聚氨酯樹脂及其應(yīng)用

前言

聚氨酯材料是一類產(chǎn)品形態(tài)多樣的多用途合成樹脂。聚氨酯和其他合成樹脂不同的地方，是原料品種豐富、配方組合多，產(chǎn)品形式和應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。它以軟質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體（特種橡膠）、涂料、膠黏劑、高彈纖維、合成革、鞋底材料、防水材料以及鋪裝材料等產(chǎn)品形式，廣泛地用于交通運(yùn)輸（車輛、船舶、飛機(jī)、道路、橋梁）、建筑、機(jī)械、電子設(shè)備、家具、食品加工、服裝、紡織、合成皮革、印刷、礦冶、石油化工、水利、國防、體育、休閑娛樂、醫(yī)療等領(lǐng)域。例如，硬質(zhì)泡沫塑料的熱導(dǎo)率比其他合成保溫材料和天然保溫材料的都低，可現(xiàn)場澆注快速成型，是用途越來越廣的合成樹脂保溫材料，廣泛用于民用家電、管道保溫及工業(yè)保溫；軟質(zhì)泡沫塑料以彈性好、透氣等特點(diǎn)廣泛用于床具、車船和家具座椅等的墊材。聚氨酯彈性體以耐磨、耐低溫、高強(qiáng)度、耐油著稱，是用于礦山油田機(jī)械的各種零部件的優(yōu)良特種合成橡膠。聚氨酯的發(fā)展歷史比不上傳統(tǒng)的合成樹脂，但發(fā)展較快，全球聚氨酯總產(chǎn)量2000年約為992萬噸，2005年約1375萬噸，雖然經(jīng)歷了全球性經(jīng)濟(jì)危機(jī)，但2010年仍達(dá)到1690萬噸，增長速度超過常規(guī)樹脂。特別是中國，聚氨酯行業(yè)發(fā)展很快，2005年中國的聚氨酯產(chǎn)品達(dá)到291萬噸，2010年約430萬噸左右，發(fā)展速度比全球平均水平快得多。聚氨酯行業(yè)的技術(shù)人員希望得到聚氨酯領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品的資訊，希望介紹一些實(shí)用性的技術(shù)。這也是筆者編著此書的動力。這次被邀請參加新版《合成樹脂及應(yīng)用叢書》之一的《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》編寫，筆者覺得有必要提及舊版的《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》。筆者和李紹雄先生曾經(jīng)在2001年合作寫過《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》，距今已有10年時間。2002版的《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》受到讀者歡迎，多次再印，幾年前出版社曾經(jīng)希望我們修訂后再版，因忙而擱置。這次在接受寫作任務(wù)時，征求了李紹雄先生的意見，他雖然提出不參加編寫，但給了很多有益的建議。這10多年來，和其他材料一樣，聚氨酯技術(shù)發(fā)展也很快，出現(xiàn)了一些新技術(shù)、新產(chǎn)品，例如環(huán)保性較好的水性聚氨酯等材料得到較大的發(fā)展。筆者對原著大部分內(nèi)容進(jìn)行了更新，對于近年來新發(fā)展的技術(shù)作了介紹。全書共分14章，包括市場概況、聚氨酯化學(xué)基礎(chǔ)、原料、各種聚氨酯產(chǎn)品介紹、分析和測試、安全環(huán)保問題等。本書以2002版《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》的有關(guān)章節(jié)為基礎(chǔ)，對原版的彈性纖維、噴涂聚氨酯（脲）做了精簡并分散到有關(guān)章節(jié)，增加了安全和環(huán)保等內(nèi)容，對部分技術(shù)作了較為詳細(xì)的介紹。