聚氨酯泡沫塑料的制備

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,聚氨酯泡沫塑料的制備,1.實驗?zāi)康?2.實驗原理,3.實驗配方組成,4.實驗儀器,5.實驗步驟,6.實驗記錄及數(shù)據(jù)處理,7.思考題,1.實驗?zāi)康?1.2 掌握制備聚氨酯泡沫塑料的反應(yīng)原理及過程。,1.2 了解各組分的作用及影響。,2.實驗原理,聚氨酯泡沫的形成是一種比任何其它聚氨酯的形成都遠(yuǎn)為復(fù)雜的過程，除在聚氨酯系統(tǒng)中的化學(xué)和物理狀態(tài)變化之外；泡沫的形成又增加了膠體系統(tǒng)的特點。要了解聚氨酯泡沫的形成，還須涉及氣體發(fā)生和分子增長的高分子化學(xué)、核晶過程和穩(wěn)定泡沫的膠體化學(xué)以及聚合體系熟化時的流變學(xué)。,聚氨

2、酯泡沫的制造分為三種：預(yù)聚體法、半預(yù)聚體法和一步法。本實驗主要采用一步法。一步法發(fā)泡即是將聚醚或聚酯多元醇、多異氰酸酯、水及其他助劑如催化劑、泡沫穩(wěn)定劑等一次加入，使鏈增長、氣體發(fā)生及交聯(lián)等反應(yīng)在短時間內(nèi)幾乎同時進(jìn)行，在物料混合均勻后，1-10秒即行發(fā)泡，0.5-3分鐘發(fā)泡完畢并得到具有較高分子量一定交聯(lián)密度的泡沫制品。,要制得泡沫孔徑均勻和性能優(yōu)異的泡沫，必須采用復(fù)合催化劑、外加發(fā)泡劑和控制合適的條件，使三種反應(yīng)得到較好的協(xié)調(diào)。在聚氨酯泡沫制備過程中主要如下反應(yīng)。,2.1 預(yù)聚體的合成,由二異氰酸酯與聚醚或聚酯多元醇反應(yīng)生成含異氰酸酯端基德聚氨酯預(yù)聚體。OCN-R-NCO+HO-R-OHOC

3、N-R-NHCOOOOCHN-R-NCO,2.2 氣泡的形成與擴(kuò)鏈,異氰酸根與水反應(yīng)生成的氨基甲酸不穩(wěn)定，分解生成胺與二氧化碳?xì)怏w在聚合物中形成氣泡，并且生成的端氨基聚合物可與異氰酸根進(jìn)一步發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)得到含脲基的聚合物。,2.3 交聯(lián)固化,異氰酸根與脲基上的活潑氫反應(yīng)使分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,聚氨酯泡沫塑料按其柔軔性可分為軟泡沫和硬泡沫，主要取決于所用的聚醚或聚酯多元醇，使用較高分子量及相應(yīng)較低羥值的線形聚醚或聚酯多元醇時，得到的產(chǎn)物交聯(lián)度較低，為軟質(zhì)泡沫；若用短鏈或支鏈較多的聚醚或聚酯多元醇時，為硬質(zhì)泡沫。根據(jù)氣孔的形狀聚氨酯泡沫可分為開孔型和閉孔型，可通過添加助劑來調(diào)節(jié)。乳化劑可

4、使水在反應(yīng)混合物中分散均勻，從而可保證發(fā)泡的均勻性；穩(wěn)定劑可防止在反應(yīng)初期泡孔結(jié)構(gòu)的破壞。,3.實驗配方組成,甲苯二異氰酸酯（TDI）,三羥基聚醚（相對分子質(zhì)量為20004000）,二月桂酸二丁基錫,1,4-二氮雜雙環(huán)2.2.2辛烷（DABCD)（三亞乙基二胺）,水,有機(jī)硅油,4.實驗儀器,燒杯,玻璃棒,紙盒（80mm80mm80mm）,臺秤,烘箱,5.實驗步驟,5.1 用稍硬的紙折成尺約為80mm80mm80mm的紙盒以作模具用。,5.2 配制溶液,(1)配制甲溶液 在25ml的燒杯中，加入0.1g二月桂酸二丁基錫和5滴水，溶解后再加入10g三羥基聚醚，作為甲溶液。,（2）配制乙溶液 在25

5、0ml燒杯中，依次加入25g三羥基聚醚，10g甲苯二異氰酸酯，5滴二月桂酸二丁基錫，攪勻，此時有反應(yīng)熱放出，此為乙溶液。,（3）甲溶液中加入約10滴有機(jī)硅油，攪勻后，將此溶液迅速倒入乙溶液中，用玻璃棒迅速攪拌，待反應(yīng)物變稠后，將其轉(zhuǎn)移到紙模具中，于溫室放置0.5h，在放入約70的烘箱中烘1h，即可得到一塊軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。,6.實驗記錄及數(shù)據(jù)處理,6.1 準(zhǔn)確記錄實訓(xùn)過程中的實訓(xùn)數(shù)據(jù)及發(fā)生的現(xiàn)象。,6.2 記錄甲、乙兩種溶液混合后產(chǎn)生的變化情況。,6.3 準(zhǔn)確計算出反應(yīng)前、后的體積變化情況。,7.思考題,7.1 寫出合成聚氨基甲酸酯的反應(yīng)方程式。,7.2 上述配方中各組分的性質(zhì)及作用是什么？,7.3 切開所制得的泡沫塑料，觀察泡孔分布的情況，試討論影響泡孔分布均勻程度的各種因素。,7.4 簡述聚氨酯泡沫塑料的結(jié)構(gòu)性能。,