NDI基聚氨酯弹性体及其研究进展.pdf

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1、第31卷第6期山西化工Vol．31No．62011年12月SHANXICHEMICALINDUSTRYDec．2011综述与论坛NDI基聚氨酯弹性体及其研究进展刘菁(山西省化工研究院，山西太原030021)摘要:NDI基聚氨酯具有高耐磨、高耐热、耐腐蚀及动态性能优异等特点，主要用在高动态载荷和耐热场合。介绍了NDI基聚氨酯弹性体的应用、合成及研究进展情况以及NDI基聚氨酯弹性体性能的影响因素。同时，对NDI基聚氨酯弹性体和基于其他二异氰酸酯的聚氨酯弹性体的性能进行了比较。关键词:NDI聚氨酯;弹性体;进展中图分类号:TQ323．8文献标识码:A文章编号:

2、1004-7050(2011)06-0020-06引言沫型，3种聚氨酯各具优点。1．1浇注型PUNDI基聚氨酯弹性体是以1，5-萘二异氰酸酯该种PU为单组分NDI基弹性体，不仅具有聚(l，5-naphthalenediisocyanate，简称NDI)为二异氰酸醚型PU的弹性，而且具有聚酯型PU的刚性，其最酯组分合成的一类聚氨酯(PU)。与MDI和TDI相大特点是具有优异的动态特性和耐磨性。动态力学比，NDI熔点较高，分子的刚性、规整性和对称性高，分析表明，在动态载荷下，NDI基浇注型PU的阻尼可从根本上提高聚氨酯的相分离程度，使得NDI基小、回弹性高、

3、内生热少，主要用在高动态载荷和耐热聚氨酯获得更为优异的机械性能和物理性能。其制场合，通常用来制作轮胎、密封件、皮带、磨矿盘等。品具有高耐磨、高耐热、高强度、回弹性能优良、内生5例如，在纺织工业中，锭子的转速为6×10r/min～热(tanδ)小、动态性能优异、耐油、耐腐蚀、耐辐射、58×10r/min，其摩擦温度高，使用普通的PU不能寿命长等特性，是最佳的减震、阻尼、密封材料，可用满足要求，而应用NDI基浇注型PU则不仅可解决于普通聚氨酯不能满足要求或过早损坏的工况，如［2］耐热问题，而且可延长锭子的使用寿命。汽车、纺织、机械、石油、军事、印刷等领域中的

4、高温、1．2模压型PU［1］高磨损、多油脂等环境。由于NDI价格昂贵、不该种PU弹性体具有NDI的脲结构，抗撕裂强易得，而且预聚体稳定性差等，使得NDI基聚氨酯的度高、磨耗小、压缩永久变形小、回弹性优异，一般用发展受到限制。近年来，随着NDI的国产化及各行业于制作泵隔膜和工业储罐的夹具垫等。(尤其是汽车工业)的迅猛发展，NDI基聚氨酯弹性体1．3泡沫型PU产品受到广泛关注，并取得了一定的研究进展。NDI基泡沫型PU为多孔水交联弹性体，主要1NDI基聚氨酯弹性体分类及其应用用于各种缓冲或减震场合。市场上的主要竞争对手NDI基弹性体制品主要有浇注型、模压型和

5、泡是用MDI合成的PU。MDI基泡沫型PU在操作温度大于－25℃时的阻尼值高，在动态载荷下内生热高，且受温度影响大，从而机械性能受到严重的影收稿日期:2011-08-17响。而NDI基PU的储能模量在0℃～140℃保持作者简介:刘菁，女，1974年出生，1999年毕业于太原理工大学，学士学位，现主要从事聚氨酯材料的开发及应用研究工作。不变，动态载荷下的内生热低、永久变形小，且能保2011年12月刘菁，NDI基聚氨酯弹性体及其研究进展·21·持良好的刚性。同时，NDI基泡沫型PU具有典型1，4-丁二醇最常用。水也可作扩链剂，常用于泡沫聚酯型PU的耐油性，与

6、橡胶相比，弹性高，耐动态型弹性体的生产中。疲劳，密度小，可压缩性大而节省空间，并且耐紫外合成NDI基聚氨酯弹性体时一般不加添加剂，线照射。该种PU主要用于制作弹簧和减震器等。但为了改进某些性能，可加入少量抗水解剂(碳化二例如，德国某著名汽车公司就是因为用其他材料制亚胺)、着色剂和润滑剂(硅油、石墨、二硫化钼)等。成的辅助弹簧不能通过严格的实验和公路测试而改2．2一般制备工艺［3］用NDI制造汽车辅助弹簧的。NDI基聚氨酯弹性体的制备一般分3步进行。2．2．1预聚体的合成2NDI基聚氨酯弹性体的合成将多元醇组分于110℃～130℃真空下脱水2．1合成原料2

7、h～4h。之后，将NDI以片状或细小粉末状加入到NDI是高熔点芳香族二异氰酸酯，具有刚性芳125℃～135℃的多元醇组分中，反应6min～7min［4］香族萘环结构，其物性指标见表1。NDI的合成后真空脱气(泡沫制品无需脱泡)，即制得NDI基聚方法可分为光气法和非光气法2类。由于具有工业氨酯预聚体。由于该反应快速放热，故反应时要严生产价值的方法不多，故迄今为止，工业生产应用的格控制反应体系的温度，既保证NDI快速熔融参与方法仍采用光气法，该法已由德国拜耳于20世纪反应，又不至于因体系温度太高而缩短预聚体的使［5］50年代实现工业化。目前，世界上NDI的生

8、产厂用寿命。通常，NDI基聚氨酯预聚体是不稳定的，应家主要有拜耳材料科技公司和日