【正文】 20 云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 21 參考文獻 [1]任瑞周 .聚氨酯應用現(xiàn)狀和前景展望 [J].煙臺萬華集團， 2021, 1— 2. [2].王洛禮 .高分子科學技術發(fā)展簡史 [M].北京：高等教育出版社， — 62. [3]胡飛 ,唐黎明 . 紫外光固化水性聚氨酯涂料研究 [J]. 化學世界 , 2021, (4) : 189— 190. [4]呂維忠 , 涂偉萍 ,楊卓如 ,等 . MDI/PPG 聚氨酯分散體 的合成研究 [J]. 合成材料與老化 , 2021, (1):6— 9. [5]馮海波 ,卿寧 . 核殼交聯(lián)結構水性聚氨酯的合成研究 [J]. 皮革化工 , 2021, 22 (1):21—25. [6]張武英 , 修玉英 . 水性聚氨酯及改性研究 [J]. 廣東化工， 2021, 3:5— 7. [7]周新華 ,涂偉萍 ,夏正斌等。所以在很多的領域都有著不可替代的應用。 在國外，特別是在歐共體等凹印油墨市場中，氯丙型油墨處于淘汰的行列中，聚氨酯油墨卻很普及。但這只是少數(shù)城市中的不完全統(tǒng)計，可見聚氨酯灌漿材料的市場還是不小的。 那么聚氨酯材料用于醫(yī)療設備具有哪些優(yōu) 勢呢？根據(jù)專家的介紹，我們了解到，醫(yī)用聚氨酯材料有良好的粘結性、韌性、耐溶劑性，無毒性，與人體的相容性好，并能根據(jù)要求生產出透明的產品等等。超細纖維超真皮革究竟是物，它的應用前景又如何？為此，我們請教了相關專家。同時據(jù)該機構預計，云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17 全球聚氨酯建筑材料的份額仍將提升，到 2021 年將達到聚氨酯總量的 24％。 根據(jù)中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會的調研和分析， 2021 年－ 2021 年間，中國聚氨酯消費量一直在高速增長，年均年增長率在 20％以上， 2021 年聚氨酯消耗量已經達到 236 萬噸，比 2021 年增長了 倍。 艾美萊泰公司是一家成立于 1995 年的技術開發(fā)公司。 HER 在常溫下為白色或米色粉末或結晶 , 熔點 89 ℃。 改性聚氨酯彈性體 以 1,4 亞苯基二異氰酸醋（ PPDR）為基礎的聚氨醋彈性體具有優(yōu)良的動態(tài)機械性能 , 尤其可貴的是在較高的溫度下仍能保持這種優(yōu)良性能。例如：在用自乳化法制備離子型水性 PU時，通過擴鏈劑類型、結構及用量、制備方法和聚合物分子量的不同來改變 PU分子的骨架結構，可以制得從乳液到水溶性的多種水性 PU 產品。根據(jù)實際應用中對涂層織物的要求，可選擇的涂層劑有溶劑型、水溶型、無溶劑型，其中使用最多的是溶劑型。定島型海島纖維在服裝、絨面、汽車革、裝飾革等方面有優(yōu)勢。前者具有成本低、色牢度好和磨絨性好等優(yōu)點 ,多用于制作高檔家具用革 ,但減量和工藝重復性的控制難度較大 。短纖維長度一般為 38— 65mm,纖度一般低于 2 旦。 4. 制革、制鞋 聚氨酯合成革是人工皮革的主流產品，而且隨著制革技術的進步，高檔聚氨酯合成革的性能已經超越了真皮。冰箱在開始生產的初期采用過玻璃棉、聚苯等材料，但保溫效果太差，質量很低，目前全世界的冰箱冰柜都采用聚氨酯保溫材料，質量比以前大幅提高，耗能也大幅降低。 聚氨酯涂料 (包括溶劑 ) 我國聚 氨酯涂料是從 60 年代中期發(fā)展起來的 ,現(xiàn)年產量已達 萬噸 ,其產量占涂料總比例的 %。國外建筑的保溫和防水都是以聚氨酯為主的，包括屋頂、墻體內外保溫、窗戶的密封保溫等等。物性范圍寬，可加工性好，可以根據(jù)不同物性要求靈活設計出各種高分子結構，而且還可以現(xiàn)場加工成型。