聚氨酯的生產工藝研究
行業科技
作者：李傑
【摘要】聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，是一種產品形態多樣的多用途合成樹脂。聚氨酯材料是目前國際上性能最好的保溫材料。主鏈含—NHCOO—重複結構單元的一類聚合物。英文縮寫PU。本文主要介紹了聚氨酯樹脂的物理化學性質，並重點介紹了聚氨酯樹脂的生產工藝及方法，以及聚氨酯巨大的發展前景。
【關鍵詞】4，4-二苯甲烷二異氰酸酯，聚氨酯，性質，生產方法，應用，發展
1.前言
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，英文名稱是Polyurethane，是一種新興的有機高分子材料，被譽為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應用於國民經濟眾多領域。應用領域涉及建築、汽車、輕工、紡織、石化、冶金、電子、國防、醫療、機械……。隨著國際化、全球化程度的加深和中國這一全球最大聚氨酯市場的進一步顯現，眾多的國際聚氨酯企業集團在我國實現本土化的進程加快，同時國內企業也開始邁出國門，未來五年我國聚氨酯工業仍處於快速增長期。
2.物化性質
2.1物理性質
主鏈含-NHCOO-重複結構單元的一類聚合物。英文縮寫PU。由異氰酸酯（單體）與羥基化合物聚合而成。由於含強極性的氨基甲酸酯基，不溶於非極性溶劑，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可製得適應較寬溫度範圍（-50～150℃）的材料，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質。
常用的單體如甲苯二異氰酸酯、二異氰酸酯二苯甲烷等。多元醇分3類：簡單多元醇（乙二醇、丙三醇等）；含末端羥基的聚酯低聚物，用來製備聚酯型聚氨酯；含末端羥基的聚醚低聚物，用來製備聚醚型聚氨酯。聚合方法隨材料性質而不同。合成彈性體時先製備低分子量二元醇，再與過量芳族異氰酸酯反應，生成異氰酸酯為端基的預聚物，再同丁二醇擴鏈，得到熱塑彈性體；若用芳族二胺擴鏈並進一步交聯，得到澆鑄型彈性體。預聚物用肼或二元胺擴鏈，得到彈性纖維；異氰酸酯過量較多的預聚體與催化劑、發泡劑混合，可直接得到硬質泡沫塑料。如將單體、聚醚、水、催化劑等混合，一步反應即可得到軟質泡沫塑料。單體與多元醇在溶液中反應，可得到塗料；膠粘劑則以多異氰酸酯單體和低分子量聚酯或聚醚在使用時混合並進行反應。
聚氨酯彈性體用作滾筒、傳送帶、軟管、汽車零件、鞋底、合成皮革、電線電纜和醫用人工髒器等；軟質泡沫體用於車輛、居室、服裝的襯墊，硬質泡沫體用作隔熱、吸音、包裝、絕緣以及低發泡合成木材，塗料用於高級車輛、家具、木和金屬防護等。
2.2理化性質。在大分子主鏈上含有-NHCOO-基團的重複結構單元的聚合物統稱為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯（PU）。它是由有機多異氰酸酯與聚醚型或聚酯型多元醇反應製得。人們常見的聚氨酯塑料多以軟、硬泡沫體的形式出現。
2.2.1硬質聚醚型聚氨酯泡沫塑料
理化性質：密度：0.04～0.06g/cm3，拉伸強度：0.147MPa，彎曲強度：0.196MPa，導熱係數：0.035W/（m·K） 。該製品最大特點是：可根據具體使用要求，通過改變原料的規格、品種和配方，合成所需性能的產品。該產品質輕（密度可調），比強度大，絕緣和隔音性能優越，電氣性能佳，加工工藝性好，耐化學藥品，吸水率低，亦可製得自熄性產品。