《聚氨酯的毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚氨酯的毕业论文（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、聚氨酯的制备及其力学性能研究摘 要聚氨酯(polyurethane, PU)是聚氨基甲酸酯的简称，是指由多元异氰酸酯和多元羟基化合物通过逐步加成得到的具有氨基甲酸酯基团重复结构单元的聚合物。硬质聚氨酯泡沫塑料(rigid polyurethane foam, RPUF)是指在一定的负荷作用下不发生变形，当负荷大时发生形变后不再恢复到原来形状的聚氨酯泡沫塑料，RPUF具有优良的力学性能、较高的比强度、良好的冲击吸能特性以及隔热和绝热性能，作为结构支撑、减震缓冲以及隔热保温材料等领域有重要应用。本文用一步法制得了全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料，研究了基础原料对其泡孔结构及力学性能的影响，发现提高异氰酸
2、酯指数，制得硬泡的密度增大，压缩强度提高；发泡体系的乳白时间、上升时间和脱粘时间随着催化剂（二月桂酸二丁基锡）添加量的增多而缩短，制得硬泡的密度和压缩强度降低；硬泡的密度，强度随着交联剂（三乙醇胺）添加量的增加而变大；随着聚醚多元醇的羟基值的增加，值得硬泡的强度增加；随着泡沫稳定剂（8868）添加量的增加，气泡变小，更加致密，更加均匀；硬泡的密度和压缩强度随着发泡剂（水）的增加而降低。 关键词：聚氨酯 聚醚多元醇 多异氰酸酯 二月桂酸二丁基锡 三乙醇胺 水 AbstractPolyurethane (polyurethane, PU) is by the multi-isocyanate an
3、dmulti-hydroxy compounds by the gradual addition of the carbamate groups of repeating structural unit of the polymer.Rigid polyurethane foam (rigid polyurethane foam, RPUF) not deform under load effect, no longer revert to the polyurethane foam of original shape after deformation when the load is la
4、rge, PPUF with excellent mechanical properties, high specific strength, good impact energy absorption characteristics insulation and thermal insulation performance, as the field of structural support, cushioning buffer and thermal insulation materials have important applications. In this paper, step
5、 synthesis made the whole water-blown rigid polyurethane foam, we study the basic raw material the foam structure and mechanical properties. Rigid foam density and compressive strength increase with improving of isocyanate index. The foam system cream time, rise time and debonding with the catalyst
6、(dilauratedibutyltin) the amount of the increase in shortening too rigid foam density andcompressive strength lower. The degree of crosslinking of the hard foam, density, intensity of cross-linking agent (triethanolamine) increase in the amount of change. With the increase of the polyether polyol of
7、 hydroxyl value, it is worth the intensityincrease of the rigid foam. As the foam stabilizer(8868) add the amount of the increase, the bubbles become smaller, more compact, more uniform. Rigid foam density and compressive strength decreases with increasing blowing agent(water).Key words： Dilaurate d
8、ibutyltin polymer polyol Polyether polyols Polyisocyanate polyurethane Triethanolamine Distilled water目录1 绪论11.1引言11.2泡沫塑料21.3聚氨酯泡沫塑料的分类31.4聚氨酯泡沫塑料的发展历史41.5聚氨酯泡沫塑料的合成与制备61.5.1合成的基本反应61.5.2泡沫体的形成过程81.5.3聚氨酯的制备方法91.6聚氨酯基体的化学结构和泡沫体对材料性能的影响101.6.1基体化学结构对材料性能的影响101.6.2气泡对聚氨酯塑料性能的影响111.7原料对聚氨酯塑料的影响121.7.1
9、多异氰酸酯121.7.2多元醇121.7.3发泡剂131.7.4催化剂141.7.5泡沫稳定剂151.8工艺条件对聚氨酯塑料性能的影响151.8.1发泡工艺对高回弹聚氨酯泡沫塑料发泡速率及泡孔结构的影响151.8.2温度对泡沫体性能的影响161.8.3压力对泡沫体性能的影响161.8.4湿度对泡沫体性能的影响171.9聚氨酯的改性研究181.9.1粉煤灰改性聚氨酯技术及其应用181.9.2聚氨酯改性研究进展221.10水性聚氨酯的研究241.11硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究251.11.1以大豆油多元醇制备的硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究251.11.2秸秆纤维对硬泡聚氨酯性能影响的研究261.
