应用化工毕业论文 聚氨酯的合成及其应用发展.doc

专科生毕业设计论文题目聚氨酯的合成及其应用发展学生姓名系别化学化工系专业年级级应用化工技术专业指导教师年月日中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文摘要聚氨酯树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物聚氨酯是一种高分子材料其主要特征是分子链中含有多个重复的氨基甲酸酯基团既有橡胶的弹性又有塑料的强度和优异的加工性能因其具有橡胶和塑料的双重优点可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体由于其有其它材料无法比拟的优异特点从上世纪年代后期开始聚氨酯逐渐实现了规模化生产从上世纪年代开始聚氨酯开始在全世界高速发展已经成为继聚乙烯聚氯乙稀聚丙烯聚苯乙烯之后的第五大塑料目前其年产量已经超过万吨列全球塑料行业的第六位关键词聚氨酯弹性强度第五大塑料中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文目录第一章绪论概述聚氨酯的发展历史聚氨酯的发展现状第二章聚氨酯的工业合成水性聚氨酯的合成方法外乳化法自乳化法第三章聚氨酯的性能及其改进聚氨酯的性能水性聚氨酯性能改进内交联改性水性外交联改性丙烯酸和环氧树脂的改性第四章聚氨酯的应用聚氨酯在建材方面的应用聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能聚氨酯涂料包括溶剂聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆聚氨酯在家电中的应用聚氨酯在交通方面的应用制革制鞋纺织品中的应用普通合成革用纤维海岛超细纤维新型纤维水性涂层剂的应用重要的聚氨酯产品中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文聚氨酯弹性体改性聚氨酯弹性体聚氨酯轮胎第五章聚氨酯的发展前景仿木家具聚氨酯行业新亮点聚氨酯超细纤维超真皮革普通革医用聚氨酯材料性能优异聚氨酯灌浆材料起步慢发展快电脑表面涂装小应用大市场聚氨酯油墨涉足较晚推广尚早结语参考文献致谢中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文第一章绪论概述聚氨酯树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物聚氨酯是一种高分子材料其主要特征是分子链中含有多个重复的氨基甲酸酯基团既有橡胶的弹性又有塑料的强度和优异的加工性能因其具有橡胶和塑料的双重优点可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类泡沫制品有软质硬质半硬质泡沫非泡沫制品包括涂料胶粘剂合成革弹性体和弹性纤维氨纶等聚氨酯材料性能优异用途广泛制品种类多其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛目前世界聚氨酯每年的总需求量为多万吨其中美国约万吨欧洲约万吨亚太地区约万吨其中弹性聚氨酯泡沫占聚氨酯需求量其余为硬性聚氨酯泡沫占涂料占弹性体占年我国对聚氨酯制品的总需求约万吨而国内聚氨酯品生产总量为万万吨远远满足不了国内迅猛增加的需求我国聚氨酯工业具有巨大的发展潜力聚氨酯的发展历史聚氨酯树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物聚氨酯弹性体通常为型结构由软段和硬段以嵌段接枝或互穿网络的方式组成其最基本的单元为聚氨基甲酸酯由于其综合性能出众在很多领域都有重要的应用聚氨酯的综合性能主要表现在其兼有从橡胶到塑料的许多宝贵特点如硬度范围宽强度高耐磨耐油耐臭氧性能优良且具有良好的吸振抗辐射和耐透气性能具有高拉伸强度和断裂伸长率良好的耐磨损性抗挠曲性耐溶剂性而且容易成型加工并具有性能可控的优点所以在很多的领域都有着不可替代的应用年德国教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