CPU概述

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1、CPU概述CPU：全称浇注型聚氨酯弹性体（castablepolyurethanerubber），即通过浇注工艺、由阶梯材料浇注并反应成型而产生的一类聚氨酯弹性体，有人简称之“浇注胶”，这类液体原料体系又称“液体橡胶”。CPU在加工前成型前为粘性液体，故有“液体橡胶’之称，CPU因其优异的机械物性、良好的适用性、经济性以及对环境的适应性而得到了广泛的应用。这使CPU具有其它各类热塑性弹性不可比拟的优良性能：（1）加工直接：用液体原料浇注或注射到制品模具中反应而经过固化成型，可以直接制得大型化体积大的聚氨酯橡胶制品和形状比较复杂的产品；

2、（2）综合性能：制得的制品综合性能好；（3）可变性：可以调节原料的用量组成和配方，得到不同硬度的产品，性能的可变性大；（4）易加工：对于传统手工浇注来说，设备投资比较小，加工相对方便。1、CPU的制备原料制备CPU所需要的原料一般有低聚合度多元醇、多异氰酸酯和扩链剂三大类。另外，有的时候为了能提高反应的速度或改善制品的加工性能等，还需要加入一些配合。（1）低聚合度多元醇制备CPU所使用的低聚合度多元醇的平均官能团较低，通常情况为2～3，平均相对分子质量为400～6000，常用的相对分子质量为1000～2000之间。其主要种类有聚酯型多

3、元醇、聚醚型多元醇、聚己内酯、聚丁二烯型多元醇、聚碳酸酯型多元醇（PC）和蓖麻油等。（2）多异氰酸酯多元异氰酸酯根据结构不同可以分成芳香族和脂肪族两类，芳香族类异氰酸酯具有很高的反应活性。常用的芳香族类异氰酸酯为4,4'-二苯甲基二异氰酸酯（MDI），甲苯二异氰酸酯（TDI）以及1,5-萘二异氰酸酯（NDI）、对苯二异氰酸酯（PPDI）等；常用的脂肪族类异氰酸酯有六甲基二异氰酸酯（HDI）和3,5,5-三甲基环己基二异氰酸酯（IPDI）等。（3）扩链剂常用扩链剂有两大类：二醇类和二胺类。一般常用的二醇类扩链剂有1,4-丁二醇（BDO）

4、、丙二醇（PG）、乙二醇（EG）、1,6-己二醇（HDO）和氢醌-双（β-羟乙基）醚（HQEE）；而在工业上常用的二胺类的扩链剂有3,3'-二氯-4,4'二氨基二苯甲烷（MOCA）和二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）等。（4）配合剂工业上生产CPU弹性体有时还会根据需要添加一些配合剂，有增塑剂、催化剂、溶剂、水解稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、脱模剂、着色剂、光稳定剂、抗氧剂、防霉剂和填料等。正是因为利用了这些不同种类的原料进行组合，从而改变了CPU分子内的链结构和分子之间的相互作用，可制得各种性能的产品，满足了不同行业用途的需求。（5）新型的

5、CPU原料—聚己二酸二乙二醇酯二醇聚己二酸二乙二醇酯二醇是通过过量己二酸与一缩二乙二醇缩聚制备而成的，常温下为无色透明液体，当温度高于180℃时会分解，以其为原料制备出的CPU具有许多优点如耐水解性优良、耐油性好、耐磨性能优良、机械强度高、低温柔顺性好等。2、CPU的形成机理在预聚体的合成过程中，多元醇脱水是比较关键的一步。如脱水的效果不好，水与异氰酸酯反应生成脲肯能会消耗过多的异氰酸酯，使预聚体的NCO基含量偏小，粘度增搞，脱泡困难，流动性差，凝胶时间缩短，最终导致制品性能下降。多元醇脱水后的水份含量应低于0.05%。聚醚多元醇是在

6、分子主链结构上含有醚键（-O-）、端基带有（-OH）的醇类聚合物，由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性好，耐水性能优良。目前在聚氨酯工业中，使用最多的是环氧丙烷和环氧乙烷制备的聚醚多元醇，和四氢呋喃开环聚合生成的聚四氢呋喃醚二醇。聚氨酯弹性体的合成是其以异腈酸酯的反应为基础的，其过程是一种逐步加成的聚合反应，一般先由低聚物多元醇与多异氰酸酯聚合，制备出较低分子量的预聚体，然后将预聚物与二元醇或二胺反应,经扩链与交联形成网状结构而制得弹性体。所以整个工艺过程可分为预聚物生成反应,预聚物扩联反应和聚合物的交联反应等三个步骤。但其中最重要的还是异

7、腈酸酯与活泼氢化物的反应。3、CPU的材料结构及性能聚氨酯弹性体是一种在主链上含有较多的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的弹性体聚合物。从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种典型的嵌段高分子材料：低聚物多元醇（聚酯、聚醚、聚烯烃等）形成的链段中极性基团少，链段间作用力弱，玻璃化温度低于室温，显得十分柔顺，称为软（链）段，而由异氰酸酯和小分子扩链剂组成的链段中极性和刚性基团多，容易形成氢键，相互间作用力大，链段玻璃化温度高于室温，显得十分僵硬，称为硬（链）段。聚氨酯弹性体的力学性能与内部结构有关，极性基团之间的相互作用影响其形态和微观结构。

8、聚氨酯大分子结构中除含有氨基甲酸酯这一特征结构外，还可能还有脲基、酯基、醚基、芳香基、脲基甲酸酯、酰胺基、缩二脲基及硫桥等结构，另外聚氨酯弹性体的加工方式和合成方法多种多样，这样就造成了聚氨酯弹性体物理构象的差异和化学结