化工系毕业论文聚氨酯的合成及其应用发展.docx

刻/、沙儿孝博力!学j½专科生毕业设计（论文）题目：聚氨酯的合成及其应用发展学生姓名：*系别：化学化工系专业年级：20年级应用化工技术专业指导老师：*2011年05月30日摘要聚氨酯(PU)树脂是由异筑酸而与多元醉反应制成的一种具有虬基甲酸命链段重纪结构单元的聚合物。聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个亚复的“宏基甲酸酯''基回，既有橡胺的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体,由r具有其它材料无法比拟的优异特点，从上世纪60年头后期起先，聚第能渐渐实现了规模化生产，从上世纪80年头起先，聚包府起先在全世界尚速发展，已经成为继聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯之后的第五大塑料，目前其年产量已经超过M)Oo万吨，列全球塑料行业的第六位。关使词I聚氨酯：弹性：强度：第五大鳖料ABSTRACTPo1.yurcthanc(PU)resinisapo1.ygonisocyanincreactionandmadeofaUrVIhanCchainswithrepea1.ingstructura1.unitsofthepo1.ymer.Po1.yurethaneisapo1.ymermateria1.,whosemainfeatureisthemo1.ecu1.archainwithmu1.tip1.erepeatofthe"carbamate"group,boththef1.exibi1.ityof11bber.p1.asticshavethestrengthandexce1.1.entprocessingperformance,becauseofitsrubberandthedua1.advantagesofpkstics.rubberandp1.asticsCanbeconsideredacombinationofexce1.1.entperformance.Therearcothermateria1.sbecauseofitssuperiorcharacteristicscannotbecompared,fromthe1.ate60sof1.astCen1.Ury,theprogressiverea1.izationofthesca1.epo1.yurethaneproduction,startingfromthe80sof1.astcentury.IhCrapiddeve1.opmentofpo1.yurethaneoverthewor1.dbegan,hasbecomethepo1.yethy1.ene,po1.yviny1.ethy1.ene,po1.ypropy1.ene,po1.ystyreneandp1.asticafterthefifth-1.argest,atpresentitsannua1.productionofmorethan1.000mi1.1.iontons,outofthesixthg1.oba1.p1.asticsindustry.Thekeywords:Po1.yurethane:F1.exibi1.ity:Strength:Thefifth1.argestp1.astic书目第一章绪论I1 .概述12 .聚氨酯的发展历史13 .聚富脂的发细现状2其次章聚氨酯的工业合成31 .水性聚氨酯的合成方法31.1 外乳化法31.2 自乳化法3第三章聚匏酯的性能及其改进61 .聚诋酯的性能62 .水性聚氨酯（PU）性能改进62.1 内交联改性水性PU72.2 外交联改性82.3 丙烯酸和环氧树脂的改性8第四章娘包Ri的应用101 .聚级酯在建材方面的应用101.1 聚第南硬泡良好的防火耐温性能101.2 米纪酯涂料（包括溶剂）I1.1.3 聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆112 .聚氨脂在家电中的应用II3 .聚氨酯在交通方面的应用I1.4 .制革、制鞋125 .纺织品中的应用125.1 一般合成革用纤维125.2 海岛超细纤维125.3 新型纤维136 .水性PU涂层剂的应用137 .重要的聚氨陶产品147.1 聚氨Si用性体147.2 改性聚焚酯弹性体148 .