【導(dǎo)讀】采用多元醇、異氰酸酯、催化劑、發(fā)泡劑和阻燃劑等為原料制備了全水發(fā)泡阻燃聚氨。酯硬質(zhì)泡沫，討論了聚醚多元醇種類、催化劑、發(fā)泡劑、異氰酸酯指數(shù)以及阻燃。劑對(duì)聚氨酯硬質(zhì)泡沫性能的影響。結(jié)果表明，聚酯多元醇能夠改善泡孔結(jié)構(gòu)，但降低壓。孔結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能有關(guān)；異氰酸酯指數(shù)在～時(shí)，泡沫的壓縮強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等。較好;三磷酸酯可賦予聚氨酯硬質(zhì)泡沫一定的阻燃性，但對(duì)泡體結(jié)。構(gòu)、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性有影響。

　　

【正文】 氨酯硬泡體系中 ,水作為化學(xué)發(fā)泡劑與異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵及異氰脲酸酯鍵，而消耗了部分異氰酸酯 。當(dāng) R 值在 ～ ,泡沫在 90℃下放置 48 h,尺寸基本保持不 變，因?yàn)榉枷惝惽杷狨シ肿又泻袆傂越Y(jié)構(gòu)的苯環(huán)以及反應(yīng)生成的氨基甲酸酯、脲及縮二脲等基團(tuán)組成的“硬鏈段”，故強(qiáng)度較高。在一定范圍內(nèi)， R值越高，剛性結(jié)構(gòu)的硬鏈鍛的交聯(lián)密度越大，泡沫分子的內(nèi)聚力也越強(qiáng)，所得的泡沫具有良好的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性 。但當(dāng) R 值為 時(shí)，雖然泡沫尺寸穩(wěn)定性較好，但是泡沫交鏈密度太大，泡沫極脆，粘結(jié)性能較差，增加泡沫的生產(chǎn)成本。 綜上， R值應(yīng)該控制在 ～ 。 畢業(yè)論文 13 水的量對(duì)聚氨酯泡沫性能的影響 由于全水發(fā)泡體系中泡孔內(nèi) CO2 是由水與異氰酸酯反應(yīng)而得，因此水的用 量對(duì)泡沫性能有很大的影響。水用量對(duì)泡沫性能的綜合影響見下表。 表 36泡劑水用量對(duì)泡沫性能的影響 量份 1 2 3 4 5 密度 /kg m 由 表 36可知，泡沫的密度隨發(fā)泡劑水用量的增加而下降，這是因?yàn)樗昧吭黾?，水與異氰 酸酯反應(yīng)產(chǎn)生的 CO2多，所以密度降低。 表 37 發(fā)泡劑水的用量對(duì)泡沫吸水性的影響 質(zhì)量份 1 2 3 4 5 吸水率 /% 由表 37又可以看出，泡沫的吸水率隨發(fā)泡劑水用量的增加而增加，結(jié)合前面可以看出，是因?yàn)槲逝c材料的 密度和泡孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)材料密度大，泡孔結(jié)構(gòu)完整時(shí)，水在泡沫中的擴(kuò)散受泡壁的阻礙較大，因此 ,吸水率較?。划?dāng)水用量增加時(shí)，密度下降，泡孔缺陷多，水在泡沫中自由擴(kuò)散，不受泡壁的阻礙 ,吸水率變急劇增加。由表 8 又可以看出結(jié)合前面可以看出。 畢業(yè)論文 14 水的用量對(duì)硬泡抗壓強(qiáng)度的影響 (圖 22) 由表 37和 圖 22 可知，泡沫的壓縮強(qiáng)度隨水的用量的增加而下降。當(dāng)水用量為 1份時(shí)，壓縮強(qiáng)度最大為 ；當(dāng)水的用量在 3份時(shí)，材料的壓縮強(qiáng)度下降最快，下降了 60%，隨后變化趨于平緩，基本保持在 左 右；當(dāng)水的用量在 5 份時(shí)，材料的壓縮強(qiáng)度降至最小。壓縮強(qiáng)度的變化趨勢(shì)與材料的密度和泡孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)材料密度大，泡孔結(jié)構(gòu)完整時(shí)，泡孔壁能夠承受的壓力較大，因此，壓縮強(qiáng)度較大；當(dāng)水用量增加時(shí)，密度下降，泡孔缺陷多，泡孔壁能夠承受的壓力較小，因此，壓縮強(qiáng)度變小。 綜上，發(fā)泡劑水的用量用該控制在 2～ 3份之間。 畢業(yè)論文 15 聚氨酯硬泡的阻燃性能 純的聚氨酯硬泡的氧指數(shù)一般為 17～ 18，使泡沫材料的阻燃性達(dá)不到阻燃標(biāo)準(zhǔn)。 TCPP是一種含氯、磷阻燃元素的小分子添加型阻燃劑，廣泛用于阻燃泡沫材料的 制備。 TCPP 對(duì)全水發(fā)泡 PURF 阻燃作用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見 表 38。 