由于聚氨酯樹脂涉及的方面很多，新技術(shù)層出不窮，限于篇幅，有些內(nèi)容未能作詳細(xì)的展開論述，請讀者諒解。另外，雖竭盡所思，惟作者水平有限，疏漏之處仍恐在所難免，歡迎讀者指正和交流。在寫作過程中，參考了不少文章、專利等資料，對原著者表示感謝；對李紹雄先生等專業(yè)人士給予的支持，在此表示衷心的謝意！編著者于南京2011年8月

內(nèi)容概要

　　本書全面介紹了聚氨酯樹脂的制造與應(yīng)用，全書共分14章，包括聚氨酯樹脂的發(fā)展情況、聚氨酯樹脂合成原理及其化學(xué)反應(yīng)、基本原料和助劑、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯膠黏劑及密封膠、聚氨酯彈性體及彈性纖維、聚氨酯革樹脂、聚氨酯防水材料、聚氨酯塑膠鋪地材料、反應(yīng)注射成型技術(shù)、水性聚氨酯、聚氨酯領(lǐng)域的分析和測試技術(shù)、聚氨酯材料的安全和環(huán)保等內(nèi)容。本書既有基本理論，又有應(yīng)用的實(shí)例，幾乎涉及聚氨酯材料的方方面面，是一本聚氨酯綜合性參考書。
 本書可供從事聚氨酯生產(chǎn)、科研與應(yīng)用的技術(shù)人員以及大專院校師生參考。

書籍目錄

第1章　緒論
　1.1聚氨酯樹脂的特性
　1.2全球聚氨酯材料的發(fā)展概況
　　1.2.1聚氨酯的發(fā)展情況
　　1.2.2全球聚氨酯基本原料的發(fā)展情況
　1.3我國聚氨酯工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
　　1.3.1我國聚氨酯的發(fā)展簡況
　　1.3.2我國聚氨酯原料的生產(chǎn)情況
　1.4聚氨酯的新技術(shù)和發(fā)展趨勢
　　1.4.1原料的產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)張
　　1.4.2原料新技術(shù)的運(yùn)用
　　1.4.3植物油等生物質(zhì)基多元醇的進(jìn)一步開發(fā)
　　1.4.4聚氨酯泡沫塑料發(fā)泡劑的替代
　　1.4.5非光氣法異氰酸酯技術(shù)
　　1.4.6非異氰酸酯型聚氨酯
　　1.4.7其他技術(shù)發(fā)展
第2章　聚氨酯化學(xué)以及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
　2.1異氰酸酯的各種反應(yīng)
　　2.1.1異氰酸酯的反應(yīng)性
　　2.1.2異氰酸酯與羥基的反應(yīng)
　　2.1.3異氰酸酯與水的反應(yīng)
　　2.1.4異氰酸酯與氨基的反應(yīng)
　　2.1.5異氰酸酯與氨酯基及脲基反應(yīng)
　　2.1.6異氰酸酯的自加聚反應(yīng)
　　2.1.7異氰酸酯的自縮聚反應(yīng)——碳化二亞胺
　　2.1.8異氰酸酯的封閉反應(yīng)
　　2.1.9異氰酸酯的其他反應(yīng)
　2.2聚氨酯反應(yīng)的常見影響因素
　　2.2.1催化劑對異氰酸酯反應(yīng)活性的影響
　　2.2.2溫度對反應(yīng)速率的影響
　　2.2.3溶劑對反應(yīng)速率的影響
　2.3聚氨酯分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
　　2.3.1影響性能的基本因素
　　2.3.2軟段對性能的影響
　　2.3.3硬段對性能的影響
　　2.3.4聚氨酯的形態(tài)結(jié)構(gòu)
第3章　聚氨酯的基本原料和助劑