聚妖酯轮胎15第五章聚氨酯的发展前景161 .PU仿木家具一聚氨酯行业新亮点162 .聚双酯超细纤维超真皮革PK一般PU革.173 .医用聚氨酯材料性能优异174 .聚氨赭灌浆材料：起步慢，发展快185 .电脑表面涂装：小应用，大市场186 .聚氨酯油墨：涉足较晚，推广尚早18结语20参考文献21致谢22第一章绪论1 .概述聚氨酯(PU)树脂是由异;状酸酯与多元醇反应制成的种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物“聚氨赭是一种离分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重其的“氨基甲酸酯',基团，既有橡胶的弗性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑科的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫:乖泡沫制品包括涂料、胶粘剂、合成革、用性体和用性纤维(气纶)等.聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨赭泡沫塑料的用途最为广泛。目前,世界聚包而每年的总需求量为70()多万吨,其中美国约250万吨,欧洲约220万吨.亚太地区约200万吨。其中.弹性聚氨酯泡沫占聚氨酯需求殳40%,其余为:馍性聚氨酯泡沫占26.5%,涂料占9.6%,弹性体占4%.2002年我国对聚第幅制品的总需求约110万吨.而国内聚氨酯品生产总量为55万一60万盹,远远满意不了国内迅拓增加的需求U1.我国聚氨酯工业具有巨大的发展潜力。2 .聚氨酯的发展历史聚氨酯(PU)树脂是由异制酸酯与多元醉反应制成的种具有氨基甲酸酯链段重笑结构单元的聚合物“聚氨酯(PU)弹性体通常为(AB)n型结构,由软段和硬段以嵌段、接枝或瓦穿网络的方式组成。其最基本的单元为聚氨基甲酸酯。由于其综合性能出众.在很多领域都行重要的应用.聚氨酯的综合性能主要表现在其兼有从橡胶到塑料的很多珍货特点。如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭毓性能优良.且具有良好的吸振.抗屈射和耐透气性能,具有高拉伸强度和断裂伸长率,良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性,而且简洁成型加工,并具有性能可控的优点。所以在很多的领域都有着不行替代的应用。1937年德国OttoBayer教授首先发觉多异徜酸酯与多元醇化台物进行加聚反应可制得聚亚能,并以此为基础进入工业化应用，英美等国19451947年从1.!国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相维起先工业化。日本1955年从福国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年头末我国聚妖酯工业起先起步，近1()多年发展较快【叫3 .聚氨酯的发呈现状聚氨酯的隔热、隔音和弹性是全部合成材料中最优异的，其它材料无法比拟.同时其耐磨性、耐油性和耐水性都极为优异。物性范围宽，可加工性好，可以依据不同物性要求敏捷设计出各种高分子结构，而且还可以现场加工成型。聚氨酯品种众多，性能变更无穷，是一种多用途产品.聚氨幅可以从中间分为原料和卜游制品两部分。用于合成聚氨酯的原料主要是异氟酸酣和多元醉，其中异瓶酸酯有20多种:MDRTDkHDk1PD1：还有NDhXD1.等等,其中最主要的是MDI和TDI,这两种的用量占总用量的95%以上；多元醉也有20多种：PPG、PTMEG、PEG、聚酯多元醇、聚合物多元静、聚以内丽多元静等。通过不同的原料配比，分子设计，可以生产不同性能、不同状况的聚氨陶制品。如软质、硬质、半硬质泡沫塑料、弹性体、涂料、合成革.、纤维、胶粘剂、透湿防水材料、弹性铺装材料、运动设备、鞋底材料、医疗器械材料等等。聚氨酯材料给人类生活带来了便利和舒适.其次章聚氨酯的工业合成20世纪4()年头，德国Bayer试验室用二异赳酸酯及多元酹为原料，制得硬质泡沫塑料等聚翅酯样品。美国于1946年起开展了硬质聚纭而泡沫塑料的探讨，产品用于&机夹心板材部件。