化台物进行加聚反应可制得聚氨酯并以此为基础进入工业化应用英美等国年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于年相继开始工业化日本年从德国公司及美国公司引进聚氨酯工业化生产技术世纪年代末我国聚氨酯工业开始起步近多年发展较快中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文聚氨酯的发展现状聚氨酯的隔热隔音和弹性是所有合成材料中最优异的其它材料无法比拟同时其耐磨性耐油性和耐水性都极为优异物性范围宽可加工性好可以根据不同物性要求灵活设计出各种高分子结构而且还可以现场加工成型聚氨酯品种众多性能变化无穷是一种多用途产品聚氨酯可以从中间分为原料和下游制品两部分用于合成聚氨酯的原料主要是异氰酸酯和多元醇其中异氰酸酯有多种还有等等其中最主要的是和这两种的用量占总用量的以上多元醇也有多种聚酯多元醇聚合物多元醇聚己内酯多元醇等通过不同的原料配比分子设计可以生产不同性能不同状况的聚氨酯制品如软质硬质半硬质泡沫塑料弹性体涂料合成革纤维胶粘剂透湿防水材料弹性铺装材料运动设备鞋底材料医疗器械材料等等聚氨酯材料给人类生活带来了便利和舒服中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文第二章聚氨酯的工业合成世纪年代德国实验室用二异氰酸酯及多元醇为原料制得了硬质泡沫塑料等聚氨酯样品美国于年起开展了硬质聚氨酯泡沫塑料的研究产品用于飞机夹心板材部件年公司报道了聚酯型软质聚氯酯泡沫塑料中试研究成果年又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料技术并开发了相应的生产设备年采用蒸汽压较低的多异氰酸酯制备硬质聚氨酯泡沫塑料提高了硬质制品的性能和减少了施工时的毒性并应用于现场喷涂工艺使硬质泡沫塑料的应用范围进一步扩大由于价格较低的聚醚多元醇在年代的大量生产以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发聚氨酯软泡获得应用年代中期冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发年代在高活性聚醚多元醇的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫年代开发了聚氨酯软泡的平顶发泡工艺垂直发泡工艺使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟后来随着各种新型聚醚多元醇及匀泡剂的开发还开发了各种模塑聚氨酯泡沫塑料水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成过程主要为由低聚物多元醇扩链剂二异氰酸酯形成中高相对分子质量的预聚体中和后预聚体在水中乳化形成分散液各种方法在于扩链过程的不同外乳化法该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法它是年美国公司发明的其制备工艺是在有机溶剂中用两官能团的多元醇与过量的二异氰酸酯反应合成了带有封端的预聚体再加入适当的乳化剂经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链但因该方法存在乳化剂用量大反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差胶层物理机械性能不佳等缺点目前生产基本不用该方法自乳化法自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基使自身分散形成乳液根据亲水基团的类型用该法制得的水性可分为阴离子型阳离子型两性型和非离子型种其中以阴离子型占主导地位其制备方法主要分为丙酮法预聚物混和法热熔法酮亚胺酮连氮法其共同特点是首先制备相对分子质量适中端基为或封闭中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文