　3.1概述
　3.2多異氰酸酯
　　3.2.1異氰酸酯原料的種類
　　3.2.2異氰酸酯的制造工藝及其技術(shù)進(jìn)展
　　3.2.3常見的二異氰酸酯
　　3.2.4PAPI及液化MDI
　　3.2.5其他二異氰酸酯
　　3.2.6二異氰酸酯衍生物
　3.3聚酯多元醇
　　3.3.1聚酯多元醇的原料
　　3.3.2聚酯多元醇的生產(chǎn)方法和物料計(jì)算
　　3.3.3主要聚酯多元醇品種和特點(diǎn)
　3.4聚醚多元醇
　　3.4.1聚醚多元醇的原料
　　3.4.2聚醚多元醇生產(chǎn)方法
　　3.4.3普通聚醚多元醇
　　3.4.4特種聚醚多元醇及聚醚基多元醇
　3.5其他低聚物多元醇及含活性氫低聚物
　　3.5.1聚烯烴多元醇
　　3.5.2植物油多元醇
　　3.5.3松香酯多元醇
　　3.5.4端氨基聚醚
　　3.5.5脂肪酸二聚體二醇以及二聚體聚酯二醇
　3.6助劑
　　3.6.1催化劑
　　3.6.2溶劑及增塑劑
　　3.6.3擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑
　　3.6.4耐久性助劑
　　3.6.5填料
　　3.6.6阻燃劑
　　3.6.7著色劑
　　3.6.8其他助劑
第4章　聚氨酯泡沫塑料
　4.1概述
　　4.1.1發(fā)展概況
　　4.1.2聚氨酯泡沫塑料的主要類型和特點(diǎn)
　　4.1.3原料及發(fā)泡助劑
　4.2聚氨酯泡沫塑料成型機(jī)理及計(jì)算
　　4.2.1基本反應(yīng)
　　4.2.2泡沫體的形成機(jī)理
　　4.2.3配方中異氰酸酯用量的基本計(jì)算
　4.3軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料
　　4.3.1聚氨酯軟泡的分類和用途
　　4.3.2塊狀軟泡
　　4.3.3模塑軟泡發(fā)泡工藝
　　4.3.4特種軟質(zhì)泡沫塑料
　　4.3.5聚氨酯軟泡生產(chǎn)中的常見問題和解決方案
　4.4硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料
　　4.4.1硬泡的特性、用途和原料體系
　　4.4.2硬泡成型工藝
　　4.4.3聚異氰脲酸酯泡沫塑料
　　4.4.4整皮硬泡和增強(qiáng)硬泡
　　4.4.5開孔硬泡
　4.5聚氨酯半硬泡
　　4.5.1聚氨酯半硬泡的原料體系
　　4.5.2普通半硬泡
　　4.5.3整皮半硬泡
　　4.5.4超低密度聚氨酯泡沫
　　4.5.5微孔聚氨酯
　4.6聚氨酯泡沫塑料的阻燃
　4.7聚氨酯泡沫塑料的應(yīng)用
　　4.7.1聚氨酯軟泡的應(yīng)用
　　4.7.2聚氨酯硬泡的應(yīng)用
　　4.7.3聚氨酯泡沫塑料的其他應(yīng)用
第5章　聚氨酯彈性體
　5.1概述
　　5.1.1性能特點(diǎn)
　　5.1.2發(fā)展概況
　　5.1.3基本分類
　5.2原料及其對性能的影響
　　5.2.1聚氨酯彈性體的原料
　　5.2.2原料對性能的影響
　　5.3澆注型聚氨酯彈性體
　　5.3.1特性及合成原理
　　5.3.2澆注型聚氨酯的合成方法
　　5.3.3影響制品性能的工藝因素
　　5.3.4澆注彈性體種類、配方及性能
　　5.3.5澆注聚氨酯彈性體的發(fā)展
　5.4熱塑性聚氨酯
　　5.4.1概述
　　5.4.2TPU基本合成工藝
　　5.4.3TPU加工成型工藝
　5.5混煉型聚氨酯彈性體
　　5.5.1混煉膠原料體系
　　5.5.2生膠的合成工藝
　　5.5.3混煉工藝
　　5.5.4硫化體系
　5.6聚氨酯纖維
　　5.6.1氨綸的發(fā)展簡況
　　5.6.2聚氨酯樹脂的原料和制備
　　5.6.3氨綸的生產(chǎn)方法