1952年，Bayer公司报道了聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料中试探讨成果；19521954年，又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑制技术，并开发了相应的生产设备：1961年，采纳蒸汽IE较低的多异辄酸的PAPI制备硬质聚氨酯泡注塑料,提高了硬痂制品的性能和削诚了施工时的毒性，并应用于现场喷涂工艺，使硬质泡沫塑料的应用葩围进一步扩大.由于价格较低的聚1.多元醉在60年头的大量生产，以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发，聚氨酯软泡获得应用。60年头中期，冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发，70年头在而活性聚微多元酹的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫。70年头开发了聚旗而软泡的MaXfOam平顶发泡工艺、垂直发泡工艺，使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟。后来.随着各种新型聚微多元醉及匀泡剂的开发，还开发了各种模塑聚第幅泡沫塑料W.1 .水性聚氨酯的合成方法水性聚亚赭的合成过程主要为：由低聚物多元醉、扩链剂、二异粗酸腑形成中裔相对分子质量的PU预聚体：中和后预聚体在水中乳化,形成分散液。各种方法在于扩链过程的不同。1.1 外乳化法该方法是运用最早的制备水性聚氨丽的方法,它是1953年美国DUPOn1.公司W.Yandott独创的,其制备工艺是在行机溶剂中,用两官能团的多元醉与过量的二异M酸酯反应合成了带有NCO封端的预聚体,再加入适当的乳化剂,经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链.但因该方法存在乳化剂用量大,反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差,胶U物理机械性能不佳等缺点,目前生产基本不用该方法。1.2 自乳化法自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基.使自身分散形成乳液。依据亲水基团的类型用该法制得的水性PU可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种,其中以阴离子型占主导地位。其制法方法主要分为丙酮法、预聚物混和法、热熔法、丽亚胺/酮连氮法,其共同特点是首先制备相对分子痂量适中、端基为NCo或封闭NCoPU预聚体,区分主要在扩链过程中。目前工业生产主要采纳丙削法和预聚物混和法。其合成工艺如卜.1.2.1 丙酮法先制得含NCO端基的高粘度预聚体,再加入丙胡以降低粘度,然后用亲水单体扩链.在高速搅拌下加入水中.通过强力剪切作用使之分散在水中.乳化后诚*蒸储回收溶剂即可制得PU水分散体系.清华高校胡飞等将聚乙二静、2.2-二羟甲基丙酸和少量的N甲基毗咯烷酮加入装有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中,搅拌溶解后.加入TD1.和催化剂,升温至75C.反应2h加入适量的丙烯酸羟丙酯,按着反应2h,降温至50C,加入丙胴稀释,以三乙胺中和后.加水分散,蒸出丙酮后,得固体含量为30%左右的水性端烯基聚氨酯。该方法合成的水性PU具有优良的硬度、防雾性能和抗冲击强度。华南理工裔校陈焕钦阳等将MDI（44亚甲基-二米基二异料酸酯）和MEK（甲乙酮）在氮气的爱护下加入带有搅拌器、温度计的四口烧瓶中.然后在级慢搅拌下加入PPG（聚丙烯二醉）,混和物在75C下反应直至达到理论NCo做用二丁胺滴定）.端Neo预聚体用DMPA（二羟甲基丙酸）和BDO（1.4.丁二醉）在75CF扩链直至在IR谱图中NCo峰（2270cm,）消逝。CooH含量可以通过DMPA和BDO的相对量:限制，最终溶液的固体分别通过加入适量的MEK调整为40%（质量分数）燃后用TEA中和.将混和物在60tC下反应30min得到阴离子聚氨酯的甲乙胴,再在25C、搅拌速率为300rmin卜将去离子水渐渐加入预聚体中,取样测定粘度为1.x。-Pas时,用旋转蒸发器除去甲乙朋得到固含量为20%的水性分散体。该方法主要在于对COOH含量的限制,试验表明当含有COOH0.18%11.1%（I718mno1.2414mmo1.每1.（X）gPU）和NCo心H的值为3时得到的阴离子聚氨酯能形成稳定的分散体,该方法制缶的水性PU产品顺量和生产的重匆性好.