预聚体区别主要在扩链过程中目前工业生产主要采用丙酮法和预聚物混和法其合成工艺如下丙酮法先制得含端基的高粘度预聚体再加入丙酮以降低粘度然后用亲水单体扩链在高速搅拌下加入水中通过强力剪切作用使之分散在水中乳化后减压蒸馏回收溶剂即可制得水分散体系清华大学胡飞等将聚乙二醇二羟甲基丙酸和少量的甲基吡咯烷酮加入装有滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中搅拌溶解后加入和催化剂升温至反应加入适量的丙烯酸羟丙酯继续反应降温至加入丙酮稀释以三乙胺中和后加水分散蒸出丙酮后得固体含量为左右的水性端烯基聚氨酯该方法合成的水性具有优良的硬度防雾性能和抗冲击强度华南理工大学陈焕钦等将亚甲基二苯基二异氰酸酯和甲乙酮在氮气的保护下加入带有搅拌器温度计的四口烧瓶中然后在缓慢搅拌下加入聚丙烯二醇混和物在下反应直至达到理论值用二丁胺滴定端预聚体用二羟甲基丙酸和丁二醇在下扩链直至在谱图中峰消失含量可以通过和的相对量控制最后溶液的固体分别通过加入适量的调节为质量分数然后用中和将混和物在下反应得到阴离子聚氨酯的甲乙酮再在搅拌速率为下将去离子水慢慢加入预聚体中取样测定粘度为时用旋转蒸发器除去甲乙酮得到固含量为的水性分散体该方法主要在于对含量的控制实验表明当含有每和的值为时得到的阴离子聚氨酯能形成稳定的分散体该方法制备的水性产品质量和生产的重复性好用丙酮法制备水性它重复性好乳液粒径易控制是目前使用最多的方法之一但该方法要耗费大量的有机溶剂且难以回收工艺复杂成本高预聚物混和法该方法是先制备带亲水基团并含端基的预聚物然后分散在水中制成水分散体德国公司的一项专利里报道将丙氧基化烯丁二醇与亚硫酸氢钠的加成物于加入到聚乙二醇酯二醇中混和物均匀加入反应至含量为得到含磺酸钠基团的聚氨酯预聚体将该预中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文聚体在浓度为的乙二胺基异磺酸钠水溶液中乳化得到固含量为粘度为的聚氨酯乳液陕西科技大学卿宁等将聚酯二醇或四氢呋喃加入反应器混和于一定温度下反应至含量达理论值在反应器中加入聚酯二醇或聚四氢呋喃于一定温度反应至含量达理论值向两种预聚体分别同时加入中和成盐充分中和后同时倒入去离子水的罐中高速剪切分散然后迅速加入扩链剂乙二胺的水溶液形成了核壳结构的预聚体同步的在水中扩链使相对分子质量进一步提高使核和壳两组分之间的物理缠绕得到加强并最终形成水性核壳交联型聚氨酯该方法形成的水性具有较高强度的耐磨耐水耐热抗老化性能而且施工安全方便综上所述采用预聚物混和法制备的水性聚氨酯其工艺相比丙酮法简单是无须使用有机溶剂使成本降低但产品质量不如丙酮法融熔分散法这是一种不需溶剂的制备方法先制成含亲水基团封端预聚物与尿素反应生成亲水性的缩二脲预聚物分散在水中与甲醛反应进行扩链或交联但分散过程需特别大功率搅拌器缩聚反应温度高生成的水分散体为支链结构相对分子质量较低酮亚胺酮连氮法该方法使用封闭型二元胺酮亚胺或酮连氮作为潜扩链剂加到亲水性能封端预聚物中二者不会发生作用当水分散该混合物时由于酮亚胺的水解速度比与水的反应速度快释放出二元胺与预聚物反应生成扩链的聚氨酯脲该法制备的涂膜较好德国公司以的商品名出售除了以上提到的方法还有其他方法例如一种制备水性聚氨酯的方法是用含氨基甲酸酯的不饱和物与丙烯酸酯甲基丙烯酸酯或其他不饱和单体进行自由基聚合该反应不是利用氨基甲酸酯或脲基团进行反应而是聚合形成键利用自身的亲水性制得水性聚氨酯中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文第三章聚氨酯的性能及其改进聚氨酯的性能主链含重复结构单元的一类聚合物英文缩写由异氰酸酯单体与羟基化合物聚合而成由于含强极性的氨基甲酸酯基不溶于非极性基团具有良好的耐油性韧性耐磨性耐老化性和粘合性用不同原料可制得适应较宽温度范围的材料包括弹性体热塑性树脂和热固性树脂高温下不耐水解亦不耐碱性介质聚氨酯和其他高分子材料一样其性能受多方面因素的影响主链分子结构的基本构成分子量分子间的作用力结晶倾向支化和交联以及取代基的性能位置和体积大小所以由不同的原材料制得的聚氨酯在性能上存在着一定的差异选用不同的扩