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聚氨酯化学与工艺教学目的及要求通过本章的学习,了解聚氨酯材料制备所用原料规格、种类及相关指标,重点了解聚合物多元醇种类及常用品种,异氰酸酯种类及常用品种,固化剂种类及品种,以及催化剂、发泡剂、稳定剂等相关助剂的种类及各自的特性。第二章基本原料第一节有机异氰酸酯(2)异氰酸酯结构(3)通用型有机异氰酸酯(TDI,MDI)(4)是否黄变1、非黄变型异氰酸酯a.亚甲基型(XDI,TMXDI)b.脂肪族和脂环族(HDI,TMHDI,HTDI)2、黄变型异氰酸酯芳香族异氰酸酯(TDI、MDI、PAPI)三、重要的异氰酸酯甲苯二异氰酸酯是最早在聚氨酯材料中使用的异氰酸酯。因其有两个异氰酸酯基团在苯环上所处的位置不同,它有2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯两种异构体。分子量:174.2当量:87.1官能度:f=2TDI的规格、物性和质量指标①T-65为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为(65±2)%和(35±2)%的混合体,它主要用于生产软质聚氨酯泡沫塑料。②T-80为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为(80±2)%和(20±2)%的混合体,它主要用于聚氨酯泡沫塑料以及其他聚氨酯产品的生产,是产量最高、用量最大的甲苯二异氰酸酯。③T-100为2,4-TDI含量大于95%的产品,其2,6-TDI含量甚微,主要用于聚氨酯橡胶、涂料、纤维等对性能要求较高的产品。二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(4,4-diphenylmethanediisocyanate,MDI)是继TDI以后发展起来、极其重要的有机异氰酸酯。由于它含有两个苯环,分子量比TDI大,产品挥发性较小,蒸气压较低,对人体毒性相对较小,有利于工业安全防护,故很受聚氨酯工业的欢迎。与TDI相比,MDI具有反应速度快、安全系数较高、节能环保、产品多样化等优点。分子量:250当量:125官能度:f=2Bayer公司MDI指标3)多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI)多苯基甲烷多异氰酸酯(polyphenylmethanepolyisocyanate,PAPI)是褐色透明状液体,实际上它是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物。目前国内外许多厂家和生产都又称其为聚合MDI或粗品MDI。通常要求MDI应占混合物总量的50%左右。主要用于制备聚氨酯硬质泡沫塑料、防水材料等制品。产品牌号产品牌号4)液化MDI产品名称碳化二亚胺、脲酮亚胺改性液化MDI典型规格1998年我国异氰酸酯生产能力,10kt/a5)其它异氰酸酯②.氢化TDI氢化TDI,学名为甲基环已基二异氰酸酯(methyl-cyclohexanmethylenediisocyanate),简写为HTDI,其对光的作用,不会产生黄变的生色基团,沸点为87~90℃(133.32Pa),结构式如下:③.氢化MDI(4,4-dicyclohecylmethanediisocyanate)二环已基甲烷二异氰酸酯(简称HMDI)是脂环系异氰酸酯,属不变黄异氰酸酯。基结构式如下:④.异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate,IPDI)IPDI的制成的聚氨酯树脂具有优秀的耐光学稳定性和耐化学药品性,一般用于制造高档的聚氨酯树脂,其结构式如下:项目⑤.对苯二异氰酸酯(papa-phenylenediisocyanate,PPDI)PPDI目前的价格较贵,但它是制备高性能浇注型和热塑型聚氨酯弹性体的重要异氰酸酯。它可使生成的聚氨酯比传统聚氨酯具有更高的耐磨性,更好的机械力学性能,更优秀的耐温、温溶剂、耐水性能以及十分突出的回弹性能。其结构式如下:项目⑥.亚苯二甲基二异氰酸酯(o-xylyleneDiisocyanate,XDI)XDI在异氰酸酯原料中属非黄变型异氰酸酯,用它主要制备户外用聚氨酯材料,涂料、粘合剂、弹性体等非黄变型聚氨酯产品。其结构式如下:⑦.萘-1,5-二异氰酸酯(1,5-naphalenediisocyanateNDI)用于制造高弹性和高硬度的聚氨酯弹件体主要用于特殊要求的CPU制件。项目第二节低聚物多元醇化合物二、分类一)聚酯多元醇1、普通聚酯多元醇1)结构特点聚酯多元醇(polyesterployol)主要是由小分子的二元羧酸(如己二酸,对苯二甲酸等)和二元以上醇类化合物(如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等)进行缩聚反应生成的产物,其结构特征是在分子主链上含有酯基(-COO-)、在端基上具有羟基(-OH)的大分子醇类,平均分子量一般为500~3000。该材料制得的聚氨酯制品具有优异力学机械性能,突出的耐油、耐化学等特性,广泛用于聚氨酯橡胶、微孔弹性体、涂料、粘合剂等相关产品的生产中。(产品举例)2)主要原