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1、,汽 车 座垫，内饰件，车身外板，保险杠,地毯 家 具 座垫，床垫，椅子扶手等 建 筑 夹芯板, 喷 涂, 高度整皮硬质结构件 保 温 隔 热 冰箱，冷柜，冷冻运输等 鞋 靴 鞋底，鞋面合成皮等 玩 具, 娱乐用品 包 装 其 它 涂料，弹性体，密封材料，胶粘剂等,聚 氨 酯 的 应 用,军事应用,聚氨酯泡沫塑料在国防军工上的应用涉及到许多方面，利用聚氨酯的各种特点，有的作耐烧蚀材料，有的作超低温绝热材料，有的作各种特殊用途的结构材料，有的作保护材料，现举一些已有的实际应用的列子来说明。,一、雷达天线罩,在舰艇上使用的天线罩，原来采用玻璃钢蜂窝结构，使用时发现在低频范围内合用，在高频范围内就不
2、合用了。当采用聚氨酯硬质泡沫塑料后，则在高低频范围内均能使用，在较宽的波段范围内机械性能和电性能都满足要求，成本也低，实践证明是一种重量轻、性能好的天线罩。在强度方面能耐受12级风（60m/s风速），在电性能方面介电常数为1.2左右，在较宽的波段范围内对天线方向性图基本上没有影响，只是在毫米波段时对电磁波的损耗也小，在LS波段大约为0.5分贝，在CX波段为1分贝，在毫米波段为1-2分贝。,二、机头罩,用硬质聚氨酯泡沫塑料制造飞机机头罩，完全达到使用要求，耐热性能良好，80试验无变化，-25 60 可以长期使用。 三、深冷绝缘材料 空间模拟装置传送液氮的深冷管道的温度为-196 ，因此使用原有的
3、玻璃纤维绝缘体崩解成泥饼状。改用第二代聚氨酯PIR的工作温度是-196149 ，能保证液氮的正常运行，这种材料用在宇宙飞船的燃料槽中作绝缘材料时，它既耐液态火箭燃料的深冷，亦耐空间发射时的高温。,四、夹层结构,两层硬铝为蒙皮，中间灌注硬质聚氨酯泡沫塑料，形成硬铝-硬泡夹层结构。由于这种材料重量轻，比强度高，刚度大，成型简单的优点，特别对变剖面，多曲度，小间隙的夹层，采用泡沫结构更为适合，已在某些飞机的机头、减速板、辅助进气门等部件上获得了应用，克服了以往采用铆接工艺的弊病，提高了飞行的安全性。 硬铝-硬泡夹层结构还应用于军事的厢式车辆，如移动通讯用的电子方舱，在恶劣的气候条件下可以保证通讯正常
4、，也改善了操作人员的工作环境。,五、减震器材,随着国防工业的发展，为了确保各种电子仪器装置的可靠性和使用寿命，需要与产生振动和冲击的环境隔离，如噪音、机械振动、外来冲击等。因此良好的减振和阻尼材料特别受到国防军事工业的重视。 软质聚氨酯泡沫塑料受压缩时，呈现弯曲，有良好的能量储存性能，在加上多空结构的气体力学作用和泡沫材料骨架具有的阻尼作用，在同样厚度下，软质聚氨酯泡沫液体要比其他材料的防震防冲击效果好。具体要求如下： 1.密度0.080.09g/cm3 。 2.材料压缩5%压缩强度在7KPa以上。 3.在室温下，压缩5%其弹性模数在150KPa以上。 4.耐油性和耐海水性能好。 5.在-20
5、40 情况下，泡沫体稳定。 6.材料压缩510%，在工作状况下永久变形小。 为了使材料强度较好，采用聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料配方完 全能达到使用要求。,六、其他应用,在初发弹药箱中用现场喷涂PUF的工艺代替聚氯乙烯泡沫塑料与箱体粘接的工艺，使夏季箱内温度下降了十几度，保证了舰船使用的弹药质量；用玻璃纤维增强的硬质PUF船艇，不仅质轻、强度高，而且对少量漏洞有自密性，不沉没；吸音聚氨酯涂于潜艇，能够吸收敌方声纳系统发出的声频信号；前已述及的泡沫状活性炭，是以片状PUF浸上活性炭后吸附材料，制成的防毒服透气并大量用于装备部队，提高了部队对通过皮肤引起中毒的化学毒剂的防护能力；由微孔PUF制成的实芯
6、轮胎不用充气，不会瘪，实际上也就是防弹轮胎。,二,聚氨酯材料化学特性和泡沫特性：化学反应历程基础原材料泡沫性能检测指标,聚氨酯 ：Polyurethane （ PU ）凡在高分子主链上含有重复的 NHCO基团的高 O分子化合物通称为聚氨基甲酸酯。一般由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物通过加成聚合反应形成。除上述氨基甲酸酯结构，常伴有少量其它结构，如脲基，酰胺，缩二脲，尿基甲酸酯，醚/酯键等。,PU基本概念,PU泡沫的反应模式,多元醇化合物水和(或)液体发泡剂 计量、 催化剂 预混 混合 添加剂 聚氨酯泡沫 多异氰酸酯 计量,多 元 醇： 聚醚多元醇，聚酯多元醇发 泡 剂：CFC11, HC