用丙阳法制备水性PU.它重任性好.乳液粒径易限制,是目前运用最多的方法之一,但该方法要耗费大量:的有机溶剂且难以回收.工艺困难、成本高。1.2.2 预聚物混和法该方法是先制备带亲水基团并含NCO端基的预聚物.然后分散在水中.制成水分散体。德国Bayer公司的一项专利里报道,将丙氧基化2-烯-1,4-丁二醇与亚硫酸城钠的加成物（Mw301）15.12g于80'C加入到聚乙二醉留二解（MW2143）42.9g中,混和物匀称加入87.15gMD1.80C反应至NCO含量:为11.6%得到含磺酸钠基团的聚氨酯预聚体.将该预聚体在浓度为21.3%的乙二胺基异磺酸钠水溶液842g中乳化得到固含量为38%粘度为8Pas的聚荻酯乳液。陕西科技高校卿宇等将聚腑二醇或四软映聃、IPDI、DMPA加入反应器A混和T肯定温度下反应至NCo含量达理论值;在反应器B中加入聚酯二醉或聚四狙吠喃、IPD1.DMPA.于肯定温度反应至NCO含量达理论值;向两种预聚体分别同时加入TEA中和成盐。充分中和后InJ时倒入去离子水的罐中高速剪切分散,然后快速加入扩链剂乙二胺的水溶液,形成了核壳结构的预聚体,同步的在水中扩链使相对分子质量进一步提高,使核和克两组分之间的物理缠绕得到加强并最终形成水性核克交联型聚氨幅。该方法形成的水性PU具有较高强度的耐磨、耐水、耐热、抗老化性能,而且施工平安便利。综上所述采纳预聚物混和法制备的水性聚氨师其工艺相比丙阳法荷洁.是无须运用有机溶剂.使成本降低,但产品质量不如丙酮法。1.2.3 融熔分散法这是种不需溶剂的制备方法。先制成含亲水基团NCO封端预聚物,与尿素反应,生成亲水性的缩二眼预聚物,分散在水中,与甲醛反应进行扩链或交联。但分散过程需特殊大功率搅拌罂.缩聚反应温度高,生成的水分散体为支锥结构.相对分子质量较低。1.2.4 酮亚胺/酮连氮法该方法运用封闭型二元胺（酮亚胺或酮连翅）作为潜扩链剂加到亲水性NCO能封端预聚物中,二者不会发生作用,当水分散该混合物时,由于耐亚胺的水解速度比NCO与水的反应速度快，释放出二元胺与预聚物反应，生成扩桂的聚匏幅收。该法制符的涂腹较好。德国BayCr公司以buybond的商品名出售。除了以上提到的方法，还有其他方法。例如.种制备水性聚氨命的方法是用含氨基甲酸酯的不饱和物与丙烯酸酯、甲基丙烯酸福或其他不饱和单体进行自由基聚合，该反应不是利用亚基甲酸酯或网基团进行反应,而是聚合形成C-C健.利用自身的亲水性制得水性聚氨循。第三章聚氨酯的性能及其改进1 .聚氨酯的性能主琏含一NHCoo重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PUo由异料酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-5O-15OD的材料，包括用性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温卜.不耐水解，亦不耐碱性介质.聚翅丽和其他高分子材料一样,其性能受多方面因素的影响。主链分子结构的基本构成、分了量、分子间的作用力、结晶倾向、支化和交战.以及取代基的性能、位置和体积大小。所以,由不同的原材料制得的聚氨酯在性能上存在着肯定的差异,选用不同的扩链剂和交联方法对性能都将产生不同程度的影响。采纳低分子二胺做扩链剂,在基体内生成强极性、耐水解的胭基.使得制品表现出优良的抗拉伸强度和抗撕裂强度,但扯断伸长率和耐候性却比较差。而二醉扩链剂则能同时给予PU优良的耐候、抗拉伸和抗撕裂性能。在工业生产过程中.催化剂的选用对产品的性能也存在着重要的影响，常用的傕化剂有两类:叔胺类和有机锡类.不同类型的催化剂在反应过程中所起到的作用存在着差异。叔胺类催化剂主要催化水与异保酸酯的反应,有机锡类化合物主要对醉与异辄酸酯的反应起作用,而对水的催化作用较小。在工业中由于用水做发泡剂用,所以常常同时选用叔胺和有机锡类作为混合催化体系。2 .水性聚氨酯(PU)性能改进传统方法制备的水性PU结构中有一COO1.1.-SOOH.O等亲水基团,这些基团的存在使水性PU产品耐水性、耐溶剂性、耐热性等性能降低,为了弥补传统方法的不足.探讨人员进行了很多改性工作。由于物理共混方法改性对材料性能改良的同限性,人们越来越多地采纳化学改性的方法。秦玉军等以端羟基液体聚二烯(胞)、氨乙基荻丙基聚二甲基硅氧烷(PS)、异瓶二酬二异母,酸酯(IPD1.)为原料制备预聚体.利用多元胺(MOCA)为固化剂.合成系列氨堪硅油改性的疑翅命.