毕业设计（论文）网状聚氨酯软泡的研制.doc

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1、本 科 毕 业 论 文题目网状聚氨酯软泡的研制作 者： 专 业： 高分子材料与工程 指导教师： 完成日期： 2010.05.15 原 创 性 声 明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解xx大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）学生签名： 指

2、导教师签名： 日期： xx大学毕业设计（论文）立题卡课题名称网状聚氨酯软泡的研制出题人课题表述（简述课题的背景、目的、意义、主要内容、完成课题的条件、成果形式等）网状聚氨酯泡沫材料是经特殊加工工艺对普通开孔聚氨酯软质泡沫进行网化而成。网化后的泡沫去除了原有的窗膜,只剩下开孔的筋络“骨架”结构。该类材料不仅具有聚氨酯软泡原有的柔顺性、可塑性,较高的抗拉和抗撕裂强度,还将材料的孔隙率提高到97%以上,使材料具有比表面积大、流体通过阻力小等优异特点。网状聚氨酯泡沫可追溯到二十世,是由美国的Scott Paper最先研制成功,并立即被应用为燃油箱的防爆层。目前网状聚氨酯泡沫已成为泡沫体系中极为重要的一

3、部分,其应用领域和发展前景越来越广阔。本课题主要研究其最佳的配方和制备工艺，并采用爆炸法制造网状聚氨酯软泡。课题来源科研课题类别毕业论文该课题对学生的要求 高分子材料专业本科生，掌握一定的化学以及高分子专业的基础理论知识，具备一定的动手能力。教研室意见 教研室主任签名：_ _年_月_日学院意见同意立题（）不同意立题（） 教学院长签名：_ _年_月_日注：1、此表一式三份，学院、教研室、学生档案各一份。 2、课题来源是指：1.科研，2.社会生产实际，3. 其他。3、课题类别是指：1.毕业论文，2.毕业设计。4、教研室意见：在组织专业指导委员会审核后，就该课题的工作量大小，难易程度及是否符合专业培

4、养目标和要求等内容提出具体的意见和建议。5、学院可根据专业特点，可对该表格进行适当的修改。 毕 业 论 文 任 务 书题目：网状聚氨酯软泡的研制学 生 姓 名 学 院 化学化工 专 业 高分子材料与工程 班 级 高061 学 号 起 讫 日 期 2009年 12月2010年5月 指导教师 职称 发任务书日期 2009 年 12月15日课题的内容和要求（研究内容、研究目标和解决的关键问题） 研究内容:（1）网状聚氨酯软泡的合成 （2）配方影响因素 （3）工艺条件的影响研究目标: 在制备软质聚氨酯泡沫塑料时考虑好各方面的影响因素，配方计算准确，取料准确，设备工作正常。 采用适当的网化方法使网化效果

5、及成本最佳。解决的关键问题：探究制备网状聚氨酯的最佳配方及网化方式，使材料的综合性能达到最佳值。 课题的研究方法和技术路线研究方法: 按照实验预定方案，将原料、催化剂加入进行反应，得到聚氨酯，再对聚氨酯进行网化并测试性能。本实验中用万能材料实验机测定试样的拉伸强度，压缩强度，弯曲强度，测定试样的密度。 技术路线: 仪器烘干 催化剂处理 搭装置 加料开始实验 冷却 过滤洗涤 蒸馏 烘干 测试 计算产率基础条件 江苏绿源新材料有限公司1超声清洗机型号:KQ-250B，昆山市超声仪器有限公司。用于弱超声分散实验。2旋转粘度计型号：NDJ-1，上海天平厂3电子万能材料试验机，等。型号:AG-101TA

6、，日本岛津。RPUF的压缩性能测试。压缩强度参照GB/T 8813-88，压缩速度为2mm/min，压缩模量取应力-应变曲线在直线段的斜率. 参 考 文 献1李俊贤.塑料工业手册一聚氨酯M .化学工业出版社：1999，252李绍雄.聚氨酯树脂M .江苏科学技术出版：1993，12143李国忠，于衍真等.高分子材料科学与工程M .中国石化出版社，1992：1281304吴一鸣，张庆伟等.聚氨酯工业M.化学工业出版社，1994，54565Cotgreave T. Shortall J B.Failure Mechanisms in Reinforeed Rigid PolyUrethane Foa

