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学院派案例:全水体系硬质阻燃聚氨酯制备与性能

学院派案例:全水体系硬质阻燃聚氨酯制备与性能 鑫悦晟华
2017-07-04
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导读:全水发泡技术是PURF发泡过程中ODP值为零的工艺技术之一, 它利用水和异氰酸酯反应生成的CO2作发泡剂, 以替代氯氟烃类发泡剂。


两个人在森林里,遇到了一只大老虎。A 就赶紧从背后取下一双更轻便的运动鞋换上。B 急死了,骂道:“你干嘛呢,再换鞋也跑不过老虎啊!”A 说:“我只要跑得比你快就好了。”

二十一世纪,没有危机感是最大的危机。当更多的老虎来临时,我们有没有准备好自己的跑鞋?


2017.7.4星期二 农历六月十一 丁酉年 丙午月 壬辰


学院派案例:全水体系硬质阻燃聚氨酯制备与性能

聚氨酯硬质泡沫(PURF)塑料是一种性能优越的高分子合成材料, 它既可作为绝热保温材料, 又可作为结构承重材料, 广泛应用于建筑、交通运输、冰箱、冰柜、石油化工管道、航空等领域。

全水发泡技术是PURF发泡过程中ODP值为零的工艺技术之一, 它利用水和异氰酸酯反应生成的CO2作发泡剂, 以替代氯氟烃类发泡剂。

异氰酸酯指数的确定

异氰酸酯指数(R值)对制备聚氨酯泡沫性能是十分重要的参数, 直接影响到泡沫的密度、力学性能、粘接强度、尺寸稳定性等。


由表3可知, 随着R值增加, 泡沫密度增大, 压缩强度和尺寸稳定性提高。当R值低于1.1时, 体系中的羟基没有完全反应, 泡沫的交链密度不够, 强度下降, 泡沫的尺寸稳定性较差, 这是由于在全水发泡聚氨酯硬泡体系中, 水作为化学发泡剂与异氰酸酯反应生成脲键及异氰脲酸酯键, 而消耗了部分异氰酸酯;当R值在1.1 ~ 1.3时, 泡沫在90℃下放置48 h, 尺寸基本保持不变, 因为芳香异氰酸酯分子中含有刚性结构的苯环以及反应生成的氨基甲酸酯、脲及缩二脲等基团组成的“硬链段”, 故强度较高。在一定范围内, R值越高, 刚性结构的硬链锻的交联密度越大, 泡沫分子的内聚力也越强, 所得的泡沫具有良好的压缩强度及尺寸稳定性。但当R值为1.4时, 虽然泡沫尺寸稳定性较好, 但是泡沫交链密度太大, 泡沫极脆, 粘结性能较差, 增加泡沫的生产成本。因此, R值应该控制在1.1 ~ 1.2之间。


催化剂的选择


水发泡剂用量对PURF性能的影响

聚氨酯硬泡的阻燃性能

结论

(1)聚酯多元醇能够改善全水发泡的PURF孔结构, 降低泡沫的吸水率, 但是, 较多聚酯多元醇会降低泡沫的压缩强度, 尺寸稳定性。

(2)异氰酸酯指数在1.1 ~ 1.3, 泡沫的压缩强度、尺寸稳定性等较好。

(3)水的用量不宜过高, 当水用量超过5份时,泡孔结构不均匀, 孔径增大, 压缩性能急剧下降, 吸水率急剧增加, 尺寸稳定性降低。

(4)添加型阻燃剂TCPP可改善泡沫的阻燃性,但影响材料的泡体结构、压缩强度和尺寸稳定性。


案例分析:请根据经验,评估学院派全水体系在实际应用中可借鉴处。

                     请列出全水硬质聚氨酯体系的优缺点

                     请列举全水硬质聚氨酯体系目前可应用的领域


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