通过对材料的力学性能、动态力学性能、表面水接触角和对材料进行的ESCA表面分析表明.HTPB-IPDI里聚氨酯具有优良的力学性能:改性后的聚氨酯硅轨烷在表面富集,具有较低的表面张力,而其力学性能受影响较小。Chien-HsinYang等共同探讨了由聚乙二醇(PEG)、聚氧化丙稀醮二元醇(PPG)和聚四氧联喃二元醇(PTMG)的两重或三重嵌段的水性聚氨丽的性能。结果衣明,含有PTMG嵌段的聚氨酯拉伸强度和断裂伸长率最优。而含有PEG嵌段的水性聚氨酯分敢性最好.聚烈丽基体由能供应质子(NH)的硬链段和能接受质子(C=O)的软链段组成,所以基体中形成的氢键力比较大。其级键的形成与破坏干脆影响若PU的微相分别,对其性能产生着不行忽视的影响“当微观相分别材料与血液接触时.马上就会吸附血浆蛋白,但这种血浆蛋白的吸附是受材料表面微相结构所限制的.依据表面亲水性程度的不同,不同微区会选择吸附不同蛋白。这种特定的蛋白质吸附层不会激活血小板表面的糖蛋白,血小板的异体识别实力就体现不出来.从而抑制或阻挡了涨血的发牛.。并且由于软、硬链段的不相容性,所以两者的性质以及在基体材料中所占的比例也会严岐的影响着材料的性能,ISkEderYi1.gor等人探讨了聚密酯中软链锻聚环氯乙烷含量的变更(050%)与其水蒸汽透过率呈现出S型变更。2.1 内交联改性水性PU该方法主要是在合成水性PU时引入三维结构,如华南理工高校的修玉英和深圳职业技术学院的张武英的将计量好的甲苯二异M酸酯和聚醛多元醇装在反应器中.在6570C反应2h.滴加溶有适量二羟甲基丙掂丙酸的N-二甲某-2-二州咯烷雨控温在5560*C反应2h左右得到预聚体,再向预聚体加入三乙胺和去离子水,高速搅拌0-15min后加入乙二胺和适量的交联剂二乙烯三胺扩散,分散IOmin,得到微呈蓝色光的乳液。该方法制备的水性PU常温下可储存530d,而且膜强度大,吸水率下降,性能大为改善。MarkuschRU等人将含PEO链节及阴离子的端基预聚体乳化在水中,再加入少量平均官能度212214的多元胺.交联已乳化的预聚体微粒得到粒径细小、稳定及PH值不太敏感的交联型PU乳液,该方法生产交链型PU性状如表1：表1交链盘PU性状固含量粘度pH值冻融税定性高部储存(50C)35%130mPas8.3>5个循环30d综表I所述,可以看出内交联改性很大程度上提水性PU的检定性和膜的强度,但由于引入了三维结构而很易导致凝胶的发生，故存:在其局限性。2.2 外交联改性该方法也就是通常合成双组分水性PUo华南理工高校周新华以HDI缩二眼为固化剂合成f双组分水性PU,主要原利有甲基丙烯酸甲赭(MMA)、甲基丙烯酸羟己酯(HEMA),丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、丙二呼甲醛储酸酯(PMA)、二叔戊基过氧化物(DTAP)、二叔丁基过氧化物(DTBP)、二甲基己醇胺(DMEA)正十二硫醇(DDM)、HD1.缩二限(N75),合成原理是：将部分溶剂投入装有搅拌器、冷凝管的50Om1.四口瓶中,用加热套升温至140*C然后将引发溶剂溶液、丙烯酸而类的体和链转移剂的混和液装入恒压漏斗,在24h同时滴入四口瓶.滴加完毕后补加少量引发剂并保持温2h随后降温至60。用二甲基己醉胺进行中和.保持I5min后边加水边减压蒸出部分溶剂居固体含量为45%的羟基丙烯酸树脂。将羟基丙烯酸树脂和HDI缩二腺.按n(-NCO):n(-OH)=116:1加入烧杯,搅拌匀称后,加入定房的水调整到合适的施工粘度,接着搅拌15min,即得双组分水性聚双酯乳液，该方法操作简洁能利用现有的固化剂干脆运用,产品性能好,具有广泛的应用前比。2.3 丙烯酸和环氧树脂的改性该方法采纳丙烯酸酯、环氧树脂对水性PU进行改性。合肥工业高校式成功等采纳丙酸酯、环氯树脂对水性PU进行改性,并比较了两者优缺点。其合成工艺为:PUA的合成：将PPG100O(聚隧N-2I0)在I2O,C,OIIMPA条件下脱水Ih后降温至60'C.TDI反应Ih.然后加入扩链剂BG和亲水总体DMPA.接着反应30min后加入HEA,在50C条件下反应3h后降温至30C加入TEA并高速搅拌,2Omin后加入去离子水分散的固体质量分数为40%的PU乳液。取部分乳液加入少量去离子水稀拜后加入丙烯酸乙酯.在50C条件下慢速搅30min后,起先缓慢滴加甲基丙烯酸甲掰和引发剂(K282O8),同时通氮气爱护,反应3h后结束，制得固体分痂量分数为40%的丙烯酸改性水性聚氨酯(PUA)乳液。