7、mJ.Cell Plast, 1997,13(4) :40446Cotgreave T.Shortall J B.The Fracture Toughness of Reinforced PolyurethaneFoamJ.Materials Science,1978,13(4) :22307邱清华，贾德民.聚合物表面/界面表征技术进展.分子材料科学与工程M，辽宁化工出版社，1999，3336本课题必须完成的任务1合成聚氨酯泡沫2 聚氨酯的网化3对产品进行检测4计算产率成果形式论文进度计划起讫日期工作内容备 注12月15日1月15日查阅资料开题1月26日2月5日查阅资料，完成开题报告4月5日4

8、月15日在不同实验条件下合成网状聚氨酯4月16日5月15日样品检测产品、计算4月16日5月25日整理以上相关的内容进行，写成论文教研室审核意见 教研室主任签名： _年_月_日学院意见 教学院长签名： _ _年_月_日注：此表为参考表格，学院可根据专业特点，对该表格进行适当的修改。xx大学本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名学 号专业高分子材料与工程课题名称网状聚氨酯软泡的研制阅读文献情 况国内文献10篇 篇开题日期2009年12月15日国外文献5篇 篇开题地点绿源新材料公司一文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）1.聚氨酯概述聚氨酯又称聚氨基甲

9、酸酯（PU）。凡是在高分子主链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团的高分子化合物通称为聚氨酯。这是一类分子结构中含有NHCOO单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下： 20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了PU。在1950年前后，PU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系PU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，PU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。聚氨酯(PU)是世界六大发

10、展的合成材料之一，就其应用广度而言，它已跃为诸种合成材料的首位。它具有优良的物理力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能。聚氨酯可以说是目前节能改造和建筑保温方面最好的材料，硬质聚氨酯塑料具有质量轻、导热系数低、耐热性好、耐老化、容易与其他材料粘结、燃烧不产生溶滴等优异性能。聚氨酯硬质泡沫塑料生产反应过程中不产生副产物。因而体积收缩较小，胶层固化后产生的内应力也比较小。因而被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。聚氨酯各项性能指标都优于传统的XPS、EPS外保温系统。 聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制

11、成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。 2.聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫塑料在合成过程中伴有复杂的化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素非常多。其中不仅涉及异氰酸酯，多元醇与水之间的化学反应，而且也涉及到起泡的胶体化学。泡沫体系的化学反应包括有扩链，起泡与交联等过程。这些反应与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有关

12、系。通常聚氨酯泡沫塑料是通过在液态聚合物中引入气相，然后经加热或化学方法固化来得到。发泡过程分成3个阶段:首先是液态聚合物内小泡的成核;然后是气泡长大到预定的体积;最后是保持泡体结构的稳定性。最初成核的气泡是球形泡，它随着发泡剂所产生的气体的扩散面快速长大。聚氨酯泡沫塑料又分为软质聚氨酯泡沫塑料和硬质聚氨酯泡沫塑料。软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定负荷作用下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后恢复到初始状态的泡沫塑料。它是一种优良的绝热材料和结构材料，在聚氨酯中的消费

13、量仅次于软质聚氨酯泡沫塑料。2.1聚氨酯硬泡聚氨酯硬泡的化学制造，基本上与软泡的化学原理一样，唯一不同的是异氰酸酯化合物与聚醚等含活泼氢化合物的支化度比较多，形成的聚氨酯化合物的交联密度大，各交联点之间的分子量（M c ）比较小。高官能度化合物的官能度大于2，就形成交联的聚合物，诸如平均官能度2.6 的粗MDI与三官能度的甘油聚醚醇反应，形成了交联的体型结构聚氨酯。聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡；按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡；按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。聚氨酯硬泡品种有很多，大致可分为：后发泡倍率最小的硬泡，具CO2吸附的

