反应注射成型技术在聚氨酯材料合成中的研究与应用

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1、反应注射成型技术在聚氨酯材料合成中的研究与应用摘要：主要介绍反应型注射技术，以及在聚氨酯合成中的研究与应用，并对几种不同的类型的RIM-PU注射成型技术进行介绍关键词：反应型注射聚氨酯自增强1.前言：反应注射成型，简称RIM(ReactionInjectionMolding)，是将两种或两种以上具有反应性的液体组分在一定温度下注入模具型腔内，在其中直接生成聚合物的成型技术。即将聚合与成型加工一体化，或者说，直接从单体得到制品的“一步法注射技术”。和传统的热塑性注射成型(TIM)不同，RIM是单体在模具中

2、聚合而形成固体聚合物，而TIM是聚合物在模具中冷却才成型。其它反应成型加工方法，如单体浇铸成型、热固性塑料的注射成型，虽然也是在形成部件的形状后完成聚合反应。而在RIM中，单体和模具的温度没有很大的不同，而是靠基体激烈撞击混合来活化反应。和各种聚合物加工方法相比RIM制品最节能，RIM是目前聚合物加工领域中引人注目的新方向。RIM技术可用于聚氨酯、硅橡胶、环氧树脂和尼龙的成型加工。RIM聚氨酯发展尤为迅速，现已用于制造汽车内饰件、机器外壳和家具等。汽车行业为了获得高模量的聚氨酯制品，又发展了增强反应注射

3、成型(RRIM)。聚氨酯(PU)反应注射成型(RIM)近年来发展十分迅速，其主要原料有A料和B料。A料通常为低分子量聚酯或聚醚，有时也加入其他添加剂。B料为各种异氰酸酯，目前国内外常用二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或液化改性MDI(L—MDI)。反应注射成型聚氨醋(RIM—PU)是70年代初聚合物加工领域中研制开发的一门新型交叉成型技术，它是由低粘度高活性的异氰酸酯和多元醇经高压碰撞混合，通过化学、物理等变化而成型的。它具有成型温度和压力低、能耗少、材料性能优良等优点，近年来发展和应用极为迅速。2.RIM

4、在聚氨酯方面的发展聚氨酯RIM聚氨酯制品(RIM—PUR)是世界上开发最早且首先达到实用化的品种：通过配方的调整．利用RIM可生产出不同密度的软、硬制品，由低密度的发泡材料到高密度的结构泡沫材料，低或高模量的弹性体等。生产聚氨酯所用原料有多异氰酸酯以及能与多异氰酸酯起反应的混合化合物(多元醇、催化剂、表面活性剂、阻燃剂及其它添加剂)。影响聚氨酯性能的主要因素包括：化学组成(软段和硬段之比)、化学结构的类型(异氰酸酯的化学反应类型)、密度、交联度和相分离程度。异氰酸酯是形成聚氨酯硬链段的主要材料，通常适合

5、于RIM－PUR工艺的异氰酸酯为MDI(4，4'－二苯基甲烷二异氰酸酯)，纯MDI的异氰酸酯的官能度为2.0，在室温下为固态(熔点为42℃)，需对其加以改性，使之在室温时成为液体，以适合RIM工艺要求。一般有碳化二亚胺改性的液化MDI(C－M－MDI)和氨酯改性的液化MDI(U－M－MDI)。不同改性液化MDI对RIM工艺和所制材料性能有不同的影响．C－M－MDI制得的RIM翩品伸长率和撕裂强度好。但耐热性差、脆化温度较高：而C－M－MDI制得的RIM制品脆化温度较低。但它的弯曲弹性模量和热稳定性优于U

6、－M－MDI。聚合多元醇主要有聚醚多元醇和聚酯多元醇，聚醚多元醇由于粘度小、流动性好。而较适合RIM体系。用于RIM的聚醚多采用环氧乙烷封端的高活性聚醚。扩链剂一般是能和异氰酸酯反应生成刚性链段的低分子量的二元醇或二元胺，RIM—PUR常用的扩链剂是1，4-丁二醇(BD)，BD扩链剂的用量影响着材料的硬段、软段组成，进而影响材料的性能。除此之外，若用芳胺作扩链剂可生成聚氨酯／聚脲混合链型聚合物，RIM－PUR－脲制品的耐热性较好，若用端胺基聚醚替代聚醚多元醇，芳胺作扩链剂可生成纯聚脲型聚合物，RIM－聚

7、脲制品的耐热性更好，同时由于原材料具有较强的反应性，因此无需加入催化剂，从而保证了制品的纯度，使聚脲在高温下具有良好的物理力学性能和颜色的稳定性，可任意设汁为硬和软的汽车和非汽车用配件。3.几种增强型RIM-PU介绍3.1增强反应注射成型聚氨酯(RRIM-PU)RRIM－PU是在RIM－PU基础上完善并发展起来的，是在RIM－PU中加人增强剂，使之不仅保持RIM－PU工艺的特点，同时又赋予RIM－PU制品更多的优异特性。所用增强剂一般有玻纤、碳纤及Kevlar纤维等，其中玻纤是目前用量最大、最经济的纤维

8、增强剂。王士才等发现在RRIM－PU体系中，玻纤的合适长度为不大于1.5mm，大于3mm则不适合RRIM－PU工艺；并且测得RRIM－PU的力学性能和热稳定性明显优于RIM－PU。美国目前RRIM－PU产量已占RIM－PU45%以上，RRIM－PU制品以其优异性能替代钢材应用于工业结构件上，尤其是汽车构件上，如制造汽车挡泥板、车头格子镶板、车门、引擎罩盖乃至车身等，以降低汽车成本和车重节约能源。3.2结构反应注射型(SRIM)结构反应注射成