　　5.6.4氨綸的性能及應(yīng)用
　　5.6.5氨綸纖維技術(shù)發(fā)展
　5.7聚氨酯彈性體的應(yīng)用
　　5.7.1在選煤、礦山、冶金等行業(yè)的應(yīng)用
　　5.7.2聚氨酯膠輥
　　5.7.3聚氨酯膠輪及輪胎
　　5.7.4交通運(yùn)輸業(yè)及機(jī)械配件
　　5.7.5鞋材
　　5.7.6模具襯里以及鈑金零件成型用沖裁模板等
　　5.7.7醫(yī)用彈性制品
　　5.7.8管材
　　5.7.9薄膜、薄片及層壓制品
　　5.7.10聚氨酯灌封材料及修補(bǔ)材料
　　5.7.11其他應(yīng)用領(lǐng)域
第6章　聚氨酯涂料
　6.1概述
　　6.1.1發(fā)展簡況
　　6.1.2聚氨酯涂料的分類與特性
　　6.1.3聚氨酯涂料的部分助劑
　6.2單組分聚氨酯涂料
　　6.2.1氨酯油型涂料
　　6.2.2濕固化聚氨酯涂料
　　6.2.3封閉型聚氨酯涂料和烘烤漆
　6.3雙組分聚氨酯涂料
　　6.3.1多異氰酸酯組分以及選擇
　　6.3.2多羥基組分以及選擇
　　6.3.3雙組分聚氨酯涂料的配制及施工
　　6.3.4催化固化型雙組分聚氨酯涂料
　6.4聚氨酯粉末涂料
　　6.4.1聚氨酯粉末涂料的特點(diǎn)
　　6.4.2封閉型聚氨酯粉末涂料的制備和性能
　　6.4.3其他功能基團(tuán)的聚氨酯粉末涂料
　6.5水性聚氨酯涂料
　　6.5.1水性聚氨酯的分類和特點(diǎn)
　　6.5.2單組分水性聚氨酯涂料
　　6.5.3雙組分水性聚氨酯涂料
　　6.5.4用于各領(lǐng)域的水性聚氨酯涂料
　6.6噴涂聚氨酯涂料
　　6.6.1發(fā)展簡況
　　6.6.2噴涂聚氨酯涂料的性能特點(diǎn)
　　6.6.3原料以及雙組分噴涂涂料體系
　　6.6.4噴涂設(shè)備及施工工藝
　　6.6.5噴涂聚氨酯性能以及配方實(shí)例
　　6.6.6噴涂聚氨酯的應(yīng)用
第7章　聚氨酯膠黏劑及密封膠
　7.1概述
　　7.1.1發(fā)展概況
　　7.1.2聚氨酯膠黏劑的種類和特性
　　7.1.3聚氨酯膠黏劑的粘接機(jī)理
　7.2單組分聚氨酯膠黏劑
　　7.2.1濕固化型聚氨酯膠黏劑
　　7.2.2單組分溶劑揮發(fā)型聚氨酯膠黏劑
　　7.2.3其他單組分聚氨酯膠黏劑
　7.3雙組分聚氨酯膠黏劑
　　7.3.1雙組分聚氨酯膠黏劑概述
　　7.3.2雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑
　　7.3.3雙組分無溶劑聚氨酯膠黏劑
　7.4聚氨酯熱熔膠
　　7.4.1聚氨酯熱熔膠的特點(diǎn)和應(yīng)用
　　7.4.2熱塑性聚氨酯熱熔膠
　　7.4.3反應(yīng)性聚氨酯熱熔膠
　7.5水性聚氨酯膠黏劑
　　7.5.1單組分水性聚氨酯膠黏劑
　　7.5.2雙組分水性聚氨酯膠黏劑
　　7.5.3水性聚氨酯膠黏劑的應(yīng)用
　7.6聚氨酯密封膠
　　7.6.1概述
　　7.6.2單組分聚氨酯密封膠
　　7.6.3雙組分聚氨酯密封膠
　　7.6.4聚氨酯密封膠的應(yīng)用
　　7.6.5聚氨酯密封膠的市場演變以及研發(fā)動向
　7.7聚氨酯黏合劑及其應(yīng)用
　　7.7.1磁帶黏合劑的制備
　　7.7.2聚氨酯油墨黏合劑
　　7.7.3聚氨酯型砂黏合劑
　　7.7.4木材及復(fù)合板黏合劑
　　7.7.5其他黏合劑應(yīng)用
第8章　聚氨酯革樹脂及PU革
　8.1概述
　　8.1.1聚氨酯革的發(fā)展
　　8.1.2聚氨酯人造革與合成革
　8.2聚氨酯革樹脂及輔料
　　8.2.1聚氨酯革樹脂的制法
　　8.2.2聚氨酯革樹脂的品種與性能
　　8.2.3聚氨酯革的輔料和助劑
　8.3PU革的生產(chǎn)工藝
　　8.3.1干法聚氨酯革