14、硬泡，开孔硬泡，低温尺寸稳定性优良的硬泡，水乳液为发泡剂合成的硬泡等。 聚氨酯硬泡主要用途有以下方面：（1）食品等行业冷冻冷藏设备：如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料。（2）工业设备保温：如储罐、管道等。（3）建筑材料：在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大。（4）交通运输业：如汽车顶篷、内饰件等。（5）仿木材：高密度（密度300700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密

15、坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。（6）灌封材料，等等。本论文所要进行的是聚氨酯软泡的研究3聚氨酯软泡1.概述聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。按软硬程度，即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、慢回弹软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡

16、，块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品。2.生产软质聚氨酯泡沫塑料的生产方法有一步法和预聚物法两种，本论文主要研究一步法生产工艺。（1）一步法 是目前制备软质泡沫塑料最广泛的一种方法，其工艺是将所有原料如聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂等一次混合发泡的方法。在合成过程中物料发生聚氨酯链增长、发泡、交联、固化等反应，完成泡沫的生产。其特点是工艺过程少，物料粘度低，有利于混合输送，节省能源，生产效率高。主要应用于块状发泡、模塑发泡、喷涂发泡等。（2）预聚物法 这是一种比较老的生产方法，也叫二步法。其

17、工艺首先将甲苯二异氰酸酯和聚醚多元醇反应生成末端带异氰酯基的预聚物，然后再按比例加入催化剂、稳定剂、发泡剂等一起混合发泡，完成泡沫产生。其特点是发热量少，温升低，生产大块泡沫时内部不易出现烧心现象，泡沫稳定性好，成品率搞。不足之处是比一步法复杂，物料粘度偏高。2.1 原料选择合成聚氨酯软泡的原料分为三大类：多元醇化合物、多异氰酸酯化合物以及助剂。其中多元醇与多异氰酸酯是构成聚氨酯之主体原料，助剂是辅为聚氨酯制品之特殊性能的化合物。2.1.1 聚醚多元醇清澈透明无色液体，合成软质聚氨酯泡沫塑料的主料之一。在软泡合成中，它和异氰酸酯化学反应促使主链不断增长，并交联固化，形成泡沫体的“经络”和“骨架

18、”。软质聚氨酯泡沫塑料要求选用官能度少(23),羟值低和分子量大的聚醚多元醇，其参数要求如下：平均分子量 3000200羟 值 563mg KOH/g酸 值 0.1mg KOH/g水 分 99.5%金属离子含量 5PPM外 观 清澈透明无色2.1.2 有机异氰酸酯清澈无色液体，也是生产泡沫塑料的主要原料。最常用的是甲苯二异氰酸酯，在软泡合成中，主要使用80/20TDI,它含有两种异构体，即2，4体TDI占80%，2，6体TDI占20%，结构式是：TDI是活性化合物，这是由分子本身具有较多的不饱和基团（-N=C=O）的化学结构所决定的，这种基团除能和许多化合物尤其是聚醚多元醇进行加成反应外，还可

19、本身在加热或在催化剂作用下发生自聚及脱羰反应。正是由于TDI具有这种特性，一经与聚醚多元醇混合，即迅速和多元醇的羟基反应，生成聚氨基甲酯，促进多元醇的主链增长和交联固化，形成聚氨酯泡沫体的“经络”和“骨架”2.1.3 水在合成软质聚氨酯泡沫塑料时，水是不可缺少的。水与异氰酸酯反应生成不稳定的中间产物氨基甲酸，随即分解成胺和二氧化碳，起着链增长剂和产生气体源而造成发泡的双重作用。2.1.4 催化剂在聚氨酯软泡的生产中，催化剂的作用是非常重要的。目前使用的主要是叔胺类和有机锡类。最常用的是三乙烯二胺和辛酸亚锡。在实际生产中，合理的调整催化剂的用量，是发泡成功的关键。2.1.5 外发泡剂又称物理发泡