链剂和交联方法对性能都将产生不同程度的影响采用低分子二胺做扩链剂在基体内生成强极性耐水解的脲基使得制品表现出优良的抗拉伸强度和抗撕裂强度但扯断伸长率和耐候性却比较差而二醇扩链剂则能同时赋予优良的耐候抗拉伸和抗撕裂性能在工业生产过程中催化剂的选用对产品的性能也存在着重要的影响常用的催化剂有两类叔胺类和有机锡类不同类型的催化剂在反应过程中所起到的作用存在着差异叔胺类催化剂主要催化水与异氰酸酯的反应有机锡类化合物主要对醇与异氰酸酯的反应起作用而对水的催化作用较小在工业中由于用水做发泡剂用所以经常同时选用叔胺和有机锡类作为混合催化体系水性聚氨酯性能改进传统方法制备的水性结构中有等亲水基团这些基团的存在使水性产品耐水性耐溶剂性耐热性等性能降低为了弥补传统方法的不足研究人员进行了很多改性工作由于物理共混方法改性对材料性能改良的局限性人们越来越多地采用化学改性的方法秦玉军等以端羟基液体聚丁二烯嘞氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷异氟二酮二异氰酸酯为原料制备预聚体利用多元胺为固化剂合成一系列氨基硅油改性的聚氨酯通过对材料的力学性能动态力学性能表面水接触角和对材料进行的表面分析表明型聚氨酯具有优良的力学性能改性后的聚氨酯硅氧烷在表面富集具有较低的表面张力而其力学性能受影响较小中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文等共同研究了由聚乙二醇聚氧化丙稀醚二元醇和聚四氢呋喃二元醇的两重或三重嵌段的水性聚氨酯的性能结果表明含有嵌段的聚氨酯拉伸强度和断裂伸长率最优而含有嵌段的水性聚氨酯分散性最好聚氨酯基体由能提供质子的硬链段和能接受质子的软链段组成所以基体中形成的氢键力比较大其氢键的形成与破坏直接影响着的微相分离对其性能产生着不可忽略的影响当微观相分离材料与血液接触时立即就会吸附血浆蛋白但这种血浆蛋白的吸附是受材料表面微相结构所控制的根据表面亲水性程度的不同不同微区会选择吸附不同蛋白这种特定的蛋白质吸附层不会激活血小板表面的糖蛋白血小板的异体识别能力就体现不出来从而抑制或阻止了凝血的发生并且由于软硬链段的不相容性所以两者的性质以及在基体材料中所占的比例也会严重的影响着材料的性能等人研究了聚氨酯中软链锻聚环氧乙烷含量的变化与其水蒸汽透过率呈现出型变化内交联改性水性该方法主要是在合成水性时引入三维结构如华南理工大学的修玉英和深圳职业技术学院的张武英将计量好的甲苯二异氰酸酯和聚醚多元醇装在反应器中在反应滴加溶有适量二羟甲基丙基丙酸的二甲基二吡咯烷酮控温在反应左右得到预聚体再向预聚体加入三乙胺和去离子水高速搅拌后加入乙二胺和适量的交联剂二乙烯三胺扩散分散得到微呈蓝色光的乳液该方法制备的水性常温下可储存而且膜强度大吸水率下降性能大为改善等人将含链节及阴离子的端基预聚体乳化在水中再加入少量平均官能度的多元胺交联已乳化的预聚体微粒得到粒径细小稳定及值不太敏感的交联型乳液该方法生产交链型性状如表表交链型性状固含量粘度值冻融稳定性高温储存个循环综表所述可以看出内交联改性很大程度上提高了水性的稳定性和膜的强度但由于引入了三维结构而很易导致凝胶的发生故存在其局限性中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文外交联改性该方法也就是通常合成双组分水性华南理工大学周新华以缩二脲为固化剂合成了双组分水性主要原料有甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸羟己酯丙烯酸丁酯丙烯酸丙二醇甲醚醋酸酯二叔戊基过氧化物二叔丁基过氧化物二甲基己醇胺正十二硫醇缩二脲合成原理是将部分溶剂投入装有搅拌器冷凝管的四口瓶中用加热套升温至然后将引发溶剂溶液丙烯酸酯类单体和链转移剂的混和液装入恒压漏斗在同时滴入四口瓶滴加完毕后补加少量引发剂并保持温随后降温至用二甲基己醇胺进行中和保持后边加水边减压蒸出部分溶剂得固体含量为的羟基丙烯酸树脂将羟基丙烯酸树脂和缩二脲按一加入烧杯搅拌均匀后加入定量的水调整到合适的施工粘度继续搅拌即得双组分水性聚氨酯乳液该方法操作简单能利用现有的固化剂直接使用产品性能好具