原)逐步加成聚合物的生产工艺51概述

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1、第5章(原第6章)逐步加成聚合物的生产工艺5.1概述单体分子的官能团按逐步反应的机理相互加成而生成聚合物，不析出小分子副产物，这种反应称为逐步加成反应。所得聚合物称为逐步加成聚合物。5.1.2工业上生产的逐步加成聚合物品种5.1.1逐步加成反应聚氨酯聚脲环氧树脂聚氨酯发展最快产量最大塑料橡胶合成纤维涂料粘合剂第5章逐步加成聚合物的生产工艺5.2聚氨酯（Polyurethane,PU）的合成原理主链中含有氨基甲酸酯基重复结构单元的聚合物氨基甲酸酯基聚氨基甲酸酯（聚氨酯）异氰酸酯，-NCO异氰酸酯基团5.2.1异氰酸酯基的化学反应(1)异氰酸酯与含活泼氢化合物的反应(异

2、氰酸酯的典型反应)水、醇、胺、酸第5章逐步加成聚合物的生产工艺第5章逐步加成聚合物的生产工艺各个反应产物中仍含有活泼氢原子可与过量的异氰酸酯进一步发生反应第5章逐步加成聚合物的生产工艺(2)异氰酸酯的自聚反应在适当催化剂作用下，异氰酸酯可以发生自聚反应A.芳香族异氰酸酯的二聚反应脲啶二酮催化剂150℃室温下缓慢进行叔胺可加速150℃以上分解第5章逐步加成聚合物的生产工艺B.异氰酸酯的三聚反应脂肪族、芳香族异氰酸酯均可发生叔胺、钾、钠可催化150~200℃时仍很稳定催化剂异氰脲酸酯C.异氰酸酯的线型缩聚反应聚酰胺，n可达2000三聚反应最重要，可用来制取优质的油漆涂料

3、及耐温、阻燃的泡沫塑料，以及聚氨酯弹性体。第5章逐步加成聚合物的生产工艺5.2.2聚氨酯树脂的合成原理单体组分二元(或多元)异氰酸酯化合物二元(或多元)醇化合物(聚酯，聚醚)制造工艺过程一步法两步法（预聚体法，半预聚体法）（1）一步法：异氰酸酯和含活泼氢（如醇类化合物）直接进行逐步加成聚合反应合成聚氨酯的方法己二异氰酸酯HDI：OCN-(CH2)6-NCO1,4-丁二醇：HO-(CH2)4-OH贝纶纤维第5章逐步加成聚合物的生产工艺粘合剂2,4-甲苯二异氰酸酯TDI三个羟基的支化聚酯泡沫塑料2,4-甲苯二异氰酸酯三个羟基的支化聚酯、聚醚发泡剂（2）两步法：预聚体法第

4、5章逐步加成聚合物的生产工艺第一步合成预聚体：异氰酸酯基封端的低聚物2OCN-R-NCO+HO-R‘-OH=OCN--------------OCN第二步预聚体进行扩链反应和交联反应预聚体进一步反应生成高分子量的聚氨酯聚氨酯热塑性弹性体聚氨酯橡胶泡沫塑料涂料、粘合剂（3）扩链反应分子量不高的聚合物，通过末端活性基团的反应使分子相互连结而增大分子量的过程称为扩链，相应的反应称为扩链反应。第5章逐步加成聚合物的生产工艺-NCO摩尔量-OH摩尔量R=（异氰酸指数）R≥2,封端,不扩链R<1/2,封端,不扩链R=1,无限扩链1

5、，端基-OH（4）交联反应第5章逐步加成聚合物的生产工艺三种形式交联剂交联加热交联氢键交联A用多元醇作交联剂的交联反应(带-NCO端基的预聚体)B利用过量二异氰酸酯的交联反应（加热交联）氨基甲酸酯脲基酰胺-NCO基团可以与基团上的氢原子进行交联反应(需加热到125~150℃才能进行)第5章逐步加成聚合物的生产工艺5.2.3聚氨酯的主要原料及其特性(1)异氰酸酯2,4-甲苯二异氰酸酯，光照变黄。2,6-甲苯二异氰酸酯，光照变黄。TDI-100,TDI-80,TDI-65所得聚氨酯制品物理性能较好，但毒性大。4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯，MDI分子量大，蒸汽压低，毒性

6、小。脂肪族异氰酸酯，光照不变黄。己二异氰酸酯HDI等。第5章逐步加成聚合物的生产工艺(2)多元醇化合物聚醚多元醇：聚环氧乙烷，环氧乙烷/环氧丙烷共聚物起始剂两种羟基：仲羟基，伯羟基（活性高）丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺季戊四醇、乙二胺二乙烯三胺第5章逐步加成聚合物的生产工艺聚酯多元醇：二元酸与多元醇反应得到，分子量1000~3000第5章逐步加成聚合物的生产工艺(3)扩链剂与预聚体反应使分子链扩展而增大在聚氨酯大分子链中成为硬段第5章逐步加成聚合物的生产工艺种类二元醇类：乙二醇、1,4-丁二醇三元醇类：三羟甲基丙烷二元胺类：常用芳香族胺类

7、，联苯胺等3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺(4)催化剂：叔胺（三乙胺、三乙醇胺）；有机锡类化合物第5章逐步加成聚合物的生产工艺5.3聚氨酯大分子结构与性能的关系5.3.1聚氨酯的类型(1)线型聚氨酯——二元异氰酸酯与短链二元醇反应非常坚硬与结晶性的聚酰胺相似，可制纤维。但逐渐淘汰(2)线型聚氨酯——二元异氰酸酯与长链二元醇反应可得到软性的、橡胶状高聚物(3)嵌段型聚氨酯——聚酯或聚醚嵌段第5章逐步加成聚合物的生产工艺利用预聚体经扩链反应得到的聚氨酯：聚酯型和聚醚型软段硬段采用二元醇作扩链剂得到氨基甲酸酯硬段采用二元胺作扩链剂得到脲基型硬段由于结构调节能力