20、剂。常用的是低沸点氯烃类化合物，如一氯三氯甲烷（F-11）。其作用是当异氰酸酯和活性氢化合物发生反应时，放出大量热使其汽化，再生产大量气泡，一方面促使发泡，同时带走部分反应热。由于F-11污染环境，常用二氯甲烷替代，但要适当改变配比。如果泡体内部不发黄、焦化，不是特轻密度的软泡，亦可适当加大水点，合理调整用料达到不使用外发泡剂的目的。2.1.6 泡沫稳定剂有机硅泡沫稳定剂是最重要的稳定剂。主要结构是氧化烯烃-聚硅氧烷的相嵌共聚物。作用是降低泡沫体系的表面张力，有利于气体均匀分散，软质泡沫塑料对稳定剂的依赖性较大，是发泡中的关键组份之一，当体系处于低粘度阶段时，它使孔壁稳定；当气孔生长到适于开孔

21、的厚度时，为最后开孔创造条件。它的用量一般在1%左右，对泡体的质量起着重大作用。用量不合理，会产生闲孔、裂缝或塌泡现象。2.1.7 其他 阻燃剂、填充剂、抗氧剂、着色剂等。可根据实际需要，确定添加与否。 2.2 工艺流程 法发泡工艺有连续发泡和间歇式（即箱式）发泡之分。前者设备投资大、自动化程度高、产量高，适用于密度较大，批量大的软泡生产；后者设备投资较少，但劳动强度大，适用密度范围广，批量灵活，原料利用率较前者低。 箱式发泡的全过程大致是：聚醚多元醇在高速搅拌下单独掺气3050秒呈乳白状；水、胺催化剂、硅油混合后加入聚醚多元醇内再搅拌30秒；锡催化剂添加剂同时加入上述混合料再继续搅拌20秒；

22、TDI最后加入迅即搅拌35秒，即全部完成了原料的混合，模内发白时间约为46秒，发泡时间4080秒，自行熟化2小时，24小时可裁切，室温（2025度）放置7天制品可达预计强度。3.配方调整在实际生产中，当原料和环境温度等发生变化时应对原来正常使用的配方做适当调整。在软泡发泡中，关键是要保持两个主反应之间的平衡。在主料和水的用量确定之后，只要是调整催化剂和泡沫稳定剂。生产中锡催化剂用量是否适中，一个简单的测试方法是：通过海绵底皮来判断，正常的底皮撕下薄如纸，如果底皮极厚，说明锡的用量太少；反之，如果底皮很薄、很软，或有剥落的现象，泡孔的气没有排除，即说明锡催化剂的用量太多，会使整个海绵收缩。4.泡

23、体缺陷处理办法 （1）破裂 a.TDI指数太低，增加至108110；b.锡催化剂用量太少，增加1020；c.搅拌速度太快，减低10； d.搅拌速度太慢，加速或延长搅拌时间 （2）水平劈裂 a.如闭孔，减少硅油； b.如开放泡孔，增加锡量。 （3）垂直劈裂 水量太多，增加TDI用量或减水，使TDI指数调整至108110. （4）侧部劈裂 增加锡用量，清理模具。 （5）中心松散或倒塌 水量太多。增加TDI用量或减水。 （6）有骨 胺量少，增加胺催化剂量 （7）脱皮 胺少，增加胺用量。延长脱模时间。 （8）闭孔 压缩时有响声，胺少，增加胺量10左右。 （9）底部空化 减少锡催化剂用量 （10）底部有

24、大孔 增加TDI用量 (11) 底部有小孔 增加锡催化剂用量 (12) 中心有小孔 增加锡催化剂用量5. 网化处理化学法试验中，采用碱液浸泡网化处理法，根据需要可配入一些调节剂。这有助于加快浸泡溶膜的速度。在相同温度条件下，没加调节剂的需浸泡约1012小时才有脱膜现象，而加入调节剂后，脱膜时间可减少到56小时。但如在配有调节剂的碱液中浸泡时间过长，易造成整个制品的物性下降，使泡沫成为废品。开孔型软泡网化处理较容易。通过上述方法制得的网状聚氨醋泡沫，其网络明显，孔均，孔数为78孔/2.scm到20孔/2.sem。物理法1.热空气法Donald J提出了一种快速升温设备。即用一大一小两个连通的容器