10、11.3多因素加速老化对硬质聚氨酯泡沫塑料压缩力学性能的影响研究261.11.4偶联剂处理聚磷酸铵/硬质聚氨酯泡沫271.13本课题的选题意义及内容291.13.1选题意义291.13.2研究内容302 结果与讨论312.1实验仪器设备及原料312.1.1实验仪器及设备312.1.2原料312.2表征方法322.2.1力学性能测试322.3术语解释及相关计算322.3.1术语解释322.3.2有关计算332.4 一步法合成实验步骤352.5异氰酸酯对性能的影响362.6发泡剂水对性能的影响412.7交联剂对性能的影响442.8催化剂对性能的影响482.9泡沫稳定剂对性能的影响522.10聚醚多
11、元醇对性能的影响562.11不同羟基值的聚醚多元醇对性能的影响593 结论与展望64致 谢65参考文献66附 录721 绪论1.1引言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (NHCOO)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ，脲基甲酸酯等基团1。从聚氨酯大分子主链结构看，它是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段组成，其中低聚物多元醇(如聚醚、聚酯等)构成柔性链段，异氰酸酯和小分子扩链剂构成刚性链段。正是由于其分子链中同时含有玻璃化温度高于室温的
12、链段和玻璃化温度低于室温的链段，所以这种材料既能适用于柔性材料，也能适用于刚性材料，性能可控性好。通过分子设计，可以制造不同性能的材料，满足不同领域的需要2。聚氨酯树脂具有可发泡性、高弹性、耐磨性、高黏结性、耐低温性、耐溶剂性以及良好的绝缘性，是涂料、粘合剂、塑料、纤维、橡胶等的重要品种。优良的性能，广泛的用途，使聚氨酯树脂成为世界重点发展的六大合成材料之一3。目前，聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已有
13、各种规格用途的泡沫塑料组合料(双组分预混料)，主要用于(冷熟化)高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。1.2泡沫塑料泡沫塑料(又称多孔塑料)是一种新型材料，它是以树脂为主体，内部有许多微小泡孔的塑料制品。由于泡沫塑料由大量的泡孔构成，泡孔内又充满气体，因此泡沫塑料也可以认为是以气体为填料的复合塑料。泡沫塑料
14、是目前塑料品种中用量最多的品种之一，在塑料工业中占有重要的地位4。泡沫塑料的分类方法较多，常见的有3种5：按硬度分类，可分为软质、硬质和半硬质三类。在23和50%的相对湿度下，泡沫塑料的弹性模量小于70MPa的称为软质泡沫塑料。在上述温度和相对湿度下，弹性模量大于700MPa的称为硬质泡沫塑料。介于70MPa和700MPa弹性模量之间的泡沫塑料称为半硬质泡沫塑料。按密度分类，可分为低发泡、中发泡和高发泡泡沫塑料。密度为0.4gcm-3以上，气体固体发泡倍率9的称为高发泡泡沫塑料。但也有把发泡倍率5的称为低发泡泡沫塑料，5以上的称为高发泡泡沫塑料。还有把密度0.4gcm-3。3作为划分低发泡和高
15、发泡泡沫塑料的界限。按泡孔结构分类，可分为开孔和闭孔泡沫塑料。开孔泡沫塑料是泡孔之问相互连通，相互通气，发泡体中气体相与聚合物相间呈连续相，流体可从发泡体内通过。至于流体通过的难易程度与聚合物本身特性和开孔程度有关。闭孔泡沫塑料是泡孔孤立存在，均匀地分布在发泡体内，互不连通，气泡完整无破碎，泡孔壁形成发泡体的连接相。实际的泡沫塑料中两种泡孔结构同时存在，即开孔结构的泡沫塑料体内带有闭孔结构，闭孔结构的泡沫塑料体内带有开孔结构。如果开孔结构占90%95%，则称此泡沫塑料体为开孔结构泡沫，反之则称为闭孔结构泡沫。常见五大泡沫塑料为有聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、脲甲醛(UF) 。由于泡沫塑料都是用气发泡制得，因此具有下列相同的性能优点3：(1)密度小。泡沫塑料中有大量气泡存在，其密度一般为0.004-0.4g/cm-3，为非发泡塑料制品的几至几十分之一。(2)吸收冲击载荷性好