該方法操作簡單能利用現(xiàn)有的固化劑直接使用 ,產品性能好 ,具有廣泛的應用前景。 Iskender Yilgor 等人研究了聚氨酯中軟鏈鍛聚環(huán)氧乙烷含量的變化 (0— 50%)與其水蒸汽透過率呈現(xiàn)出 S 型變化。 Chien HsinYang 等共同研究了由聚乙二醇 (PEG)、聚氧化丙稀醚二元醇 (PPG)和聚四氫呋喃二元醇 (PTMG)的兩重或三重嵌段的水性聚氨酯的性能。常用的催化劑有兩類 :叔胺類和有機錫類。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質。德國 Bayer 公司以 bay bond 的商品名出售。充分中和后同時倒入去離子水的罐中高速剪切分散 ,然后迅速加入擴鏈劑乙二胺的水溶液 ,形成了核殼結構的預聚體 ,同步的在水中擴鏈使相對分子質量進一步提高 ,使核和殼兩組分之間的物理纏繞得到加強并最終形成水性核殼交聯(lián)型聚氨酯。該方法制備的水性 PU產品質量和生產的重復性好。 清華大學胡飛 [3]等將聚乙二醇、 2,2二羥甲基丙酸和少量的 N甲 基吡咯烷酮加入裝有滴液漏斗和攪拌器的三口燒瓶中 ,攪拌溶解后 ,加入 TDI 和催化劑 ,升溫至 75℃ ,反應 2h加入適量的丙烯酸羥丙酯 ,繼續(xù)反應 2h,降溫至 50℃ ,加入丙酮稀釋 ,以三乙胺中和后 ,加水分散 ,蒸出丙酮后 ,得固體含量為 30%左右的水性端烯基聚氨酯。各種方法在于擴鏈過程的不同。 第二章 聚氨酯的工業(yè)合成 20 世紀 40 年代，德國 Bayer 實驗室用二異氰酸酯及多元醇為原料，制得了硬質泡沫塑料等聚氨酯樣品。同時其耐磨性、耐油性和耐水性都極為優(yōu)異。由于其綜合性能出眾 ,在很多領域都有重要的應用。聚氨酯材料性能優(yōu)異 ,用途廣泛 ,制品種類多 ,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最為廣泛。云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計 課題名 稱 聚氨酯的合成及其運用發(fā)展 學生姓名 蔣生益 學 號 202111083 專 業(yè) 應用化工技術 班 級 10 級應用化工技術 3 班 指導教師 夏建才 2021 年 12 月 云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 摘 要 聚氨酯 (PU)樹脂是由異氰酸酯與多元醇 反應制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的聚合物。非泡沫制品包括涂料、膠粘劑、合成革、彈性體和彈性纖維 (氨綸 )等。其最基本的單元為聚氨基甲酸酯。 3. 聚氨酯的發(fā)展現(xiàn) 狀 聚氨酯的隔熱、隔音和彈性是所有合成材料中最優(yōu)異的，其它材料無法比擬。聚氨酯材料給人類生活帶來了便利和舒服。 1. 水性聚氨酯的合成方法 水性聚氨酯的合成過程主要為：①由低聚物多元醇、擴鏈劑、二異氰酸酯形成中高相對分子質量的 PU 預聚體；②中和后預聚體在水中乳化 ,形成分散液。 丙酮法 先制得含 NCO 端基的高粘度預聚體 ,再加入丙酮以降低粘度 ,然后用親水單體擴鏈 ,在高速攪拌下加入水中 ,通過強力剪切作用使之分散在水中 ,乳化后減壓蒸餾回收溶劑即云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 可制得 PU 水分散體系。該方法主要在于對 COOH 含量的控制 ,實驗表明當含有COOH % — % ( 1718mmol — 2414mmol 每 100gPU) 和 NCO/OH 的值為 3 時得到的陰離子聚氨酯能形成穩(wěn)定的分散體。向兩種預聚體分別同時加入 TEA中和成鹽。該法制備的涂膜較好。用不同原料可制得適應較寬溫度范圍（－50150℃）的材料，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。