有广泛的应用前景丙烯酸和环氧树脂的改性该方法采用丙烯酸酯环氧树脂对水性进行改性合肥工业大学武胜利等采用丙酸酯环氧树脂对水性进行改性并比较了两者优缺点其合成工艺为的合成将聚醚在条件下脱水后降温至反应然后加入扩链剂和亲水单体继续反应后加入在条件下反应后降温至加入并高速搅拌后加入去离子水分散的固体质量分数为的乳液取部分乳液加入少量去离子水稀释后加入丙烯酸乙酯在条件下慢速搅后开始缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯和引发剂同时通氮气保护反应后结束制得固体分质量分数为的丙烯酸改性水性聚氨酯乳液的合成把脱水处理的加入到三口烧瓶中再加入计量好的在下反应然后加扩链剂和亲水单体继续反应后加入环氧树脂在条件下反应后降温至同时加入保持后加去离子水分散制得固体分质量分数为的环氧树脂改性聚氨酯乳液改性前后水性性能比较如表和表中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文表改性前后水性乳液性质比较乳液乳液乳液乳液外观淡蓝透明乳白灰白淡蓝乳白乳液稳定性无沉淀无沉淀有少量沉淀有少量沉淀凝固成块沉淀凝固成块沉淀稳定性稳定性好稳定性好稳定性较好稳定性较好稳定性较差稳定性较差表改性前后水性涂膜耐水和耐溶剂性能比较乳液乳液乳液吸水率完全溶解部分溶解浸泡后颜色变化发白微白微白不变不变耐溶剂性次从表和表可以分析得知利用环氧树脂和丙烯酸酯改性的水性综合性能得到明显提高尤其是在涂膜的耐水性和耐溶剂性方面中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文第四章聚氨酯的应用聚氨酯的隔热隔音和弹性是所有合成材料中最优异的其它材料无法比拟同时其耐磨性耐油性和耐水性都极为优异物性范围宽可加工性好可以根据不同物性要求灵活设计出各种高分子结构而且还可以现场加工成型聚氨酯品种众多性能变化无穷是一种多用途产品聚氨酯可以从中间分为原料和下游制品两部分用于合成聚氨酯的原料主要是异氰酸酯和多元醇其中异氰酸酯有多种还有等等其中最主要的是和这两种的用量占总用量的以上多元醇也有多种聚酯多元醇聚合物多元醇聚己内酯多元醇等通过不同的原料配比分子设计可以生产不同性能不同状况的聚氨酯制品如软质硬质半硬质泡沫塑料弹性体涂料合成革纤维胶粘剂透湿防水材料弹性铺装材料运动设备鞋底材料医疗器械材料等等聚氨酯材料给人类生活带来了便利和舒服聚氨酯在建材方面的应用聚氨酯是一种重要的建筑材料国外建筑的保温和防水都是以聚氨酯为主的包括屋顶墙体内外保温窗户的密封保温等等同时聚氨酯胶粘剂是替代脲醛胶生产无醛板材的最优材料聚氨酯板材从年开始在我国的工业建筑上广泛使用但在民用建筑上的使用才刚刚开始中国发展节能经济环保经济聚氨酯材料将可大显身手聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能虽然聚氨酯硬泡是聚合物但它是热固性材料在燃烧中呈现惰性不会产生熔融的燃烧性火焰滴落物而是将形成一个焦化的保护层这一特性有效抑制了熔融导致火势蔓延的危险同时聚氨酯硬泡能够抵抗飞溅的火星和辐射热它还可以阻止氧气进入板材或墙体保温层内部与泡沫塑料芯材接触因而不会引起芯材的直接燃烧能够保证建筑的完整性同时通过调整配方聚氨酯硬泡材料完全可以满足建筑保温材料较高的防火性能要求中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文聚苯乙烯泡沫或是热塑性材料在火灾发生时会首先软化变形然后伴随着燃烧熔化收缩并会有灼热的液体滴落或流淌燃烧到一定程度后整个保温结构系统将会倒塌聚氨酯涂料包括溶剂我国聚氨酯涂料是从年代中期发展起来的现年产量已达万吨其产量占涂料总比例的目前国内主要生产非反应型聚氨酯醇酸漆等涂料而反应型涂料产量较低今后应加快反应型涂料的研制与开发使我国聚氨酯涂料更合理地发展年我国聚氨酯涂料年表观消费量为万万吨而目前国内的年需求量已接近万万吨上海翔雄科技公司开发了一种水性聚氨酯树脂该产品具有优越的不变黄性耐水性适合于各种纤维加工各种水性树脂可与之以任意比例稀释而相容可用于涂花印花用浆料可添加于水性涂料防止涂层的开