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1、聚氨酯的合成制備以性能應用周佳051002236摘要：聚氨酯(PU)樹脂是由異孰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。聚氨酯是一種高分子材料，其主要特征是分子鏈中含有多個重復的“氨基甲酸酯”基團，既有橡膠的彈性，又有塑料的強度和優(yōu)異的加工性能，因其具有橡膠和塑料的雙重優(yōu)點，可以認為是橡膠和塑料優(yōu)異性能的結合體。關鍵字：聚氨酯結構性能合成引言：聚氨酯是一種用途廣泛性能優(yōu)異的材料。不僅品種多，而且產(chǎn)量也很大，可應用于塑料、橡膠、涂料等領域。本文主耍介紹聚氨酯的結構性能及結構對性能的影響、聚氨酯的用途和合成原料，并
2、著重對聚氨酯泡沫塑料的合成工藝進行介紹。1.概述聚氨酯(PU)樹脂是由異氧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。聚氨酯是一種高分子材料，其主要特征是分子鏈中含有多個重復的“氨基甲酸酯”基團，既有橡膠的彈性，又有塑料的強度和優(yōu)異的加工性能，因其具有橡膠和塑料的雙垂優(yōu)點，可以認為是橡膠和塑料優(yōu)異性能的結合體。PU制品分為泡沫制品和非泡沫制品兩大類。泡沫制品有軟質、硬質、半便質泡沫;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。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
3、最為廣泛。2.聚氨酯的合成方法聚氨酯的合成反應，是典型的逐步加成聚合反應，聚氨酯分子中具有重復的強極性氨基甲酸酯基團，使它與聚酰胺有某些類似之處，在大分子間存在著氫鍵,所以聚合物具有很高的強度、耐磨、耐溶劑等特性；而且可通過改變多羥化合物的結構、分子量等，在很大范圍內調節(jié)聚氨酯的性能，使之塑料、橡膠、涂料、粘合劑、合成纖維等領域中有著廣泛的應用。在逐步加成聚合物中，聚氨酯不僅品種最多，且產(chǎn)量亦最大，用途亦最廣。3聚氨酯的結構及結構對性能的影響：聚氨酯是含氮雜鏈聚合物，是聚氨甲酸酯的簡稱。工業(yè)上生產(chǎn)聚氨酯的主要方法是采用二異孰酸酯和二元醇
4、縮聚而成，其結構為：nOCN-R-NCO+nHO-R,-OH==[CONHR-NHCOR'0]n（硬段結構）（軟段結構）（聚氨酯）任何高分子材料的性能均由其結構決定，聚氨酯結構包含化學結構和聚集結構兩方面?；瘜W結構即分子鏈結構，是合成之初配方設計中需耍著重考慮的因素;聚集結構是指大分子鏈段的堆積狀態(tài)，受分子鏈結構、合成工藝、使用條件等的影響。具體有以下幾方面的影響：1、軟段對性能的影響聚氨酯彈性體的軟鏈段主要影響材料的彈性，并對其低溫性能和拉仲性能有顯著的貢獻。一般情況下聚酯型聚氨酯彈性體比聚瞇型聚氨酯彈性體具有更好的物理機械性能，而聚
5、醸型聚氨酯具有更好的耐水解性和低溫柔順性能。聚醯軟段具有較低的玻璃化轉變溫度，因而低溫使用范圍更廣。而聚醛或聚酯軟鏈段的規(guī)整度都能提高其結品度，因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉強度，同時也能增加聚合物的滯后特性。2、碩段對性能的影響碩段結構基本上是低分子量的聚氨酯基團或聚腺基團，這些基團的性質在很大程度上決定了彈性體的主鏈間相互作用以及由微相分離和氫鍵作用帶來的物理交聯(lián)結構。異氧酸酯原料的結構對聚氨酯彈性體的性能起著關鍵作用，主耍是它們龐大的體積可以引起較大的鏈間位阻，使材料具有較高的撕裂強度和模量。3、交聯(lián)的影響聚氨酯彈性體基本上展于
6、具有線性分子特征的熱塑性樹脂，但也可由多官能團擴鏈劑或服基等方式引入一定程度的交聯(lián)。適當交聯(lián)可以改善材料的物理機械性能，提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明，高交聯(lián)度導致處于橡膠態(tài)的聚氨酯彈性體模量下降，原因是碩鏈段微區(qū)里的交聯(lián)會阻礙鏈段的最佳堆砌和降低玻璃態(tài)或次晶微區(qū)的含量。4、微相分離結構的影響聚氨酯的特殊性能來源丁其明顯的微相分離結構，不同大分子鏈的硬段聚集成晶區(qū)，起到了物理交聯(lián)的作用，提高了體系的強韌性、耐溫性和耐磨性能。硬段微區(qū)與軟段基質存在氫鍵等形式的結合，因此起到活性填料的作用，是材料強韌化的根源。影響聚氨酯微相分離
7、的因素很多，包括軟硬嵌段的極性、分子量、化學結構、組成配比、軟硬段間相互作用傾向及熱力史、樣品合成方法等。相互分離的微相中也存在鏈段之間的混合，從而導致軟段玻璃化溫度的提高和硬段玻璃化溫度的減小，縮小了材料的使用溫度范圍，并使材料耐熱性能下降5、氫鍵的影響聚氨酯彈性體在硬段與硬段之間和硬段與軟段之間都能形成氫鍵，室溫下聚氨酯分子中大約75%?95%的NH基都形成了氫鍵。氫鍵的作用在于能使聚氨酯耐受更高的使用溫度，使聚氨酯彈性體在較高溫度時可以保持橡膠態(tài)時的模量。4.聚氨酯的性能聚氨酯的性能取決于鏈的化學組成，長度，剛性，交聯(lián)程度以及連段
8、間的相互作用。線性結構的聚氨酯具有熱塑性、強度高、仲長率大、回彈性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低溫等性能好的優(yōu)點，制成的薄膜制品耐油、易熱封，又無毒、無異味，可用于食品包裝。由于強度高、耐油脂因此僅用0.02