EPU的合成:把脱水处理的PPG加入到三口烧瓶中,再加入计量好的TD1.在60C下反应Ih.然后加扩链剂BG和亲水单体DMPA.接着反应3()min后加入环氯树脂,在50'C条件下反应3h后降温至30C同时加入TEA,保持20min后加去离子水分散.制得固体分质量分数为40%的环氧树脂改性聚氨师(EPU)乳液。改性前后水性PU性能比较如表2和表3:表2改性前后水性PU轧液性质比较PU乳液PUA乳液EPU孔液PU-IPU-2PUA-IPUA-2EPU-IEPU-2(5%)(3%)(30%)(50%)(8%)(15%)乳液外观淡盔透亮乳白灰白淡蓝乳白乳液稳定90d无沉淀.90d无沉淀.90d有少量90d有少冰30d凝固10d凝固性沉淀沉淀成块沉淀成块沉淀稳定性稔定性好稳定性好稳定性较好稳定性较好检定性较差稔定性较差表3改性前后水性PU涂股耐水和耐溶剂性能比较PU乳液PUA乳液EPU乳液PU-IPU-2PUA-IPUA-2EPU-IEPU-2(5%)(3%)(30%)(50%)(8%)(15%)吸水率%完全溶解部分溶解22.018.56.24.0浸泡后颜发白微自徵白不变不变色变更耐溶剂性/814456086110次从表2和表3可以分析得知利用环氧树所和丙烯酸酯改性的水性PU综合性能得到明显提而,尤其是在涂膜的耐水性和耐溶剂性方面.第四章聚氨酯的应用聚圆酣的隔热、隔音和弹性是全部合成材料中最优异的，其它材料无法比拟。同时其耐磨性、耐油性和耐水性都极为优异。物性范围宽，可加工性好，可以依据不同物性要求敏捷设计出各种高分子结构，而且还可以现场加工成型。聚翅酯品种众多，性能变更无穷，是一种多用途产品。米交酯可以从中间分为原料和下游制品两部分。用于合成聚氨酯的原料主要是异氟酸酯和多元酹，其中异解酸酯有20多种：MD1.TD1.HDI,IPDI：还有NDI、XDI等等，其中最主要的是MDI和TDI,这两种的用量占总用量的95%以上；多元醇也有20%种：PPG、PTMEG、PEG.聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己内酯多元醉等。通过不同的原料配比，分子设计，可以生产不同性能、不同状况的聚纸酯制品。如软质、硬质、半硬质泡沫塑料、弹性体、涂料、合成革、纤维、胶粘剂、透湿防水材料、弹性铺装材料,运动设备、鞋底材料、医疗器械材料等等.聚朝脂材料给人类生活带来了便利和舒适。1 .聚氨酯在建材方面的应用聚领酯是一种IR要的建筑材料。国外建筑的保温柔防水都是以聚H酯为主的，包括屋顶、墙体内外保温、窗户的密封保温等等。同时聚氨酯胶粘剂是替代腻醛胶生产无醛板材的最优材料.聚氨酯板材从2003年起先在我国的工业建筑上广泛运用，但在民用建筑上的运用才刚刚起先，中国发展节能经济、环保经济，聚氨馆材料将可大显身手。1.1 聚氨酯硬泡良好的昉火耐温性能虽然聚氨酯硬泡是聚合物，但它是热固性材料，在燃烧中呈现梏性，不会产生熔融的燃烧性火焰滴落物，而是将形成个焦化的爱护层，这特性有效抑制了熔融导致火势扩散的危急。同时，聚圆酯硬泡能够反抗飞溅的火星和辐射热，它还可以阻挡氧气进入板材、或增体保温层内部与泡沫塑料芯材接触，因而不会引起芯材的干脆燃烧，能够保证建筑的完整性.同时通过调整配方，聚第酯硬泡材料完全可以满意建筑保温材料较高的防火性能要求。聚苯乙烯泡沫（EPS或XPS）是热塑性材料，在火灾发生时，会首先软化变形，然后伴陨着燃烧熔化收缩，并会仃灼热的液体滴落或流淌。燃烧到肯定程度后，整个保温结构系统招会倒塌。1.2 聚氨酯涂料（包括溶剂）我国聚第幅涂料是从60年头中期发展起来的,现年产垃已达2.6万吨,其产量占涂料总比例的2.43%。目前国内主要生产非反应型聚妖酯醇酸漆等涂料,而反应型涂料产量较低,今后应加快反应型涂料的研制与开发,使我国聚氨酯涂料更合理地发展.1999年我国聚第酯涂料年表现消费址为2.6万3万吨,而目前国内的年需求量已接近6.6万一7万吨。上海翔雄科技公司开发了一种水性聚氨而树脂。该产品具仃优越的不变黄性、耐水性.适合于各种纤维加工,各种水性树脂可与之以随超比例稀释而相容,可用于涂花、印花用浆料,可添加于水性徐料,防止徐层的开裂,增加光泽及洵滑感.用于真皮和PU革的光亮剂、防雨布、伞面的涂层等。1.3 聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆随着人们对生活质量的要求愈来愈高.房屋装饰己日渐普及.对聚城酯漆的需求正迅猛增加。2 .聚氨酯在家电中的应用各种家用电器的保温普遍采纳聚氨酯硬泡保温层。