裂增加光泽及润滑感用于真皮和革的光亮剂防雨布伞面的涂层等聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆随着人们对生活质量的要求愈来愈高房屋装饰己日渐普及对聚氨酯漆的需求正迅猛增加聚氨酯在家电中的应用各种家用电器的保温普遍采用聚氨酯硬泡保温层如冰箱消毒碗柜太阳能热水器等冰箱在开始生产的初期采用过玻璃棉聚苯等材料但保温效果太差质量很低目前全世界的冰箱冰柜都采用聚氨酯保温材料质量比以前大幅提高耗能也大幅降低年聚氨醋在家具上的消费量是百万磅比年报道的百万磅增长了软泡在家庭家具中的应用最大为商用家具在家具工业用软泡的比例是在这一方面增长缓慢的现象与家具销售调查还表明软泡在家具中每年的增长率为这一调查是由聚氨醋工业联盟美国塑料委员会发起由执行聚氨酯在交通方面的应用各种交通工具的座椅车体隔热层仪表盘内饰件油漆以及一些配件据了解越高档的汽车其聚氨酯的用量越多普通轿车的用量在公斤左右高档车则都在公斤以上中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文制革制鞋聚氨酯合成革是人工皮革的主流产品而且随着制革技术的进步高档聚氨酯合成革的性能已经超越了真皮聚氨酯鞋底材料以其轻质耐磨耐油美观舒适成为目前世界上普遍推崇的鞋底材料纺织品中的应用聚氨酯弹性纤维也就是俗称的莱卡氨纶含量排在第三位之后是日本而经济相对比较落后的南美非洲和中东排在最后普通合成革用纤维纤维主要用于制造构成革体骨架的非织造布如涤纶和锦纶纤维有时为达到综合性能要求同时使用几种纤维无论选用何种纤维都要求其化学结构稳定在有机溶剂中不溶胀更不能溶解短纤维长度一般为纤度一般低于旦聚酯纤维又称涤纶强度高模量大稳定性好干湿态下机械性能没有大的差异应用范围很广适合耐用型和用即弃型等加工工艺聚酰胺纤维又称锦纶特点是强度高耐磨性好弹性回复性好主要用于体育用品革鞋材抛光材料等高强耐磨高蓬松性产品海岛超细纤维海岛超细纤维也称基质原纤型纤维岛相组分为原纤结构海相组分为连续结构海岛纤维通常采用溶出法进行开纤因此海相组分多选用易被溶出处理的聚合物如聚苯乙烯低密度聚乙烯聚乙烯醇等常用的减量技术是苯减量和碱减量海岛型超细纤维在合成革应用上分两大类定岛型和不定岛型国内常用的定岛海岛纤维有两种前者具有成本低色牢度好和磨绒性好等优点多用于制作高档家具用革但减量和工艺重复性的控制难度较大后者纤维手感柔软有弹性多用于高档运动鞋和休闲鞋鞋革国内现在发展较多的是型不定岛海岛纤维是聚合物共混纺丝制得国内主要是型纤维中岛的大小数量分布及其长度都存在随机性溶剂萃取海相组分后纤维呈束状线密度在旦海岛超细纤维具有以下几个方面的特点单丝线密度小比表面积大中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文覆盖性蓬松性保暖性好具有显著的防水性透气性和高吸附性弯曲刚度小织物手感柔软色泽柔在触感和舒适性方面具有明显的优势定岛型和不定岛型海岛纤维各有优势不定岛海岛纤维在运动鞋劳动保护体育用品等使用广泛定岛型海岛纤维在服装绒面汽车革装饰革等方面有优势近几年发展都非常迅速共同支撑国内高档人工革市场新型纤维采用功能化纤维如抗菌调温抗紫外线阻燃异形截面纤维及表面改性纤维可以改善合成革产品的卫生性能抗寒保暖性透气性和耐磨性等高功能纤维一般都是通过高分子化合物改性特殊异形截面化超细纤维化混纤化等手段制造而成在合成革应用上主要应发展以水溶性易降解切片做海结构的纤维减少溶剂减量另外还有超细纤维如聚乙烯聚对苯二甲酸丙二醇酯等玻璃纤维涂层织物广泛使用橡胶类树脂类的聚合物材料作为涂层剂根据涂层剂的不同种类可制得性能各异的涂层制品可广泛用于建筑船舶航空电子汽车等领域根据实际应用中对涂层织物的要求可选择的涂层剂有溶剂型水溶型无溶剂型其中使用最多的是溶剂型溶剂型涂层剂的溶剂用量较大在涂层织物的加工过程中会产生大量有机挥发性气体给涂布加工企业增加了昂贵的环保成本否则会对员工的身体健康造成威胁作为玻纤涂层织物领域加工企业摒弃高污染高能耗型加工方式寻求环保型涂层剂势在必行无溶剂型水溶型聚合物涂层剂等的研究开发刻不容缓聚氨酯涂层材料在性能上有其独特之处其主要具有耐磨耐