【正文】 20 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) [1]任瑞周 .聚氨酯應(yīng)用現(xiàn)狀和前景展望 [J].煙臺(tái)萬(wàn)華集團(tuán)， 2021, 1— 2. [2].王洛禮 .高分子科學(xué)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)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(xué)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(jié)構(gòu)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(lǐng)域都有著不可替代的應(yīng)用。 在國(guó)外，特別是在歐共體等凹印油墨市場(chǎng)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(jì)，可見(jiàn)聚氨酯灌漿材料的市場(chǎng)還是不小的。 那么聚氨酯材料用于醫(yī)療設(shè)備具有哪些優(yōu) 勢(shì)呢？根據(jù)專(zhuān)家的介紹，我們了解到，醫(yī)用聚氨酯材料有良好的粘結(jié)性、韌性、耐溶劑性，無(wú)毒性，與人體的相容性好，并能根據(jù)要求生產(chǎn)出透明的產(chǎn)品等等。超細(xì)纖維超真皮革究竟是物，它的應(yīng)用前景又如何？為此，我們請(qǐng)教了相關(guān)專(zhuān)家。同時(shí)據(jù)該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 全球聚氨酯建筑材料的份額仍將提升，到 2021 年將達(dá)到聚氨酯總量的 24％。 根據(jù)中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)研和分析， 2021 年－ 2021 年間，中國(guó)聚氨酯消費(fèi)量一直在高速增長(zhǎng)，年均年增長(zhǎng)率在 20％以上， 2021 年聚氨酯消耗量已經(jīng)達(dá)到 236 萬(wàn)噸，比 2021 年增長(zhǎng)了 倍。 艾美萊泰公司是一家成立于 1995 年的技術(shù)開(kāi)發(fā)公司。 HER 在常溫下為白色或米色粉末或結(jié)晶 , 熔點(diǎn) 89 ℃。 改性聚氨酯彈性體 以 1,4 亞苯基二異氰酸醋（ PPDR）為基礎(chǔ)的聚氨醋彈性體具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)機(jī)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(shí)，通過(guò)擴(kuò)鏈劑類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及用量、制備方法和聚合物分子量的不同來(lái)改變 PU分子的骨架結(jié)構(gòu)，可以制得從乳液到水溶性的多種水性 PU 產(chǎn)品。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)涂層織物的要求，可選擇的涂層劑有溶劑型、水溶型、無(wú)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(chē)革、裝飾革等方面有優(yōu)勢(shì)。前者具有成本低、色牢度好和磨絨性好等優(yōu)點(diǎn) ,多用于制作高檔家具用革 ,但減量和工藝重復(fù)性的控制難度較大 。短纖維長(zhǎng)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(chǎn)品，而且隨著制革技術(shù)的進(jìn)步，高檔聚氨酯合成革的性能已經(jīng)超越了真皮。冰箱在開(kāi)始生產(chǎn)的初期采用過(guò)玻璃棉、聚苯等材料，但保溫效果太差，質(zhì)量很低，目前全世界的冰箱冰柜都采用聚氨酯保溫材料，質(zhì)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(guó)聚 氨酯涂料是從 60 年代中期發(fā)展起來(lái)的 ,現(xiàn)年產(chǎn)量已達(dá) 萬(wàn)噸 ,其產(chǎn)量占涂料總比例的 %。國(guó)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(nèi)外保溫、窗戶(hù)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(shè)計(jì)出各種高分子結(jié)構(gòu)，而且還可以現(xiàn)場(chǎng)加工成型。該方法操作簡(jiǎn)單能利用現(xiàn)有的固化劑直接使用 ,產(chǎn)品性能好 ,具有廣泛的應(yīng)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(guò)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(lèi) :叔胺類(lèi)和有機(jī)錫類(lèi)。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質(zhì)。德國(guó) Bayer 公司以 bay bond 的商品名出售。充分中和后同時(shí)倒入去離子水的罐中高速剪切分散 ,然后迅速加入擴(kuò)鏈劑乙二胺的水溶液 ,形成了核殼結(jié)構(gòu)的預(yù)聚體 ,同步的在水中擴(kuò)鏈?zhǔn)瓜鄬?duì)分子質(zhì)量進(jìn)一步提高 ,使核和殼兩組分之間的物理纏繞得到加強(qiáng)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(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的重復(fù)性好。 清華大學(xué)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(yīng) 2h加入適量的丙烯酸羥丙酯 ,繼續(xù)反應(yīng) 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(kuò)鏈過(guò)程的不同。 第二章 聚氨酯的工業(yè)合成 20 世紀(jì) 40 年代，德國(guó) Bayer 實(shí)驗(yàn)室用二異氰酸酯及多元醇為原料，制得了硬質(zhì)泡沫塑料等聚氨酯樣品。同時(shí)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(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。聚氨酯材料性能優(yōu)異 ,用途廣泛 ,制品種類(lèi)多 ,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最為廣泛。云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 課題名 稱(chēng) 聚氨酯的合成及其運(yùn)用發(fā)展 學(xué)生姓名 蔣生益 學(xué) 號(hào) 202111083 專(zhuān) 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù) 班 級(jí) 10 級(jí)應(yīng)用化工技術(shù) 3 班 指導(dǎo)教師 夏建才 2021 年 12 月 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 摘 要 聚氨酯 (PU)樹(shù)脂是由異氰酸酯與多元醇 反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)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(wú)法比擬。