25、，大容器上安装有活塞，将泡沫放在小容器中。快速推动活塞，将大容器中的气体压缩到小容器中，使气体温度迅速上升，使瞬时温度超过泡沫熔点，从而将泡壁融化形成网状泡沫。工艺条件如下，由聚己二酸新戊二醇醋与少量氧化丙烯聚醚混合，可制成开孔聚氨泡沫体。采用连续滚动热空气网化设备，热空气温度为400，线速度超过lm/s，制得100孔/25mm，密度为2lb/ineh3的网状泡沫。2.蒸汽水解法蒸汽水解法是采用开孔聚醚型聚氨醋泡沫以水湿润后，置于表压为1.4kg/cm“的热压釜中以饱和蒸汽处理2h，再在105干燥3h后，即成网化泡沫。细胞膜质面经蒸汽处理可完全蒸掉，但网状泡沫体的经络及联接点要发生渗透性降解，

26、使其机械强度降低。3.燃烧法Henry CGreen则使用“燃烧法”。即将泡沫放入容器中，然后充人可燃性气体，待可燃性气体充满泡沫的气孔后点燃，将泡壁燃烧去除。“燃烧法”的主要缺点是燃烧时间无法控制，往往在去除泡壁的同时使“骨架”碳化，难以形成有用的网状泡沫。4.爆炸法经过不断尝试，目前“爆炸法”基本成为“两步法”的主流。其原理类似于燃烧法，但由于形成的瞬时温升更显著，时间更短，从而减少了对泡沫“骨架” 的损害，因而形成的网状泡沫性能最好。爆炸法是利用具有爆炸性气体产生爆炸能量及高温火焰促使开孔聚氨醋泡沫内除去泡孔膜壁，从而达到网化目的，制得网状泡沫。以上各种方法均有明显的优点和缺点，其中碱液

27、法是较可行的方法，但需严格控制网化的工艺条件，勿使泡沫发生渗透性的降解。用碱液法制得的网化泡沫的尺寸大小要受限制，耐老化性能较差。爆炸法制备的网状泡沫物理性能好，经络粗，但需特殊的没备。目前商品化生产中，以此二方法为主。今后的发展将集中于提高网化效果和生产效率，提高产品质量与性能。.参考文献1李俊贤.塑料工业手册一聚氨酯M .化学工业出版社：1999，252卢子兴，李怀样，田常津.高分子材料科学与工程M.江苏出版社：1995，82863李国忠，于衍真等.高分子材料科学与工程M.中国石化出版社：1992，1281304吴一鸣，张庆伟等.聚氨酯工业M.化学工业出版社，1994：54565李绍雄，朱

28、吕民.聚氨酯树脂M,江苏科学技术出版社,1992,1：1681706徐培林，张淑琴.聚氨酯材料手册M,化学工业出版社,1994,1：3613697TaiceshiKamiya.The Challenges Plastics of Crrowth in the 21 st CenturyJ. carbon fiber in a fluid bed reactor .1999,29:1078Gibson L J.Ashby M F.The Mechanics of three Dimensional Celluar MaterialsJ.Proe R SoeLond.1982,A382:439Cu

29、nningham A, Jeffs GMF, Rosbotham ID. Polyurethanes World Congress J.Properties toward Phenol.1987:104 四工作条件和基础本课题是续接原来的研究方向进一步进行深入开发和研究，学校的实验室基本可满足本课题所需的各种实验条件。五、进度计划起讫日期工作内容11月28日12月13日查阅资料开题1月26日2月5日查阅资料，完成开题报告3月5日4月3日在不同实验条件下合成网状聚氨酯4月5日4月15日样品检测产品、计算4月16日5月25日对以上相关的内容进行整理，写论文论文阶段完成日期文献调研完成日期09.12