溶剂耐低温以下防水透湿具有优异弹性和柔软手感等特点国际上有人把新产品称为年代织物整理史上的一次伟大革命对我国来说发展涂层制品更可以改变产品的传统格局和结构是国内发展涂层的重点之一水性涂层剂的应用水性涂层剂包括水溶液分散液和乳液三种水性分散态以水为介质体系中不含或含极少量的有机溶剂它们三者之间的差别在于大分子粒子在水中的分散形态的不同但并没有不可逾越的界限例如在用自乳化法制备离子型水性时通过扩链剂类型结构及用量制备方法和聚合物分子量的不中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文同来改变分子的骨架结构可以制得从乳液到水溶性的多种水性产品为了能得到稳定的水性树脂且能使其涂层的性能接近溶剂型树脂需要对亲水性基团含量异氰酸酯含量交联剂用量等因数对乳液及其涂层性能的影响进行评价重要的聚氨酯产品聚氨酯弹性体在聚氨醋工业中弹性体是专指介于橡胶与塑料之间的一类材料按加工方式可分为浇注型热塑型和混炼型三类聚氨醋弹性体浇注型弹性性的产量约占总量的一半以上热塑型弹性体的产量逐年增加现已占有总量的左右混炼型弹性体仅占总量的以下其余是微孔弹性体及弹性纤维也称氨纶由于聚氨酷弹性体加工方式的多样性和化学合成工艺的灵活性通过选择不同类别的聚合物多元醇二异氰酸醋扩链剂再在一定范围内调整其配方就可以制得在结构和性能上各具特色的各种牌号的制品据报道世纪初全球聚氨酷弹性体的产量将突破万大关年全球聚氨醋弹性体的消费量将超过万年平均增长率为左右以亚太地区来看尽管前几年经济不景气但聚氨醋弹性体的年增率仍然超过世界其他地区的增长速度预计自一年间消费量的增长率大约为年消费量超过万欧洲消费量的增长稍慢一些平均年增长率但该地区仍将主宰这个行业到年总消费量将达成万美国的消费量比亚太地区高改性聚氨酯弹性体以亚苯基二异氰酸醋为基础的聚氨醋弹性体具有优良的动态机械性能尤其可贵的是在较高的温度下仍能保持这种优良性能美国杜邦公司已将该产品商品化商品名为该产品的许多重要性能甚至优于为基的与此同时公司开发了的预聚物以其制得的具有优良的综合性能从而使浇注型聚氨酯弹性体的性能达到了一个新的水平当前我们所合成的预聚体中都含有质量分数左右未参与反应的游离这部分游离挥发性较大在生产过程中对操作人员毒害很大另外在制备弹性体制品时游离的会与扩链剂迅速反应致使反应物初期粘度明显升高直接影响到预聚体的使用和制品的性能降低预聚体中游离的途径中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文主要是控制物料配比反应温度加料方式及制备工艺间苯二酚双轻乙基醚用作弹性体的扩链剂能最大限度维持弹性体的持久性可塑性而同时把收缩性限制到最小弹性与它的异构体对苯二酚双一一经基醚都具有芳香族扩大链剂的优点且不污染环境但当使用温度稍微下降时有迅速结晶的趋势因而限制了它的应用在常温下为白色或米色粉末或结晶熔点当用代替作扩链时弹性体的耐热性能提高为降低加工温度并延长操作有效时间与可在任何温度下混合使用混用的结果对改善弹性体的机械性能也有利聚氨酯轮胎去年底美国固特异轮胎橡胶公司与艾美莱泰公司签订了一项合作协议旨在共同开发可以替代橡胶轮胎的新型聚氨酩轮胎多年来开发出可以替代橡胶轮胎的聚氨醋轮胎一直是世界轮胎业界梦寐以求的愿望因为与普通橡胶轮胎相比聚氨酷轮胎的生产工艺要简单快捷得多项目建设投资也少得多从世纪年代起即有不少轮胎制造商注资进行这方面的研究但遗憾的是迄今为止聚氨醋轮胎在温滑抓着性能使用寿命或性能方面都不尽人意无法与传统的橡胶轮胎媲美艾美莱泰公司是一家成立于年的技术开发公司该公司在研制聚氨醋轮胎方面作了不少努力取得了可喜的成绩但也为此承受了多达万元的财务亏损据称该公司已以研制出了一种新的胶料试验数据显示用这种胶料生产出的聚氨醋轮胎的安全性能和使用性能可以达到或超过橡胶轮胎通过进一步的研究还有望使胎面的耐磨性轮胎的磨损均匀性以及轮胎滚动阻力等指标获得进一步改善据固特异公司称真正实现聚氨醋轮胎的商业化生产可能还需要几年的努力但通过持续的开发研究聚氨醋轮胎的前景无疑是美好的中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