如冰箱、消毒碗柜、太阳能热水器等.冰箱在起先生产的初期采纳过玻璃棉、聚苯等材料，但保温效果太差，质量很低，Fi前全世界的冰箱冰柜都采纳聚制酯保温材料，质量比以前大幅提高,耗能也大幅降低。2000年，聚宏能在家具上.的消费量是544百万磅.比1998年报道的515百万唠增长J'5.6%,软泡在家庭家具中的应用最大为94%.商用家具在家具工业用软泡的比例是90%.在这一方面,增长缓慢的现象与家具信告。调查还表明软泡在家具中每年的增长率为3.1%o这调查是由聚氨醋工业联盟，美国塑料委员会发起，由DUCkCrRCSeUrVh执行。3 .聚氨酯在交通方面的应用各种交通工具的座椅,车体厢热U、仪表盘、内饰件、油漆，以及一些配件.据了解，越高档的汽车，其聚氨所的用量越多，一般轿车的用量在5公斤左右，高档车则都在10公斤以上。4 .制革'制鞋聚氨幅合成革是人工皮革的主流产品，而且随着制革技术的进步，高档聚氨酯合成革的性能已经超越了也皮。聚制防鞋底材料以其轻质、耐磨、耐油、美观、舒适成为目前世界上普遍推崇的鞋底材料。5 .纺织品中的应用聚氨酯铀性纤维，也就是俗称的莱卡、氨纶。含量排在第三位，之后是日本。而经济相时比较落后的南美、非洲和中东排在最终.5.1 一般合成革用纤维纤维主要用于制造构成革体骨架的非织造布.如涤纶和锦纶纤维。有时为达到综合性能耍求,同时运用几种纤维。无论选用何种纤维,都要求其化学结构稔定,在有机溶剂中不溶胀,更不能溶解，短纤维长度一股为3865mm.纤度一般低于2旦。聚酯纤维乂称涤纶(PET).强度高、模量大、稳定性好、干湿态下机械性能没有大的差异,应用能囤很广,适合“耐用型''和“用即弃型”等加工工艺。聚淞胺纤维又称锦纶(PA).特点是强度高,耐磨性好,弹性回复性好。主要用于体育用品革、鞋材、抛光材料等高强、耐磨、高蓬松性产品。5.2 海岛超细纤维海岛超细纤维也称基痂原纤型纤维,岛相组分为原纤结构.海相组分为连续结构,海岛纤维通常采纳溶出法进行开纤,因此海相组分多选用易被溶出处理的聚合物.如聚苯乙烯(PS)、低物度聚乙烯(1.DPE)、聚乙烯静(PVA)等,常用的减量技术是苯减量和减减量。海岛型超细纤维在PU合成革应用上分两大类:定岛型和不定岛型。国内常用的定岛海岛纤维有PET，COPET、PA/COPET两种。前者具有成木低、色牢度好和磨绒性好等优点,多用石制作高档家具用革,但她做和工艺重匆性的限制难度较大;后者纤维手感松软,有弹性,多用于高档运动鞋和休闲鞋鞋革。国内现在发展较多的是PET/COPET型。不定岛海岛纤维是聚合物共混纺丝制得,国内主要是PA6/1.DPE型。纤维中岛的大小、数量、分布及其长度都存在随机性.溶剂萃取海相组分后纤维呈束状.线密度在。00】0.010旦。海岛超细纤维具有以下几个方面的特点：(I)单丝线密度小：(2)比表面枳大;（3）覆盖性、蓬松性、保暧性好：（4）具有显著的防水性、透气性和高吸附性；（5）弯曲刚度小：（6）织物手感松软,色泽柔,在触感和舒适性方面具有明显的优势.定岛型和不定岛型海岛纤维各有优势，不定岛海岛纤维在运动鞋、劳动爱护、体育用品等运用广泛:定岛型海岛纤维在服装、绒面、汽车革、装饰革等方面有优势,近几年发展都特别快速,共同支撑国内高档人工革市场.5.3 新型纤维采纳功能化纤维,如抗菌、调温、抗紫外线、阻燃、异形截面纤维及表面改性纤维,可以改善PU合成革产品的W生性能、抗寒保暖性、透气性和耐磨性等.高功能纤维一般都是通过高分子化合物改性、特殊异形截面化、超细纤维化、混纤化等手段制造而成。在合成革应用上,主要应发展以水溶性易降解切片做海结构的纤维,削减溶剂减量。另外还有超细纤维.如PETZPE（聚乙烯）、PTT（聚对策二甲酸丙二醇酯）PE.PAPET7PE、PET，PVA等。玻璃纤维涂乂织物广泛运用橡胶类、树脂类的聚合物材料作为涂履剂。依据涂层剂的不同种类可制得性能各异的涂层制品，可广泛用于建筑、船舶、航空、电了、汽车等领域。依据实际应用中对涂层织物的要求,可选择的涂层剂有溶剂型、水溶型、无溶剂型，其中运用最多的是溶剂型.溶剂型涂以剂的溶剂用量较大，在涂层织物的加工过程中会产生大量有机挥发性气体（VOC,给涂布加工企业增加了昂贵的环保成本，否则会对员工的身体健康造成威逼。作为玻纤涂层织物领域加工企业,抑弃高污染高能耗型加工方式、寻求环保型涂层剂势在必行,无溶剂型、水溶型聚合物涂层剂等的探讨开发刻不待时。