聚氨酯泡沫塑料的制备

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1、聚氨酯泡沫塑料的制备1.实验目的2.实验原理3.实验配方组成4.实验仪器5.实验步骤6.实验记录及数据处理7.思考题1.实验目的1.2掌握制备聚氨酯泡沫塑料的反应原理及过程。1.2了解各组分的作用及影响。2.实验原理聚氨酯泡沫的形成是一种比任何其它聚氨酯的形成都远为复杂的过程，除在聚氨酯系统中的化学和物理状态变化之外；泡沫的形成又增加了胶体系统的特点。要了解聚氨酯泡沫的形成，还须涉及气体发生和分子增长的高分子化学、核晶过程和稳定泡沫的胶体化学以及聚合体系熟化时的流变学。聚氨酯泡沫的制造分为三种：预聚体法、半预聚体法和一步法。本实验主要采用一步法。一步法发泡即是将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯

2、、水及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂等一次加入，使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时进行，在物料混合均匀后，1-10秒即行发泡，0.5-3分钟发泡完毕并得到具有较高分子量一定交联密度的泡沫制品。要制得泡沫孔径均匀和性能优异的泡沫，必须采用复合催化剂、外加发泡剂和控制合适的条件，使三种反应得到较好的协调。在聚氨酯泡沫制备过程中主要如下反应。2.1预聚体的合成由二异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇反应生成含异氰酸酯端基德聚氨酯预聚体。OCN-R-NCO+HO-R-OH→OCN-R-NHCOO~~~OOCHN-R-NCO2.2气泡的形成与扩链异氰酸根与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成胺与二

3、氧化碳气体在聚合物中形成气泡，并且生成的端氨基聚合物可与异氰酸根进一步发生扩链反应得到含脲基的聚合物。2.3交联固化异氰酸根与脲基上的活泼氢反应使分子链发生交联，形成网状结构。聚氨酯泡沫塑料按其柔轫性可分为软泡沫和硬泡沫，主要取决于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用较高分子量及相应较低羟值的线形聚醚或聚酯多元醇时，得到的产物交联度较低，，为软质泡沫；若用短链或支链较多的聚醚或聚酯多元醇时，为硬质泡沫。根据气孔的形状聚氨酯泡沫可分为开孔型和闭孔型，可通过添加助剂来调节。乳化剂可使水在反应混合物中分散均匀，从而可保证发泡的均匀性；稳定剂可防止在反应初期泡孔结构的破坏。3.实验配方组成甲苯二异氰酸酯（

4、TDI）三羟基聚醚（相对分子质量为2000~4000）二月桂酸二丁基锡1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷（DABCD)（三亚乙基二胺）水有机硅油4.实验仪器烧杯玻璃棒纸盒（80mm×80mm×80mm）台秤烘箱5.实验步骤5.1用稍硬的纸折成尺约为80mm×80mm×80mm的纸盒以作模具用。5.2配制溶液(1)配制甲溶液在25ml的烧杯中，加入0.1g二月桂酸二丁基锡和5滴水，溶解后再加入10g三羟基聚醚，作为甲溶液。（2）配制乙溶液在250ml烧杯中，依次加入25g三羟基聚醚，10g甲苯二异氰酸酯，5滴二月桂酸二丁基锡，搅匀，此时有反应热放出，此为乙溶液。（3）甲溶液中加入约10滴有

5、机硅油，搅匀后，将此溶液迅速倒入乙溶液中，用玻璃棒迅速搅拌，待反应物变稠后，将其转移到纸模具中，于温室放置0.5h，在放入约70℃的烘箱中烘1h，即可得到一块软质聚氨酯泡沫塑料。6.实验记录及数据处理6.1准确记录实训过程中的实训数据及发生的现象。6.2记录甲、乙两种溶液混合后产生的变化情况。6.3准确计算出反应前、后的体积变化情况。7.思考题7.1写出合成聚氨基甲酸酯的反应方程式。7.2上述配方中各组分的性质及作用是什么？7.3切开所制得的泡沫塑料，观察泡孔分布的情况，试讨论影响泡孔分布均匀程度的各种因素。7.4简述聚氨酯泡沫塑料的结构性能。