聚合物合成工艺设计

《聚合物合成工艺设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、（2016-2017学年第二学期）《聚合物合成工艺设计》结业论文题目：聚氨酯合成工艺设计姓名：黄泰铭学院：材料与纺织工程学院专　　业：　　　　　高分子材料与工程班　　级：　　　　高材142班学号：　　　　201454575230联系方式：　　　　13252396532任课教师：　　　　　董军2017年6月5日摘要本文着重于年产30万吨浇注型聚氨酯弹性体(CPUR)的工艺流程设计，以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚共聚乙酰胺(PEBA)、3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺（MOCA）为原料，加入其它助剂采用预聚合法合成聚氨酯弹性体

2、。并对其合成工艺、物料及热量衡算、设备选型、车间设计、管道设计等进行论述。关键词:浇注型聚氨酯弹性体合成工艺物流衡算abstractThispaperfocusesonanannualoutputof300thousandtonsofcastingpolyurethaneelastomer(CPUR)processdesign,usingtoluenediisocyanate(TDI),Poly(ethyleneglycol)acetamide(PEBA),3,3'-two'-chloro-4,4twophenylmethanetw

3、oamine(MOCA)asrawmaterials,addingotheradditivesbyprepolymerizationsynthesisofpolyurethaneelastomer.Andthesyntheticprocess,thematerialandheatbalancecalculation,equipmentselection,shopdesign,pipelinedesignandsoon.Keywords:pouringpolyurethaneelastomer;synthesisprocess;Log

4、isticsBalance前言一、聚氨酯弹性体的概述 聚氨酯弹性体（ＰＵＥ）又称聚氨基甲酸酯弹性体，是一种主链上含有较多氨基甲酸酯基团的高分子合成材料，一般由聚醚、聚酯和聚烯烃等低聚物多元醇，与多异氰酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚合而成；其结构可用“软段”和“硬段”来描述，聚醚、聚酯或聚烯烃等多元醇构成软段，二异氰酸酯、扩链剂构成硬段。由于软段和硬段之间的热力学不相容性，软段及硬段能够通过分散聚集形成独立的微区，具有微相分离结构。软段提供ＰＵ材料的弹性、韧性及低温性能；硬段则提供ＰＵ材料的硬度、强度和模量性能。它是一种介于一般橡

5、胶与塑料之间的弹性材料，既具有橡胶的高弹性，又具有塑料的高强度，它的伸长率大，硬度范围广。它的耐磨性、生物相容性与血液相容性特别突出；同时，它还有优异的耐油、耐低温、耐辐射和负重、隔热、绝缘等性能。因此，ＰＵＥ的应用领域非常广泛。浇注型聚氨酯弹性体(CPUR)是PUR的三大加工类型中最重要的一种,其用量占PUR总量的60%。浇注型聚氨酯弹性体(CPU),因其优异的机械物性、良好的适用性、经济性以及对环境的适应性而得到了广泛的应用。浇注型聚氨酯弹性体在加工成型前是黏性液体,有液体橡胶之称,可用一步法或两步法合成。其制品成型既可加压硫化

6、,又可常压硫化;既可热硫化,又可室温固化;既可以手工浇注,又可用浇注机连续浇注成型[3]。所以,浇注成型工艺为大型弹性体制品的生产提供了诸多方便。本文着重于年产30万吨浇注型聚氨酯弹性体(CPUR)的工艺流程设计，以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚共聚乙酰胺(PEBA)、3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺（MOCA）为原料，加入其它助剂采用预聚合法合成聚氨酯弹性体，并对其合成工艺、物料及热量衡算、设备选型、车间设计、管道设计等进行论述。正文一、设计思想以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚共聚乙酰胺(PEBA)、3，3’-二氯-4，4

7、’-二苯基甲烷二胺（MOCA）为原料，加入其它助剂采用预聚合法合成聚氨酯弹性体。反应机理为逐步聚合反应，整个过程可分为两个步骤：第一步，合成预聚体二元醇与过量二元异氰酸酯反应，生成两端端基为一NCO基团的加成物，称为预聚物。第二步，预聚体进行扩链反应和交联反应，将分子量不高的预聚体进一步反应生成高分子量的聚氨酯树脂。先合成预聚体，再经扩链反应得到高分子量的产物。由于采用了预聚步骤，在进行扩链反应时放热较低，易于控制，制得的聚氨酯分子链段比较规整，制品具有良好的力学性能，重复性也较好。以MOCA为扩链剂时一般热浇注工艺生产，把预聚体加

8、热至60-80℃或更高的温度，最好在75-85℃下对预聚物进行真空脱气处理，再加入110-120℃的MOCA并迅速注入预热的模具中。二、结构组成2.1反应釜用于聚酯（聚醚）多元醇脱水和预聚体聚合、脱泡，是聚氨酯橡胶生成的重要设备之一。