聚氨脂（PU）涂层材料在性能上有其独特之处，其主要具有耐磨、耐溶剂、耐低温（-30,C以下），防水透湿，具有优异弹性和松软手感等特点，国际上有人把PU新产品称为80年头织物整理史上的次宏大革命。对我国来说,发展PU涂层制品更可以变更产品的传统格局和结构，是国内发展涂履的重点之一。6 .水性PU涂层剂的应用水性PU涂层剂包括水溶液、分散液和乳液三种水性分散态.以水为介质，体系中不含或含极少量的有机溶剂。它们三者之间的差别在于PU大分子粒子在水中的分散形态的不同，但并没有不行逾越的界限。例如：在用自乳化法制备离子型水性PU时，通过扩链剂类型、结构及用量、制备方法和聚合物分子量的不同来变更PU分子的骨架结构，可以制得从乳液到水溶性的多种水性PU产品。为了能得到秘定的PU水性树脂，I1.能使其涂层的性能接近溶剂型树脂,须要对亲水性基团含城、异氨酸酯含量、交联剂用地等因数对PU乳液及其涂层性能的影响进行评价。网7 .重要的聚氨酯产品7.1 聚氨酯弹性体在聚氨醋工业中，弹性体是专指介于橡胶与塑料之间的类材料.按加工方式可分为浇注型、热塑型和混炼型三类聚磔醋弹性体（PUE）.浇注型弹性性的产量约占PUE总量的一半以上.热塑型抑性体的产量逐年增加,现已占有PUE总量的35%左右.混炼型弹性体仅占PUE总量的10%以下，其余是微孔弹性体及弹性纤维也称妖纶。由于聚城酷弹性体加工方式的多样性和化学合成工艺的敏然性，通过选择不同类别的聚合物多元醉、二异电酸储、扩链剂,再在肯定范围内调整其配方，就可以制得在结构和性能上各具特色的各种牌号的制品据报道21世纪初，全球聚氨酷弹性体的产量将突破100万大关,2003年全球聚氨的弹性体的消费量将超过100万1.年平均增长率为5%左右。以亚太地区来#,尽管前几年经济不景气,但聚领储弹性体的年增率仍旧超过世界其他地区的增长速度,预料自19982003年间.消费量的增长率大约为6.3%,年消觉量超过27万I：欧洲消费址的增长稍慢一些，平均年增长率4.3%,但该地区仍将主宰这个行业,到20034总消费量将达成42.6万t美国的消费域比亚太地区有10%。7.2 改性聚氨酯弹性体以1,4亚苯基二异制酸甜（PPDR）为基础的聚氨格弹性体具有优良的动态机械性能.尤其珍员的是在较高的温度卜仍能保持这种优良性能。美国杜邦公司已将该产品商品化.商品名为Hy1.eneR该产品的很多重要性能甚至优于NDI为基的VU1.kOHan。与此同时UnirOyaI.公司开发了PPDI的预聚物,以其制得的CPUE具有优良的综合性能,从而使浇注型聚氨酯用性体的性能达到了一个新的水平。当前，我们所合成的预聚体中都含有质量分数5%左右未参加反应的游离TD1.这部分游离TD1.挥发性较大,在生产过程中对操作人员毒害很大。另外,在制备弹性体制品时.游离TD1.的会与扩链剂快速反应，致使反应物初期粘度明显上升，干脆影响到预聚体的运用和制品的性能“降低预聚体中游离的TD1.途径,主要是限制物料配比、反应温度、加料方式及制备工艺。间苯二酚双轻乙基修(HER)用作弹性体的扩能剂，能最大限度维持弹性体的长久性、可塑性，而同时把收缩性限制到最小。HER弹性与它的1,4异构体对苯二酚双一口一经基醍(HQEE)都具有芳香族扩大链剂的优点,且不污染环境,但当运用温度略微下降时,HQEE有快速结晶的趋势，因而限制了它的应用“HER在常温下为白色或米色粉末或结晶.熔点89'C。当用HER代替HQEE.作扩链时.弹性体的耐热性能提高。为降低加工温度,并延长操作有效时间，与可在任何温度下混合运用,混用的结果时改善弹性体的机械性能也有利。8 .聚氨酯轮胎去年底，美国固特异轮胎橡胶公司与艾美莱泰公司签订r一项合作协议，旨在共同开发可以替代橡胶轮胎的新型聚斌酩轮胎W1.多年来,开发出可以替代橡胶轮胎的聚氨晶轮胎始终是世界轮胎业界梦寐以求的愿望。因为，与般橡胶轮胎相比，聚氨酷轮胎的生产工艺要简洁、快捷得多，项目建设投资也少得多。从20世纪50年头起即有不少轮胎制造商注资进行这方面的探讨。但缺憾的是.迄今为止，聚氨隅轮胎在温滑抓着性能、运用寿命或性能方面都不尽人意,无法与传统的橡胶轮胎媲美。艾美莱泰公司是一家成立于1995年的技术开发公司。该公司在研制聚氨醋轮胎方面作/不少努力，取得可喜的成果，但也为此承受多达1200万元的财务亏损。据称，该公司已以研制出了一种新的胶料试验数据显示,用这种胶料生产出的聚氨储轮胎的平安性能和运用性能可以达到或超过橡胶轮胎。通过进步的探讨，还有望使胎面的耐磨性、轮胎的磨损匀称性以及轮胎滚动阻力等指标获得进一步改善。据固特异公司称.真正实现聚级酣轮胎的商业化生产可能还须要几年的努力，但通过持续的