　　8.3.2濕法聚氨酯革
　8.4聚氨酯革發(fā)展動態(tài)
　　8.4.1超細(xì)纖維聚氨酯合成革
　　8.4.2水性聚氨酯合成革樹脂
第9章　聚氨酯防水材料
　9.1概述
　　9.1.1聚氨酯防水材料市場及發(fā)展
　　9.1.2聚氨酯防水材料的分類
　　9.1.3聚氨酯防水材料的特性
　9.2瀝青聚氨酯防水材料
　　9.2.1瀝青聚氨酯防水涂料特點(diǎn)
　　9.2.2原料體系及相容性問題
　　9.2.3單組分瀝青聚氨酯防水涂料
　　9.2.4雙組分瀝青聚氨酯防水涂料
　9.3其他類型的聚氨酯防水涂料
　　9.3.1聚醚型聚氨酯防水涂料
　　9.3.2水固化聚氨酯防水涂料
　　9.3.3噴涂聚氨酯脲防水涂料
　　9.3.4雙組分聚氨酯防水材料實(shí)例
　　9.3.5單組分聚氨酯防水材料實(shí)例
　9.4聚氨酯防水材料標(biāo)準(zhǔn)和施工方法
　　9.4.1聚氨酯防水材料標(biāo)準(zhǔn)
　　9.4.2聚氨酯防水施工方法
　9.5聚氨酯灌漿材料
　　9.5.1材料的發(fā)展和聚氨酯灌漿材料的特點(diǎn)
　　9.5.2水溶性聚氨酯灌漿材料
　　9.5.3油溶性聚氨酯灌漿材料
　　9.5.4聚氨酯灌漿材料的標(biāo)準(zhǔn)
　　9.5.5聚氨酯灌漿工藝
　　9.6遇水膨脹聚氨酯密封堵漏材料
　　9.6.1遇水膨脹聚氨酯密封材料的特點(diǎn)
　　9.6.2遇水膨脹聚氨酯密封材料的類型和性能
第10章　聚氨酯鋪地材料
　10.1概述
　　10.1.1聚氨酯鋪地材料的性能特點(diǎn)
　　10.1.2聚氨酯鋪地材料的應(yīng)用種類
　10.2聚氨酯鋪地材料的制備
　　10.2.1原料體系
　　10.2.2聚氨酯預(yù)聚體的合成和膠漿料配制
　10.3聚氨酯跑道
　　10.3.1聚氨酯跑道的優(yōu)點(diǎn)和特性
　　10.3.2聚氨酯跑道的類型和鋪設(shè)
　　10.3.3聚氨酯跑道的物性
　　10.3.4聚氨酯跑道的使用、維護(hù)與保養(yǎng)
　　10.3.5幾種特殊的聚氨酯跑道
　　10.4聚氨酯球場
　10.4.1球場對聚氨酯材料的性能要求
　　10.4.2聚氨酯球場的鋪設(shè)
　　10.4.3慢回彈聚氨酯鉛球場地
　10.5聚氨酯地板及地板磚
　　10.5.1聚氨酯地板的特點(diǎn)和性能
　　10.5.2現(xiàn)場澆注鋪設(shè)的聚氨酯地板
　　10.5.3預(yù)成型地板卷材及片材
　　10.5.4聚氨酯地板磚
　　10.5.5噴涂成型聚氨酯地板
第11章　反應(yīng)注射成型聚氨酯
　11.1概述
　　11.1.1RIM聚氨酯的種類和發(fā)展
　　11.1.2聚氨酯RIM工藝特點(diǎn)
　　11.2原料體系
　11.2.1聚醚
　　11.2.2異氰酸酯
　　11.2.3擴(kuò)鏈劑及交聯(lián)劑
　　11.2.4催化劑及其他助劑
　　11.2.5增強(qiáng)材料
　11.3RIM生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)
　　11.3.1聚氨酯RIM、RRIM的制備
　　11.3.2生產(chǎn)工藝
　11.4增強(qiáng)RIM材料
　　11.4.1RRIM聚氨酯
　　11.4.2SRIM聚氨酯
　　11.4.3LFI增強(qiáng)聚氨酯
　11.5RIM/RRIM聚氨酯種類與性能
　　11.5.1低密度聚氨酯
　　11.5.2高密度聚氨酯
　　11.5.3聚氨酯脲及聚脲
　11.6RIM聚氨酯的應(yīng)用
第12章　水性聚氨酯
　12.1概述
　　12.1.1水性聚氨酯的發(fā)展概況
　　12.1.2水性聚氨酯的性能特點(diǎn)
　　12.1.3水性聚氨酯的分類
　12.2水性聚氨酯原料體系及制備方法