30、.15论文实验完成日期10.05.10撰写论文完成日期10.05.20评议答辩完成日期10.05.28指导教师评语该生查阅了一定的中外文献，能够独立完成开题报告，文献翻译情况较好，开题报告有一定可行性，同意进入下一阶段。 导师签名： 年 月 日教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日学院意见通过开题（）开题不通过（） 教学院长签名： 年 月 日注：1、学院可根据专业特点，可对该表格进行适当的修改 毕 业 论 文题目：网状聚氨酯软泡的研制 姓 名： 指导教师： 学科专业：高分子材料与工程 2010年5月摘 要 网状聚氨酯泡沫是由聚氨酯软质泡沫经加工而成。由于其密度低，且具有开孔的泡沫结构.壁壳呈

31、立体骨架结构，因而在过滤材料、充填材料等方面得到了广泛的应用。本课题研究了异氰酸指数和催化剂对网状聚氨酯的影响。结果表明，在一定范围内，异氰酸指数的增加使材料的密度、压缩强度、拉伸强度都增大。当异氰酸指数为105时断裂伸长率最大。催化剂在聚氨酯的形成过程中起着重要作用，催化剂三乙烯二胺的增加使上升时间大幅度减少，而有机锡催化剂的增加使凝胶时间大幅降低。 本课题采用爆炸法网化聚氨酯泡沫。关键词：混合,发泡,熟化,网化处理ABSTRACTReticulated urethane foam is made from urethane foam which through reticulation.

32、Due to its low density and with the foam structure, it is widely used in filter material and filling materials. The isocyanate index and the impact of the catalyst on the reticulated polyurethane was studied. In a certain range，with the increase of isocyanate index, The density of material, compress

33、ive strength, and tensile strength all increased. When the isocyanic acid index is 105 breaks the elongation ratio to be the biggest .Catalyst in the formation process of polyurethane plays an important role. With the increase use of A33, Rise time significantly reduced. With the increase use of T-9

34、, gel time greatly reduced. The subject use explosive to made reticulated urethane foam.Key words: mixing, foaming, curing, reticulating目 录摘 要IABSTRACTII第一章 前言11.1聚氨酯概况11.1.1聚氨酯简介及其应用11.2 聚氨酯的发展现状及趋势21.3软质质聚氨酯泡沫塑料31.3.1软质聚氨酯泡沫塑料的性能特点31.3.2聚氨酯泡沫塑料的制备3第二章 实验部分42.1 实验仪器及药品42.2 基本化学反应及泡沫形成原理52.3软质聚氨酯泡沫塑

35、料网化机理52.4泡沫合成过程及样品的制备62.5实验测试阶段所用到的计算方法与公式7第三章 结果与讨论83.1 配方影响因素83.1.1多元醇种类对泡沫性能的影响83.1.2异氰酸指数对泡沫性能的影响83.1.3催化剂用量对发泡的影响103.2 不同网化方式对网状聚氨酯泡沫性能的影响113.2.1氢气和氧气扩散时间的影响12第四章 结论14参考文献15致 谢16第一章 前言1.1聚氨酯概况1.1.1聚氨酯简介及其应用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-)氨基甲酸酯基团的高分子化合物通称为聚氨酯。一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物（聚醚多

36、元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。根据所用原料官能度数目的不同，可以制成线形结构或体形结构的高分子聚合物。1由于聚合物的结构不同，性能也不一样。利用这样的性质，聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。近二十年来，聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快，特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速2。聚氨酯泡沫塑料具有优良的物理机械性能、电学性能和耐化学性能，尤其是硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率特别低，是一种优质的绝热保温保冷材料。聚氨酯泡沫塑料的密度大小及软硬程度均可以随着原料及配方的不同而改变，加上成型施工方面，使其它塑料品种无法与其相比。聚氨酯泡沫塑料又分为软质聚氨酯