聚氨酯材料給人類(lèi)生活帶來(lái)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(guò)程主要為：①由低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯形成中高相對(duì)分子質(zhì)量的 PU 預(yù)聚體；②中和后預(yù)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(yù)聚體 ,再加入丙酮以降低粘度 ,然后用親水單體擴(kuò)鏈 ,在高速攪拌下加入水中 ,通過(guò)強(qiáng)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(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 可制得 PU 水分散體系。該方法主要在于對(duì) COOH 含量的控制 ,實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)含有COOH % — % ( 1718mmol — 2414mmol 每 100gPU) 和 NCO/OH 的值為 3 時(shí)得到的陰離子聚氨酯能形成穩(wěn)定的分散體。向兩種預(yù)聚體分別同時(shí)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(yīng)較寬溫度范圍（－50150℃）的材料，包括彈性體、熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中 ,催化劑的選用對(duì)產(chǎn)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(xué)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(zhì)以及在基體材料中所占的比例也會(huì)嚴(yán)重的影響著材料的性能。將羥基丙烯酸樹(shù)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(diào)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(shí)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(yīng)用 聚氨酯是一種重要的建筑材料。燃燒到一定程度后，整個(gè)保溫結(jié)構(gòu)系統(tǒng)將會(huì)倒塌。如冰箱、消毒碗柜、太陽(yáng)能熱水器等。據(jù)了解，越高檔的汽車(chē)，其聚氨酯的用量越多，普通轎車(chē)的用量在 5 公斤左右，高檔車(chē)則都在 10 公斤以上 。無(wú)論選用何種纖維 ,都要求其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定 ,在有機(jī)溶劑中不溶脹 ,更不能溶解。 國(guó)內(nèi)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(yùn)動(dòng)鞋、勞動(dòng)保護(hù)、體育用品等使用廣泛 。根據(jù)涂層劑的不同種類(lèi)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(chē)等領(lǐng)域。它們?nèi)咧g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(méi)有不可逾越的 界限。以亞太地區(qū)來(lái)看 , 盡管前幾年經(jīng)濟(jì)不景氣 , 但聚氨醋彈性體的年增率仍然超過(guò)世界其他地區(qū)的增長(zhǎng)速度 , 預(yù)計(jì)自1998 一 2021 年間 , 消費(fèi)量的增長(zhǎng)率大約為 %, 年消費(fèi)量超過(guò) 27 萬(wàn) t；歐洲消費(fèi)量的增長(zhǎng)稍慢一些 , 平均年增長(zhǎng)率 %, 但該地區(qū)仍將主宰這個(gè)行業(yè) ,到 2021 年總消費(fèi)量將達(dá)成 萬(wàn) t 美國(guó)的消費(fèi)量比亞太地區(qū)高 10%。 HER 彈性與它的 1,4 異構(gòu)體對(duì)苯二酚雙一β一經(jīng)基醚 (HQEE)都具有芳香族擴(kuò)大鏈劑的優(yōu)點(diǎn) , 且不污染環(huán)境 , 但當(dāng)使用溫度稍微下降時(shí) ,HQEE 有迅速結(jié)晶的趨勢(shì) , 因而限制了它的應(yīng)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(wú)法與傳統(tǒng)的橡膠輪胎媲美。隨后我國(guó)又先后引進(jìn)四條 TDI（異氰酸酯）生產(chǎn)線(xiàn)。如根據(jù) IAL 調(diào)研機(jī)構(gòu)的分析，建材和汽車(chē)在全球聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域中分別占據(jù)了17％和 15％的市場(chǎng)份額，而我國(guó)則都不足 5％，我國(guó)的聚氨酯應(yīng)用主要集中在了自己的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)行業(yè)（如冰箱冰柜、集裝箱、皮革、制鞋、紡織），隨著國(guó)家建筑節(jié)能和環(huán) 保政策的推動(dòng)，聚氨酯在建筑領(lǐng)域的市場(chǎng)也將迎來(lái)高速成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。 2. 聚氨酯超細(xì)纖維超真皮革 PK 普通 PU 革 目前，江蘇雙象集團(tuán)投資 億元的“ 超細(xì)纖超真皮革”項(xiàng)目在無(wú)錫正式投產(chǎn)，這標(biāo)志著我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超細(xì)纖維”技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在國(guó)外，聚氨酯材料用于生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)非常普及，而在國(guó)內(nèi)，這一市場(chǎng)還未被真正開(kāi)發(fā)。據(jù) 2021 年沿海八城市 12 家企業(yè)的銷(xiāo)售粗略統(tǒng)計(jì)，聚氨酯的用量達(dá) 2200噸 / 年。在應(yīng)用方面， 聚氨酯油墨可以用于各類(lèi)食品、藥品、日用品等軟包裝產(chǎn)品的印刷，并且可以針對(duì)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(qiáng)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(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)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(diǎn)。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(chǎn)和技術(shù)創(chuàng)新是 PU 合成革行業(yè)健康發(fā)展的保證。