端羟基聚醚的合成及其应用

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1、万方数据工程硕士学位论文1．1聚氨酯概述第l章绪论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。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，使得最终产品从柔软到坚硬的转变。聚氨酯制品形态有软质、油漆涂料、硬质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料、密封胶、弹性体(聚氨酯弹性体主要又包含热塑性TPU和热固性一多以浇注工艺实现CPU)、胶粘剂、弹性纤维、合成革涂层树脂等，土木建筑、交通运输、在车辆及冰箱制造、鞋类、织物、合成革、石油化工、机

2、电、矿山机械、医疗、航空、农业等众多领域应用广泛。德国Bayer[1】在1937年首次发现，多元醇化合物和多异氰酸酯加聚反应可合成聚氨酯，以此方法为基础，聚氨酯进入工业化应用。1945—1947年问，从德国的聚氨酯树脂制造技术传入英美等国，1950年，英美等国的聚氨酯制造也相继工业化。1955年，日本从德国Bayer公司、美国DuPont公司购买引进了聚氨酯的工业化生产技术。上世纪50年代末，我国开始聚氨酯的工业化生产，近年来发展比较迅速。根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型[，】两类。由聚酯型PU的力学强

3、度及硬度通常比聚醚型PU的好，由于聚酯多元醇中的酯基的极性以及内聚能比醚键大。因此，聚酯型PU的软段之间的作用力比较大，内聚能也比较大，表现出来的力学强度就比较大。除此之外，由于酯基的强极性，聚酯型PU胶黏剂与极性材料之间的粘附力较聚醚型PU强，其耐热氧化稳定性也比聚醚型PU强。聚醚型PU的软段为聚醚多元醇，与酯基相比，醚键较易旋转。因此，聚醚型PU的柔顺性比聚酯型好，耐低温性也比较良好。除此之外，聚醚型PU中因不含易水解的酯基，因此，其的耐水性亦要比聚酯型PU的优异。常见的聚氨酯材料有：(1)聚氨酯泡沫材料：分为硬质聚氨酯泡沫、

4、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫材料。硬质聚氨酯泡沫主要用于建筑隔热材料、保温材料(管道设施等的保温隔热)、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱，空调等的隔热层和冲浪板等的芯材)，以及运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶棚等材料)。(2)聚氨酯弹性体：聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐冲击性辊筒、齿轮、管道等的保护)、绝缘体、鞋底以及实心轮胎等方面。万方数据端羟基聚醚的合成及其应用(3)聚氨酯防水材料：聚氨酯防水材料的使用相当方便，可在现场混合、涂布后进行常温湿气固化，即可得到具有无接缝、橡胶弹性并具有良好性能的防水层

5、，且损坏后易修复。一般用作铺地材料、田径场跑道材料、赛马场、公园地面材料、隔热窗框等。(4)聚氨酯涂料：聚氨酯涂料具有强的黏合性，涂膜具有优良的耐磨性、耐水性及耐药品性等。主要用于家具涂料、建材涂料和工业印刷油墨等。(5)聚氨酯胶黏剂：可以通过调节异氰酸酯和多元醇的配比来实现对固化物性能的调节，使其达到对基材的高度黏合性、优良的耐水性、耐油性以及耐化学药品性。聚氨酯胶黏剂主要用于包装、建筑、木材、汽车、制鞋等行业。(6)生物医用材料：聚氨酯具有优良的生物体相容性，因此逐渐被广泛用作生物医用材料。可用于人工心脏起搏器、人工血管、人工

6、骨骼、人工食道、人工肾脏、人工透析膜等的制造。1．2端羟基预聚物的概述1．2．1聚醚类．端羟基预聚物1．2．1．1概述端羟基聚醚多元醇(简称聚醚)是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂由环氧氯丙烷(ECH)，环氧丙烷(P0)、四氢呋喃(THF)等在催化剂存在下经开环聚合而得。合成官能度不同的聚醚多元醇可以通过改变起始剂所含活性原子的数目来实现。例如：用乙二醇、丙二醇等二元醇可以合成官能度为二的聚醚多元醇，用三羟甲基丙烷、甘油等三元醇可以合成官能度为三的聚醚多元醇，用四元醇季戊四醇、五元醇木糖醇、六元醇山梨醇、八元醇蔗

7、糖既可以合成相对应的多官能度的聚醚多元醇。本实验是采用乙二醇制备官能度为二的端羟基聚醚多元醇。聚醚多元醇在社会各行各业中被广泛使用，其中最主要的用途就是应用在生产聚氨酯制品中，如：聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯涂料、聚氨酯弹性体等。在国内市场中，80％聚醚多元醇用于聚氨酯制品生产，5％用于非离子表面活性剂生产，5％用于其他领域【2】。用聚醚作为原料可以制成聚氨酯弹性体，在航空领域：用于火箭外弹道测量的软波导以及飞机主起落架缓冲皮碗；在电气领域：用于高压电源灌封胶制造；在机械领域：用于耐摩擦保护套、密封圈等制造【3】。用聚醚作

8、为原料可以制成聚氨酯胶黏剂，因为异氰酸酯基和活泼的氢化物反应强，凝胶时间短，反应生成的胶膜坚韧、挠曲性好、耐冲击、剥离强度高，耐油性、耐磨性、耐超低温性好，在金属和弹性体、金属和金属、金属和陶瓷、皮革和橡胶、纤维和橡胶、海绵和聚氨酯橡胶的界面之问产