在工業(yè)生產過程中 ,催化劑的選用對產品的性能也存在著重要的影響。改性后的聚氨酯硅氧烷在表面富集 ,具有較低的表面張力 ,而其力學性能受影響較小。并且由于軟、硬鏈段的不相容性 ,所以 兩者的性質以及在基體材料中所占的比例也會嚴重的影響著材料的性能。將羥基丙烯酸樹脂和 HDI 縮二脲 ,按 n(— NCO):n(一 OH)=116:1加入燒杯 ,攪拌均勻后 ,加入定量的水調整到合適的施工粘度 ,繼續(xù)攪拌 15 min ,即得雙組分水性聚氨酯乳液。同時其耐磨性、耐油性和耐水性都極為優(yōu)異。 1. 聚氨酯在建材方面的應用 聚氨酯是一種重要的建筑材料。燃燒到一定程度后，整個保溫結構系統(tǒng)將會倒塌。如冰箱、消毒碗柜、太陽能熱水器等。據(jù)了解，越高檔的汽車，其聚氨酯的用量越多，普通轎車的用量在 5 公斤左右，高檔車則都在 10 公斤以上 。無論選用何種纖維 ,都要求其化學結構穩(wěn) 定 ,在有機溶劑中不溶脹 ,更不能溶解。 國內常用的定島海島纖維有 PET/COPET、 PA /COPET 兩種。不定島海島纖維在運動鞋、勞動保護、體育用品等使用廣泛 。根據(jù)涂層劑的不同種類可制得性能各異的涂層制品，可廣泛用于建筑、船舶、航空、電子、汽車等領域。它們三者之間的差別在于 PU大分子粒子在水中的分散形態(tài)的不同，但并沒有不可逾越的 界限。以亞太地區(qū)來看 , 盡管前幾年經濟不景氣 , 但聚氨醋彈性體的年增率仍然超過世界其他地區(qū)的增長速度 , 預計自1998 一 2021 年間 , 消費量的增長率大約為 %, 年消費量超過 27 萬 t；歐洲消費量的增長稍慢一些 , 平均年增長率 %, 但該地區(qū)仍將主宰這個行業(yè) ,到 2021 年總消費量將達成 萬 t 美國的消費量比亞太地區(qū)高 10%。 HER 彈性與它的 1,4 異構體對苯二酚雙一β一經基醚 (HQEE)都具有芳香族擴大鏈劑的優(yōu)點 , 且不污染環(huán)境 , 但當使用溫度稍微下降時 ,HQEE 有迅速結晶的趨勢 , 因而限制了它的應用。但遺憾的是 , 迄今為止 , 聚氨醋輪胎在溫滑抓著性能、使用壽命或性能方面都不盡人意 , 無法與傳統(tǒng)的橡膠輪胎媲美。隨后我國又先后引進四條 TDI（異氰酸酯）生產線。如根據(jù) IAL 調研機構的分析，建材和汽車在全球聚氨酯應用領域中分別占據(jù)了17％和 15％的市場份額，而我國則都不足 5％，我國的聚氨酯應用主要集中在了自己的傳統(tǒng)優(yōu)勢行業(yè)（如冰箱冰柜、集裝箱、皮革、制鞋、紡織），隨著國家建筑節(jié)能和環(huán) 保政策的推動，聚氨酯在建筑領域的市場也將迎來高速成長的機會。 2. 聚氨酯超細纖維超真皮革 PK 普通 PU 革 目前，江蘇雙象集團投資 億元的“ 超細纖超真皮革”項目在無錫正式投產，這標志著我國擁有自主知識產權的“超細纖維”技術達到國際領先水平。在國外，聚氨酯材料用于生產醫(yī)療設備已經非常普及，而在國內，這一市場還未被真正開發(fā)。據(jù) 2021 年沿海八城市 12 家企業(yè)的銷售粗略統(tǒng)計，聚氨酯的用量達 2200噸 / 年。在應用方面， 聚氨酯油墨可以用于各類食品、藥品、日用品等軟包裝產品的印刷，并且可以針對后加工工藝的要求選擇不同性能的聚氨酯油墨。如硬度范圍寬、強度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能優(yōu)良 ,且具有良好 的吸振 ,抗輻射和耐透氣性能 ,具有高拉伸強度和斷裂伸長率 ,良好的耐磨損性、抗撓曲性、耐溶劑性 ,而且容易成型加工 ,并具有性能可控的優(yōu)點。環(huán)保、高效是 PU 合成革功能性助劑發(fā)展的方向 ,清潔生產和技術創(chuàng)新是 PU 合成革行業(yè)健康發(fā)展的保證。