺日臻完善,并已进入了工业化生产阶段。

随着人们对材料耐火性及难燃性要求越来越高,泡沫改性研究的不断深入和泡沫韧性不断的提高,酚醛泡沫塑料的应用将更加广泛。

软质聚氨酯泡沫塑料

软质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯软泡)是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料,它是用量最大的一种聚氨酯产品。

聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。

一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能,主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料,工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。

在聚氨酯泡沫塑料制品中,有60%以上是软泡。

各国情况有所不同。

例如,近几年美国软泡年消耗量约占聚氨酯总量200多万吨的44%,占聚氨酯泡沫塑料的60%。

软泡中78%为块状软泡,22%为模塑泡沫。

我国2000年软泡产量估计为26万吨,占聚氨酯泡沫塑料的59%。

按软硬程度即耐负荷性能的不同,聚氨酯软泡可分为普通软泡、超柔软泡沫、高承载型软泡、高回弹泡沫等,起重高回弹泡沫、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。

聚氨酯软泡按生产工艺又可分为块状泡沫及模塑软泡,前者是通过连续法工艺生产的大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品,而模塑软泡一般为间隙法生产,原料直接在模具中发泡成型,即制成所需形状的泡沫制品。

模塑泡沫按熟化方式分,可分为热熟化软泡和冷熟化软泡。

以采用的多元醇原料粉,可分为聚酯型软泡和聚醚型软泡。

最早的软质聚氨酯泡沫塑料是用聚酯多元醇和65/35-TDI通过箱式发泡工艺生产的。

现在,聚酯型软泡产量已很小,它已被弹性更好的聚醚型软泡所代替。

单应用于某些特殊场合的聚酯型聚氨酯软泡仍有生产。

例如,用低支化度聚酯多元醇和TDI-65或TDI-80制造的高伸长率软泡主要用于防止拼的夹层中。

聚酯型软泡拉伸强度和撕裂强度较好,也比较坚挺。

单回弹性较差,这种泡沫有良好的耐花样和耐溶剂性能,用于纺织和服装复合衬里等领域。

但因聚酯本身的耐水解性能不好,泡沫在湿热条件下使用寿命不长。

目前聚氨酯软泡中有90%是用聚醚多元醇生产的,大部分为通用软泡(块状泡沫为主)和高回弹软泡,还有一少部分特种软泡,如超柔软泡沫塑料、高承载泡沫塑料、亲水性软泡、吸音泡沫塑料和过滤用软泡等。

聚氨酯软泡的生产最早采用预聚体法,即先由聚醚多元醇和过量的TDI反应,制成含有游离NCO基的预聚体,然后再与水、催化剂、稳定剂等混合制成泡沫塑料。

预聚法生产流程长,成本高,仅在一些特殊产品的生产中采用。

1958年底,美国莫贝公司和联碳公司采用了催化活性高的三亚乙基二胺作为发泡催化剂,并结合采用有机硅表面活性剂配方,开发了"一步法"工艺技术。

这是泡沫生产技术的重大突破,至今还在广为采用。

目前的普通聚氨酯软泡几乎都是用一步法生产,即各种物料通过计量直接进入混合头混合,一步制造泡沫塑料。

依其生产方式之不同,可分为连续式和间歇式。

具有较高硬度的弹性聚氨酯泡沫,可称之为聚氨酯半硬泡,有人把它归于软泡,但其配方与功能一般与一般软泡有一定区别。

MDI-2.化工含义

  由异氰酸酯与多元醇及其配合助剂合成的聚氨酯材料,以其优异的性能、繁多的品种、广阔的用途,在众多的合成材料中独树一帜,成为当今发展速度最快的材料之一。

作为合成聚氨酯材料的主要原料一异氰酸酯,于20世纪30年代束,由德国化学家o.Bayer及其同事首次开发出二异氰酸酯的合成方法及加工工艺。

  二苯基甲烷二异氰酸酯MDI;Diphenyl-methane-diisocyanate

MDI-结构式

  【中文名称】4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯;亚甲基双(4-苯基异氰酸酯);二苯甲烷-4,4`-二异氰酸酯

  【英文名称】4,4`-diphenylmethanediisocyanate

  【结构或分子式】图片是黑色,点击以下即看到【相对分子量或原子量】250.26

  【密度】1.19(50℃)

  【熔点(℃)】36~39

  【沸点(℃)】190(667帕)

  【闪点(℃)】202

  【毒性LD50(mg/kg)】

  本品有毒,刺激眼睛、粘膜,空气中允许浓度为0.02E-6。

  【性状】

  白色

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