聚氨酯泡沫塑料成型原理

聚氨酯泡沫塑料的主要特征是具有多孔性，因而密度低、比強(qiáng)度高。根據(jù)所用原料不同和配方的變化，可制成軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料等幾種，若按所用的多元醇品種分類又可分為聚酯型、聚醚型聚氨酯泡沫塑料等;若按其發(fā)泡方法分類又有塊狀模塑和噴涂聚氨酯泡沫塑料等類型。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

在聚氨酯(PUR)泡沫塑料成型過(guò)程中，自始至終伴隨著化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理也比較復(fù)雜。下面從原料和成型原理加以敘述。

一、原料中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的主要原料是異氰酸酯和多元醇，還有其他一些助劑，下面分別敘述。

1.異氰酸酯

異氰酸酯是生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的主要原料。異氰酸酯是一類反應(yīng)活性極高的化合物，這是它本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的。它具有較多的不飽和基團(tuán)-N-C-O，除能和許多化合物進(jìn)行加成反應(yīng)外，還可以在加熱或在催化劑作用下發(fā)生自身聚合反應(yīng)。異氰酸酯種類很多，常用的是甲苯二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱TDI)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式通常使用的是這兩種異構(gòu)體的混合物，如甲苯二異氣酸酶20和65/35表示2.4和2.6兩種異構(gòu)體的比例，稱異構(gòu)比，

TDI80/20和TDI65/35。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

由于空間位阻效應(yīng)的影響，2.4-TDI的反應(yīng)活性比2.6-TD1反應(yīng)活性高，因此異構(gòu)比越高，泡沫的凝膠和發(fā)泡反應(yīng)進(jìn)行的的快，泡孔的結(jié)構(gòu)趨向閉孔;反之異構(gòu)比越低，反應(yīng)活性也低，"的結(jié)構(gòu)趨向開孔。生產(chǎn)中常采用D80/20軟質(zhì)型泡塑料，采用TDI65/35生產(chǎn)軟質(zhì)聚酯型泡沫塑料。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

2.多元醇

多元醇是生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的另一個(gè)重要原料，工業(yè)上主要使用的是聚醚多元醇和聚酯多元醇等。聚醚多元醇是以低分子多元醇為起始劑，在堿催化劑作用下由氧化烯烴開環(huán)聚合而得到的末端帶羥基的多元醇類。聚酯多元醇是由二元羧酸多元醇，經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的末端帶羥基的多元醇類。羧酸有己二酸、癸二酸和苯二甲酸等，多元醇有乙二醇、丙二醇、己三醇等。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

通常生產(chǎn)軟質(zhì)泡沫塑料的聚醚或聚酯都是線型的或稍帶支鏈的長(zhǎng)鏈分子，每個(gè)大分子帶有2~3個(gè)羥基，相對(duì)分子質(zhì)量為2000~4000。生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料的相對(duì)分子質(zhì)量較小，并且具有支鏈結(jié)構(gòu)，官能度在3~8之間。聚酯型聚氨酯泡沫塑料性能優(yōu)良，但價(jià)格較高，一般用于特殊用途。目前多采用聚醚多元醇生產(chǎn)泡沫塑料，其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、加工性能好，泡沫塑料性能良好。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn

3.催化劑

為了加快聚氨酯的生成反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)，需加入催化劑。生產(chǎn)中一般采用叔胺類化合物，如三乙胺、三亞乙基二胺等。其中叔胺催化劑對(duì)異氰酸酯-醇羥基和異氰酸酯-水反應(yīng)都有較強(qiáng)的催化作用，而錫催化劑對(duì)異氰酸酯-羥基反應(yīng)的催化作用特別明顯。兩者

4. 發(fā)泡劑

以適當(dāng)?shù)呐浔然旌?，就能有效地控制鏈增長(zhǎng)和發(fā)泡反應(yīng)平衡進(jìn)行。二氧化碳是聚氨酯泡沫塑料的主要發(fā)泡氣體，是由異氰酸酯與水反應(yīng)形成的。水加人量過(guò)多會(huì)使聚合鏈具有較多的聚脲結(jié)構(gòu)，以致泡沫塑料發(fā)脆，同時(shí)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，因泡沫塑料的熱導(dǎo)率低，熱不能很快散發(fā)出去而便泡沫塑料中心變色、燒焦;加水量過(guò)低又難以制得低密度泡沫塑料。因此，必須控制適當(dāng)?shù)乃俊Ｔ谏a(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料和低密度軟質(zhì)泡沫塑料時(shí)，為了降低密度和減少異氰酸酯的消耗，常加入氟碳化合物HFC發(fā)泡劑和二氯甲燒做發(fā)泡劑，它們?cè)诎l(fā)泡過(guò)程中吸熱而汽化，使聚合物發(fā)泡，同時(shí)降低了泡沫塑料內(nèi)部的溫度。這類發(fā)泡劑的加人使泡沫塑料具有最低的熱導(dǎo)率和較好的柔軟性。

5.表面活性劑

在聚氨酯泡沫塑料的形成過(guò)程中表面活性劑具有如下重要作用。

①乳化劑的作用，使各發(fā)泡組分混合均勻，以保證泡沫形成的各種反應(yīng)均衡進(jìn)行。

②成核作用，使氣泡在較低的氣體濃度下形成。

③降低發(fā)泡體系的表面張力，以利于氣泡的穩(wěn)定和均勻。

常用的表面活性劑有水溶性硅油、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸以及其他非離子型表面活性劑等。

此外，還可以根據(jù)泡沫塑料產(chǎn)品的需要加入阻燃劑、防老化劑、增強(qiáng)劑和著色劑等。中空板生產(chǎn)線m.qtibesel.cn