　　12.2.1原料體系
　　12.2.2水性聚氨酯的制備
　12.3水性聚氨酯的性能及其影響因素
　　12.3.1水性聚氨酯的性能
　　12.3.2影響水性聚氨酯性能的因素
　12.4水性聚氨酯的交聯(lián)
　　12.4.1內(nèi)交聯(lián)
　　12.4.2外交聯(lián)與雙組分水性聚氨酯
　　12.4.3封閉型異氰酸酯乳液
　12.5聚氨酯與其他聚合物共混或共聚分散液
　　12.5.1水性聚氨酯與其他水性樹脂的摻混
　　12.5.2PUA復(fù)合乳液的合成
　　12.5.3水性聚氨酯.有機(jī)硅樹脂
　　12.5.4水性環(huán)氧.聚氨酯接枝乳液
　12.6水性聚氨酯的應(yīng)用
　　12.6.1水性聚氨酯涂料
　　12.6.2水性聚氨酯膠黏劑
　　12.6.3皮革涂飾劑
　　12.6.4織物整理劑
　　12.6.5織物涂層劑
　　12.6.6玻璃纖維上漿劑
　　12.6.7水性PU的其他應(yīng)用
第13章　分析和測試
　13.1化學(xué)分析方法
　　13.1.1化學(xué)分析基本技術(shù)
　　13.1.2多元醇原料的分析
　　13.1.3異氰酸酯原料的分析
　　13.1.4預(yù)聚體中NCO基含量和交聯(lián)鍵及彈性體微量NCO含量
　　13.1.5水分的測定
　　13.1.6色澤
　13.2儀器分析法
　　13.2.1紅外光譜法
　　13.2.2核磁共振譜
　　13.2.3熱分析法
　　13.2.4色譜法
　　13.2.5黏度
　　13.2.6其他儀器分析方法
　13.3聚氨酯制品性能的測試
　　13.3.1拉伸強(qiáng)度及伸長率
　　13.3.2撕裂強(qiáng)度
　　13.3.3壓縮強(qiáng)度、壓陷硬度及壓縮永久變形
　　13.3.4彎曲強(qiáng)度
　　13.3.5沖擊強(qiáng)度
　　13.3.6回彈率
　　13.3.7剪切強(qiáng)度
　　13.3.8剝離強(qiáng)度
　　13.3.9熱導(dǎo)率
　　13.3.10阻燃性能
第14章　聚氨酯材料的安全和環(huán)保
　14.1有毒原料的操作注意事項(xiàng)
　14.2常見異氰酸酯及其他化學(xué)品的毒性和環(huán)保數(shù)據(jù)
　　14.2.1異氰酸酯的一般性質(zhì)
　　14.2.2甲苯二異氰酸酯的安全數(shù)據(jù)
　　14.2.3二苯基甲烷二異氰酸酯的安全數(shù)據(jù)
　　14.2.4其他二異氰酸酯的安全數(shù)據(jù)
　　14.2.5其他聚氨酯化學(xué)品的安全問題
　14.3有毒原料廢棄物的處理
　14.4聚氨酯的回收利用處理
　　14.4.1聚氨酯的物理回收法
　　14.4.2聚氨酯的化學(xué)回收法
　　14.4.3聚氨酯的熱能回收及填埋處理
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　12.3.2 影響水性聚氨酯性能的因素　　在制備水性聚氨酯時，特別是采用引入離子基團(tuán)進(jìn)行水性化的方法時，聚氨酯樹脂中羧基或氨基的含量、基團(tuán)成鹽的比例、乳化前預(yù)聚體NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)、聚氨酯分子中硬段含量、交聯(lián)程度等因素，對乳液的穩(wěn)定性及聚醚的物性都有較大的影響?！　?2.3.2.1 低聚物多元醇及異氰酸酯品種　　有關(guān)低聚物多元醇及異氰酸酯品種對水性聚氨酯膠膜物理性能的影響，遵循聚氨酯彈性體的一般原理。例如，多元醇的分子量越大，軟段含量越高，所制成水性聚氨酯的膜越軟；反之，聚醚分子量越小以及三官能團(tuán)聚醚量越多，則膠膜越硬，耐水性也較好。