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聚氨酯是一种反应性聚合物材料,类似的塑料包括环氧树脂!

发布时间:2021-10-16 10:36:37

聚氨酯是一种反应性聚合物材料,类似的塑料包括环氧树脂、不饱和聚酯和酚醛塑料。氨基甲酸酯基团由异氰酸酯官能团-N = C = O和羟基-OH反应形成。聚氨酯是通过聚氨酯和多元醇在催化剂和其他添加剂的存在下加成聚合生产的。在这种情况下,聚氨酯是含有两个或多个异氰酸酯官能团R-(N=C=O)n≥2的分子,多元醇是含有两个或多个羟基官能团的分子R'-(OH)n≥2 . 它是一个含有 的分子。反应产物是含有氨基甲酸酯基团-RNHCOOR'-的聚合物。异氰酸酯与含有活性氢离子的分子发生反应。更重要的是,异氰酸酯与水反应形成脲键并释放二氧化碳。它们还与聚醚胺反应形成聚脲。在商业生产中,液体异氰酸酯与含有多元醇、催化剂和其他添加剂的混合物反应形成聚氨酯。这两种组分通常被称为聚氨酯共混系统。在北美,异氰酸酯被称为组分 A 或“ISO”。多元醇和其他添加剂的混合物称为组分 B 或“POLY”,这种混合物有时称为树脂或树脂混合物。在欧洲,组件 A 和组件 B 正好相反。用于树脂混合的助剂可包括扩链剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料。

聚氨酯的**个基本成分是异氰酸酯。含有两个异氰酸酯官能团的分子称为二异氰酸酯。这些分子也称为单体,因为它们用于生产含有三个或更多异氰酸酯官能团的聚合异氰酸酯。异氰酸酯可归类为芳烃,例如二苯甲烷二异氰酸酯 (MDI) 和甲苯二异氰酸酯 (TDI)。还有脂肪族的,如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。高分子量异氰酸酯,例如高分子量二苯基甲烷二异氰酸酯,由含有 2、3、4 或更多个异氰酸酯官能团(平均 2.7 个官能团)的分子混合物组成。异氰酸酯可以与多元醇反应形成预聚物。如果异氰酸酯与羟基官能团的化学当量比大于2:1,则形成准预聚物,如果当量比等于2:1,则形成实际聚合物。异氰酸酯更重要的特性包括分子结构、NCO 含量、功能特性和粘度。

聚氨酯的另一个重要成分是多元醇。含有两个羟基官能团的分子称为二醇,含有三个羟基官能团的分子称为三醇。在制造现场,多元醇分为短链或低分子量扩链剂和交联剂,如乙二醇 (EG)、1,4-丁二醇 (BDO)、二乙二醇 (DEG) 和甘油,和三羟甲基丙烷(TMP)。聚合物是一种特殊的聚合物。它是通过催化加成到含有环氧丙烷 (PO)、环氧乙烷 (EO)、羟基或氨基的有机物,或二元酸如脂肪酸与二醇如乙二醇或二丙醇 (DPG) 的缩聚反应制成的。 PO和EO加成的多元醇为聚醚多元醇。缩聚反应制备的多元醇为聚酯多元醇。引发剂、填充剂和多元醇的分子量差异对聚氨酯的物理条件和性能有显着影响。多元醇更重要的特性包括分子结构、引发剂、分子量、羟基含量、功能特性和粘度。

化学性质

聚氨酯由于耐各种酸、碱和有机溶剂,常被用作恶劣环境下橡胶制品的替代品。

物理性质

聚氨酯的机械性能具有*良的调节能力。通过控制结晶硬链段与非晶软链段的比例,聚氨酯可以获得不同的力学性能。因此具有耐磨、耐热、密封、隔音、加工性能*良、可分解等*良性能。

劣化

合成初期的性能包括抗拉性、耐摩擦性、耐油性*异,但合成后开始劣化。此外,在高湿度环境中会加速劣化。这种恶化与使用次数无关。

生产

异氰酸、多元醇和水的不同比例可以合成硬泡和软泡等泡腾材料。聚氨酯硬泡的导热系数低,硬度高,广泛用于汽车等内衬体的填充。还有冰箱。在现在能源匮乏的情况下,聚氨酯材料可以作为内墙涂料(聚氨酯非常易燃,所以作为涂料使用时需要添加阻燃剂)来实现室内保温的增加。聚氨酯是我们生活中*常见的高分子材料,广泛用于制造各种“海绵”制品。此外,用于吸收冲击和减摩的弹性材料,例如鞋底、拖拉机和坦克履带基材、卡车和野外运动履带卡车,以及天然橡胶替代品。

回收

聚氨酯材料在自然条件下很难分解。目前,广泛使用的处理方法是燃烧法。燃烧气体通过水并溶解难溶性有毒物质,例如 NO2。在燃烧过程中,氢氰酸(HCN)和氢氰酸*易溶于水,产生的CN根具有剧毒,因此通过燃烧废气的水必须经过特殊处理。如果聚氨酯深埋在地下,可能需要几十年才能分解。降解产物的成分目前还没有相关的研究资料,但可能是无毒无害的。另一种回收方法是分解法,它可以在高温等条件下分解成几种小分子化学品,可以用来生产燃料油等有用材料。有相关的科研报告和成果,但尚未应用于工业生产。专业的回收环氧树脂公司。


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