聚氨酯戊烷改造手册

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1、第一章聚氨酯概述1.1概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的－NHCOO－基团的高分子化合物通称为聚氨酯。1.2硬质聚氨酯泡沫塑料的应用硬质聚氨酯泡沫塑料具有强度高、重量轻、绝热效果好、施工方便等特点，用作冰箱、冷柜的绝热层薄，在相等外部尺寸条件下，其有效容积比用玻璃纤维等作绝热层时大得多，冰箱等设备的自重也减轻。由于硬质聚氨酯泡沫塑料强度较高，冰箱的壳体与内衬之间的硬泡相连时，不需要其它支撑材料，因而不存在“冷桥”，确保了冰箱、冷柜整体优异的绝热效果。这些优点，其它绝热材料无法与之相比。11.3

2、国内外聚氨酯工业发展近况自1990年以来，特别是近几年，中国的聚氨酯工业的发展速度超过了发达国家，年平均增长率10％以上，目前聚氨酯树脂年产量达100万t以上，发展势头良好。1990年以后，聚氨酯工业面临着严峻的挑战，如环境保护方面的压力。氯氟烃（CFC）的替代工作使聚氨酯行业付出了巨大的代价。过去的十年中人们耗费了大量的人力物力，寻求既能为环保所接受，又不使传统产品因质量受损或成本上升太多而失去竞争力的解决方案。2第二章聚氨酯硬泡CFC-11替代技术综述2.1CFC-11在PU硬泡生产中的应用由于氯氟烃(CFC)化合物具

3、有毒性极低、化学性质稳定等优点，长期以来，广泛地用作发泡剂、制冷剂、清洗剂、推进剂等。在20世纪90年代以前，聚氨酯泡沫塑料生产曾一直采用CFC-11作发泡剂。广泛用于冰箱和冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等的绝热材料、建筑物、贮罐及管道保温材料。20世纪80年代以来，由于发现CFC化合物对地球环境的损害作用，CFC-11发泡剂被列入限期禁用的化学物质。在聚氨酯硬泡的不同产品和应用领域，不同的国家开发了不同的CFC替代技术。32.2CFC对环境的影响以及蒙特利尔议定书2.2.1CFC对臭氧层的影响臭氧层是地表生态系统的一道天

4、然屏障，它吸收和阻挡了来自太阳的大部分紫外线。如果臭氧层被严重消耗，地球就将面临巨大的灾难：长期反复照射过量的紫外线将使引起人体细胞内的DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等；同时，还将使农作物产量下降，海洋生态系统破坏，渔业产量下降，对动物产生负面影响，以及对塑料制品产生更多的破坏等。4CFC等卤代烃中的氯原子是引起大气臭氧层破坏的主要原因。CFC化学稳定性高，在大气层中停留时间长达40～150年。受到强烈的太阳高能紫外线的照射而发生分解，CF

5、C-11就会分解出Cl·自由基，氯原子自由基与臭氧分子反应，消耗臭氧分子。Cl·能再生，这些自由基很快地与臭氧进行连锁反应，结果一个氯原子消耗成千上万的臭氧分子，使臭氧层破坏。Cl·+O3—→ClO·+O2ClO·+O—→Cl·+O2控制的消耗臭氧层物质有两类共8种，第一类5种（CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115），第二类3种（哈龙1211、哈龙1301和哈龙2402），主要是控制这些物质的生产量和销售量。52.3CFC替代方案2.3.1CFC-11减量方案（略）2.3.2HCFC-

6、HFC路线（略）2.3.4HFC发泡技术HFC化合物的ODP值为零，GWP值很小，仅是CFC-11的1.5％～3.0％，大多数HFC不燃、低毒。在聚氨酯硬泡的泡孔内它们具有较低的气体扩散速度，因此泡沫的老化绝热性能好。虽然全水发泡和环戊烷等零ODP发泡等都已大量用于聚氨酯泡沫塑料的生产，不过HFC仍被认为是需要的（美日路线），特别是液态HFC发泡的泡沫绝热性能较好。62.3.5烷烃发泡路线(1)烷烃发泡剂的特点烷烃化合物因臭氧消耗潜值(ODP值)为零、温室效应很小、无毒、对环境影响极小而受到重视。戊烷发泡技术已被欧洲、亚洲

7、等地区厂家采用。零ODP的烷烃达到“蒙特利尔协议”国际公约废除臭氧消耗物质的生产和使用的要求，估计它们再也不会象HCFC那样必须被别的物质取代。7戊烷类发泡剂有三个主要不利之处：(i)烷烃是一类易燃的挥发性有机化合物(VOC)，它们与空气的混合物在一定程度和条件下可发生爆炸，若由CFC-11、HCFC-141b等发泡生产线转换到戊烷发泡，为保证安全生产，需对现有计量、贮存及发泡设备进行较大的改进，增加复杂的安全处理设施，操作工艺需严格控制，以保证安全生产。因而设备成本较液态HCFC、HFC发泡体系的高。(ii)戊烷在聚醚多

8、元醇中的溶解性较差，环戊烷在不同的通用硬泡聚醚多元醇中的溶解度在10％～20％范围，而正戊烷及异戊烷的溶解度仅在7％以内。为了使添加发泡剂达到一定的量，一般需采用特殊的和改进的多元醇及助剂。8(iii)烷烃的气相热导率较高，因而制得的硬泡绝热性能不如HCFC-141b等的泡沫。不过，戊烷类化合物在室温下