7、FC141b, HFC134a,戊烷, CO2 等催 化 剂：叔胺类及金属盐类添 加 剂：颜料，填料，链交联剂，表面活性剂等,2R-NCO+ H2O RNHCONHR+CO2 (发泡反应)RNCO+ ROH RNHCOOR (凝胶反应),PU基本反应,1. 聚醚多元醇 催化剂环氧丙烷 + 起始剂 （EG，DEG 聚醚多元醇 OH -OH环氧乙烷 GL，SU） 聚醚多元醇的选择：分子端基或侧基含俩个或俩个以上的羟基，分子主链由醚链-R-O-R-组成的低聚合物。聚酯多元醇的选择：含酯基COO或碳酸酯OCOO，,PU泡沫的基本原料,催化剂的作用,直接影响反应速度-起反应引发剂的作用-调节硬化时间(脱
8、模时间),-对各种聚氨酯反应起调节的作用-影响组合料的流动性及泡沫的物理性能间接影响反应速度,泡沫稳定剂的作用,乳化作用降低表面张力稳定作用, 防止并泡调节泡孔结构,POLYOL,H2O,MDI,No Silicone,With Silicone,外观 ：棕色透明液体化学结构 ：MDI的低聚物及MDI 单体粘度 ：170-250 cps密度 ：1.23g/cm3NCO含量 ：30.0-32.0%,黑料的基本物性,PU 泡沫的主要原料,2 .异氰酸酯TDI 甲苯二异氰酸酯 硝酸 H2 COCl2甲苯硝基甲苯甲苯二胺TDA TDI CH3 CH3 NCO NCO NCO NCOMDI 次甲基二苯二
9、异氰酸酯 甲醛 COCl2硝基苯次甲基二苯二胺MDA粗MDI 精MDI NCO CH2 NCO CH2 NCO NCO,重量轻绝热效果好机械强度高易成型粘接性能好,冰箱保温材料建筑用夹芯板冷冻集装箱管道绝热层喷涂泡沫块状绝热泡沫,硬质聚氨酯泡沫的特性及用途,聚氨酯与其他保温材料之比较,mW/mK,mm,导热系数,聚氨酯自由发泡的反应过程,自由发泡过程,两反应组分的计量,搅 拌,泡沫开始上升,泡沫上升停止,乳白时间 ： 两反应组分混合的同时计时， 到体积开始膨胀所经历的时间拉丝时间 ：用一根细棒能从液体中刚拔出细 纤维状丝所经历的时间上升时间 ：从开始搅拌到泡沫停止上升所 经历的时间不粘手时间
10、：用干手指轻触泡沫表面而不会 粘手所经历的时间,与自由发泡相关的名词术语,为什么硬质聚氨酯泡沫 具有绝热性能？,=g + s + r 空气 32 mW/mKCFC11 16 mW/mK,g : 泡孔内气体的热导率，约9(F11)- 25(air)mW/mKs ：泡孔壁固体的热导率, 约3 mW/mKr ：泡孔内的辐射热导率, 约4 mW/mK,第一代发泡剂： CFC11第二代发泡剂 ：HCFC-141b，HCFC-22第三代发泡剂 ： HFC-134a, HFC-245fa, HFC-365mfc 环戊烷， 异戊烷， 正戊烷 其 它 ：水发泡后制成VIP 真空绝热板,发泡剂的发展趋势,发 泡
11、剂 物 性 的 比 较,备注：氟氯烃(ODS)在强烈的能量更高的紫外线作用下释放出氯或溴原子，可以从臭氧分子中夺取一个氧原子，生成氧和极不稳定的一氧化氯（溴），氯（溴）原子再次游离出来，再次反复上述反应活动。一个氯（或溴）原子可以和105臭氧分子发生链反应从而使臭氧层遭到破坏。ODP:表示物种对臭氧损耗的潜在能力。GWP：表示物种对大气环境产生温室效应，缓慢的使地球变暖的潜在能力。卤代烃属于该物种。,硬质聚氨酯泡沫塑料的性质,一：密度 密度又称容重，是硬质聚氨酯泡沫塑料的一项重要性能，密度对硬度的其他性能，如强度等有明显的影响。其他条件相同情况下，密度大的硬泡，成本则高。密度的单位Kg/m3，
12、硬泡的密度，主要靠发泡剂量加以调节，原料品种及成型时的工艺条件对制品的密度有一定的影响。发泡密度检测方法：1.泡沫实测方法：a.待发泡泡沫熟化后（5-10min），切取泡沫中部两块M1、M2（泡沫规格：长*宽*高均在2-5CM内）并称量其重量（单位：克）；b.在大口烧杯中倒入水（保证水的高度能浸没泡沫），放于电子天平上归零，然后将泡沫安全浸入水中，称量M1、M2（单位：克）；c.根据公式1=1000*M1/M1，2= M2/M2，计算两块泡沫密度，取其平均值。2.实际板体估算方法： a.发泡前称量板体实际重量：M1(Kg)。 b.发泡后称量板体实际重量：M2(Kg)。 c.计算板体实际体积：V(m3)。 d估算板体PU板带皮整体密度：=（M2-M1）/V.备注：PU产品整体密度由产品重量决定（在相同的体积下）。同时针对不同密度PU产品应选择相对应不同密度PU组合料聚醚。,