表 38 TCPP用量對(duì)阻燃性能的影響 TCPP 用量 10 20 30 40 氧指數(shù) 由圖 38可知，隨著 TCPP 含量的增加， PURF 的氧 指數(shù)提高，離火自熄的時(shí)間減少。當(dāng) TCPP 添加 10 份時(shí)，氧指數(shù)為 ，離火不能自熄，當(dāng) TCPP 用量為 20份時(shí)，泡沫氧指數(shù)達(dá)到 ，離火自熄時(shí)間為 s；當(dāng)用量超過 20份時(shí)，阻燃性能提高不明顯，而水平方向上壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性下降明顯，這是由于 TCPP 的增塑作用造成的。另外，阻燃劑與組合聚醚混合后會(huì)釋放出一些酸性物質(zhì)，影響催化劑的用量。因此， TCPP 的用量不宜超過 20%。 畢業(yè)論文 16 結(jié) 論 (1) 聚酯多元醇能夠改善全水發(fā)泡的 PURF孔結(jié)構(gòu) ,降低泡沫的吸水率 ,但是 ,較多聚酯多元醇會(huì)降低泡沫的壓縮強(qiáng)度 ,尺寸穩(wěn)定性。 (2)異氰酸酯指數(shù)在 ～ ,泡沫的壓縮強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等較好。 (3 )水的用量不宜過高 ,當(dāng)水用量超過 5 份時(shí) ,泡孔結(jié)構(gòu)不均勻 ,孔徑增大 ,壓縮性能急劇下降 ,吸水率急劇增加 ,尺寸穩(wěn)定性降低。 (4)添加型阻燃劑 TCPP 可改善泡沫的阻燃性 ,但影響材料的泡體結(jié)構(gòu)、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。 畢業(yè)論文 17 參考文獻(xiàn) 【 l】孔新平 . 聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料阻燃性的研究及應(yīng)用 .化工新型材料 .1999,28(1): 34～ 37 【 2 】 Levchik SV, Weil E D. Review:Thermal deposition, bus2tion and fire2retardancy ofpolyurethanes2a review of the recent literature. Polymer International, 2020,53:1585～ 1610 【 3】李小斌 曹宏斌 , 張懿 .全水發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料技術(shù)研究進(jìn)展，中國塑料 ,2020,18 (7):32～34 【 4】劉新民 ,許春霞 ,張瓊 ,等 .復(fù)合保溫板用聚氨酯硬泡的阻燃性能研究 .聚氨酯工業(yè) ,2020,19 (2):17～ 20 【 5】韋維，包忠水，劉博 .聚氨酯阻燃軟質(zhì)泡沫體阻燃和發(fā)泡性能的研究 [J],合成樹脂基塑料 ,1994,11(2):24 【 6】張靜 ,袁國淵 ,劉鴻慈 .高阻燃性聚氨酯軟泡的研究 [J].河南化工 ,2020,(10):9. 【 7】楊春柏 ,硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑 料研究進(jìn)展，中國塑料 ,2020,（ 2） 【 8】楊宗焜 ,聚氨酯硬泡阻燃的應(yīng)用研究 ,建筑節(jié)能 ,2020,（ 2） 【 9】孔新平 ,任永秀 . 聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料阻燃性的研究及應(yīng)用 【 10】彭 智 ,鄭 震 ,王新靈 .全水發(fā)泡阻燃聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的制備與性能 ,聚氨酯工業(yè) 2020,（ 1） :14～ 18 【 11】劉正勤 ,高性能硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備及其阻燃性能的研究 【 12】 TAKAHARA A ,TASHITA J ,1985,26:1978 畢業(yè)論文 18 致謝 本課題是在譚導(dǎo)師的悉心指導(dǎo) 和親切關(guān)懷下完成，在論文完成之際，特向譚導(dǎo)師表示衷心的感謝和誠摯的敬意。譚導(dǎo)師的諄諄教誨不但讓我獲得了廣泛的專業(yè)知識(shí)，還讓我的動(dòng)手能力以及獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，他對(duì)實(shí)驗(yàn)和學(xué)術(shù)一絲不茍的認(rèn)真態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范深深地感染了我，對(duì)前沿科學(xué)敏銳的洞察力以及執(zhí)著追求熱情，是非常值得我學(xué)習(xí)的。 最后再一次感謝所有支持和幫助過我的導(dǎo)師和同學(xué)們。