另外，聚酯型聚氨酯強(qiáng)度一般比聚醚型（聚氧化丙烯型）聚氨酯的強(qiáng)度高，但需要耐水解的聚酯多元醇。多元醇及異氰酸酯原料對聚氨酯物性的影響，在彈性體等章節(jié)及本章的原料部分已簡略地論述過，此處不再贅述。　　12.3.2.2 親水基團(tuán)的含量　　對于水性樹脂來說，一般是親水基團(tuán)越多，聚合物分子鏈的親水性越強(qiáng)，在水中越容易分散，粒徑越細(xì)。當(dāng)親水基團(tuán)達(dá)到一定的含量，聚合物完全溶解于水，形成水溶液?！　τ陔x子型水性聚氨酯，隨著離子基團(tuán)含量的增加，一般來說，對于乳液的性質(zhì)具有以下影響：乳液的平均粒徑變小，乳滾的電位增加，乳液穩(wěn)定性增加，甚至形成水溶液；在乳液微粒表面的電荷增多，對水中的反離子的吸附力也增強(qiáng)，形成的擴(kuò)散雙電層的排斥力增大，使得乳液的黏度增加；成膜后的耐水性降低，甚至能溶于水?！　》粗?，若在聚氨酯分子鏈中引入的離子基團(tuán)不足，則乳化困難，乳化所得的顆粒粒徑較大，容易沉淀，即貯存穩(wěn)定性差?！　『铣伤跃郯滨?，對于離子基團(tuán)或其他親水性基團(tuán)（鏈段），一般應(yīng)遵循以下原則：在能乳化成粒徑微細(xì)而均勻的穩(wěn)定乳液的前提下，應(yīng)控制親水基團(tuán)的含量盡可能低。但親水基團(tuán)含量以多少為宜，沒有統(tǒng)一的結(jié)論。對于不同的原料體系、不同的乳化設(shè)備，有不同的研究結(jié)果。一般認(rèn)為固體成分中羧基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)宜在1%以上，例如1%～1.5%，但有低于該范圍而得到穩(wěn)定乳液的例子?！　?2.3.2.3 中和程度　　對于陰離子型或陽離子型水性聚氨酯，一般采用含羧基二羥基化合物、N-甲基二乙醇胺等所謂的親水性擴(kuò)鏈劑。使用這些擴(kuò)鏈劑制得的預(yù)聚體并不具有親水性，未被中和成鹽的基團(tuán)親水性較弱，預(yù)聚體不易分散。聚氨酯分子鏈上的羧基在堿的中和下，才能變成親水性良好的羧酸鹽基團(tuán)（-COO- M+）；叔氨基在被酸中和（或與硫酸二甲酯、鹵代烴等反應(yīng)）成季銨鹽離子才具有較強(qiáng)的親水性?！　∪粢氲聂然?，則可中和部分的羧基。若中和度過高，會產(chǎn)生過分的親水性，并且乳液黏度增大。特別是若用氫氧化鈉中和羧基，由于成膜時鈉離子殘留，對膜的性能不利。中和度可在60%～100%之間。若加入過量的中和劑，則有一定程度的增稠效應(yīng)?！　?2.3.2.4 三官能度原料的用量　　為了改善水性聚氨酯成膜后的耐水性，在聚氨酯預(yù)聚體的合成中可采用少量低聚物三醇或三官能度交聯(lián)劑原料，制得低度交聯(lián)水性聚氨酯。如果低聚物三元醇或交聯(lián)劑的用量太大，則導(dǎo)致預(yù)聚體體系黏度過高，水中分散困難，粒徑粗大，甚至乳化時引起凝膠。　　三官能度原料對水性聚氨酯膠膜物性的影響，與一般彈性體聚氨酯一樣，交聯(lián)度的增加，在一定限度內(nèi)可使得膠膜硬度、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度增加，伸長率下降。　　……

編輯推薦

《聚氨酯樹脂及其應(yīng)用》作為國家“十二五”重點(diǎn)圖書《合成樹脂及應(yīng)用叢書》的一個分冊，該書是化學(xué)工業(yè)出版社2002版《聚氨酯及應(yīng)用》的更新，上一版銷售12000冊。作者不變、內(nèi)容更新，希望再次引起大家的關(guān)注。

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