37、泡沫塑料和硬质聚氨酯泡沫塑料。软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。3硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是聚氨酯材料体系中最重要的品种之一，它具有密度在大范围内可调，绝热隔音性能较佳，比模量和比强度高，有较好的化学稳定性等优点;同时合成硬质聚氨酯泡沫塑料的原料(主要指聚多元醇)结构多变，使其性能变化范围广泛，而且加工方式灵活，既可以自由发泡，又可以模塑成型，还可以现场喷涂.因此硬质聚氨酯泡沫塑料受到普遍重视而发展迅速。硬质聚氨酯泡沫塑料的用途主要分为两大类，即绝热材料和结构材料，前者的密度一般在0.1 g/cm3以下

38、，主要用于工业或家用的隔热和制冷，后者的密度一般超过0.1 g/cm3，主要用于汽车工业和建筑结构件，因为其密度小，比模量和比强度高，也为航空和航天应用领域所关注。硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定负荷作用下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后恢复到初始状态的泡沫塑料。它是一种优良的绝热材料和结构材料，在聚氨酯中的消费量仅次于软质聚氨酯泡沫塑料。长期以来，聚氨酯软泡沫塑料的应用主要作为衬垫及绝热保温材料。现在的趋向是不断扩大应用领域，在农业上用于作物栽培，代替土壤，使农业生产工厂化，改造土壤，疏松土质，吸着肥料，提高肥料的利用率；在运输业上作为车辆的安全防震缓冲材料；在三废回收治理中，作

39、为油类、农药的吸附材料，保护环境；在医药上作为包扎材料，代替石膏；以及一些国防尖端、航空宇宙飞行中的特殊材料。此外，可用作包装材料、过滤材料以及抗菌除臭泡沫等。为了建筑物的节能，建筑部已颁布节能措施，要求采用新型保温绝热材料，聚氨酯泡沫塑料夹层材料是推广应用的主要品种之一，因而将会进一步扩大聚氨酯泡沫材料的发展4。聚氨酯软泡聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料。5按软硬程度，即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡

40、、高承载软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡，块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品6。 聚氨酯软泡的主要用途包括以下几个方面7：1.垫材：如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域。2.吸音材料：开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料。3.织物复合材料：玩具，等。1.2 聚氨酯的发展现状及趋势随着我国国民经济的增长，国内近几年聚氨酯业发展也

41、经历了日新月异的变化，其规模也是举世瞩目的，尤其是汽车和电子业的飞速发展使聚氨酯应用领域也实现了更多元化的发展。近年来世界聚氨酯研究比较活跃，主要集中于原料的选择、工艺路线的优化及物性改善等方面。液晶聚氨酯是由刚性致介基因和柔性间隔基团连接而成，是一种在溶体状态下有液晶性能的聚氨酯弹性体。该材料具有良好的机械、热稳定、高弹性、高延伸性能及良好的加工性能。液晶聚氨酯弹性体的合成采取一步或二步聚会的方法加工成型，工艺多样，挤出、注射模塑、涂覆均可8。作为一个年均增长率长期高于全球经济增长率的产业，聚氨酯工业迅猛发展的势头有赖于其技术的快速发展及应用领域的不断拓展。随着聚氨酯产品大众化趋势的加剧，开

42、发新产品、拓展新用途对聚氨酯工业能否继续保持良好发展势头变得至关重要。在其他聚氨酯新技术的研发中，降低VOC和中间体游离TDI技术的研究、可降解回收的聚氨酯材料的研制、喷涂聚脲弹性体技术等也是业界关注的焦点，这些技术恰恰也是建立在保护环境、促进经济可持续发展的基础上。9而拓展聚氨酯产品新用途和新的应用领域，则是各大公司重点研究方向。1.3软质质聚氨酯泡沫塑料1.3.1软质聚氨酯泡沫塑料的性能特点软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。10 聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要

43、用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料。111.3.2聚氨酯泡沫塑料的制备发泡聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡；按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡；按成型方式可分为浇注发泡及喷涂。12聚氨酯泡沫塑料在合成过程中伴有复杂的化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素非常多。其中不仅涉及异氰酸酯，多元醇与水之间的化学反应，而且也涉及到起泡的胶体化学。泡沫体系的化学反应包括有扩链，起泡与交联等过程。这些反应与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有关系。通常聚氨酯泡沫塑料是通过在液态聚合物中引入气相，然后经