文第五章聚氨酯的发展前景上世纪年代我国为了军事应用开始在全国各地的化工研究所进行聚氨酯产品的研究和开发但由于主要原料生产一直没有得到突破所以最终没有实现工业化生产到年烟台万华的前身从日本引进一套年产万吨的异氰酸酯生产线从而实现了我国的工业化生产成为中国第一个聚氨酯生产基地后改制成为烟台万华聚氨酯股份公司随后我国又先后引进四条异氰酸酯生产线根据中国聚氨酯工业协会的调研和分析年年间中国聚氨酯消费量一直在高速增长年均年增长率在以上年聚氨酯消耗量已经达到万吨比年增长了倍中国已经被公认为全球聚氨酯市场最活跃的地区被业内称为全球聚氨酯市场的发动机与国外发达国家对比目前我国的聚氨酯人均消费量还很低仍有很大的发展潜力世界平均聚氨酯人均消耗量为公斤北美为公斤最多其次是欧洲公斤日本为我国的人均消耗量为公斤低于世界平均水平仅为北美的是欧洲和日本的和所以以世界工厂的地位与国际水平相比我国的聚氨酯消费市场还有很大的提升空间与国外聚氨酯应用领域相比我国聚氨酯市场也有巨大的发展潜力如建筑和汽车行业是国外聚氨酯应用的两大主要市场而我国聚氨酯在着两个领域的应用还处于发展初期如根据调研机构的分析建材和汽车在全球聚氨酯应用领域中分别占据了和的市场份额而我国则都不足我国的聚氨酯应用主要集中在了自己的传统优势行业如冰箱冰柜集装箱皮革制鞋纺织随着国家建筑节能和环保政策的推动聚氨酯在建筑领域的市场也将迎来高速成长的机会同时据该机构预计全球聚氨酯建筑材料的份额仍将提升到年将达到聚氨酯总量的仿木家具聚氨酯行业新亮点仿木家具在聚氨酯行业也不算是个新名词但随着近两年出口数量的增加也越来越受到人们的关注仿木家具是通过注塑机向模具注射材料待凝固定形后取出进行后期涂装工艺等加工产品具有密度小质量轻中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文尺寸稳定性好不易变形等特性可配合内埋木棒及铁条来做家具的结构性支撑部件仿木家具利用模型的方法模制出各种复杂的结构及雕刻图案可刨可钉可锯有合成木材的美称当然除了良好的模塑性能外仿木家具相对于传统木质家具来说其价格更具优势并且随着天然木材的紧缺环保意识的增加仿木家具在欧美等发达地区越来越受到欢迎目前在国内生产仿木家具的企业比较少其中稍具规模的就更少大部分都集中在华东华南沿海地区并且他们生产的产品全部用于出口所以仿木家具在国内市场具有巨大的发展空间聚氨酯超细纤维超真皮革普通革目前江苏双象集团投资亿元的超细纤超真皮革项目在无锡正式投产这标志着我国拥有自主知识产权的超细纤维技术达到国际领先水平超细纤维超真皮革究竟是物它的应用前景又如何为此我们请教了相关专家据专家介绍超细纤维是在年前由日本专家用复合纺丝技术研制成功的开发超细纤维超真皮革一直是国际纺织界的热点课题超细纤维的制作过程是将皮革基布经过特殊处理形成像真皮的背面一样然后在基布表面涂上皮层形成一种类似于真皮的合成革而一般的合成皮基布是无纺布没有真皮感它具有极其优异的耐磨性能优异的耐寒透气耐老化性能医用聚氨酯材料性能优异随着原油价格的上涨市场竞争压力的增加很多聚氨酯企业都开始试图转型从事生产新型聚氨酯产品而在聚氨酯的下游产品中有一块一直都只有少数企业涉及那就是医用聚氨酯材料我国自年起就开始研制医用聚氨酯材料包括胶粘剂热塑性弹性体等这些材料大部分应用于医用聚氨酯矫形固定绷带人工心脏导管心脏起搏机血液过滤器人工肾中空纤维透析器等医疗用具在国外聚氨酯材料用于生产医疗设备已经非常普及而在国内这一市场还未被真正开发那么聚氨酯材料用于医疗设备具有哪些优势呢根据专家的介绍我们了解到医用聚氨酯材料有良好的粘结性韧性耐溶剂性无毒性与人体的相容性好并能根据要求生产出透明的产品等等这些优势保证了使用聚氨酯产品无中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文论是生产体内或体外的医疗用具都能使其发挥出良好的性能聚氨酯灌浆材料起步慢发展快我国自年开始研发化学灌浆材料虽说起步较晚但发展速度飞快并拥有自己的独创多年来化学灌浆从无到有从小到大发展起来已成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分在化学灌浆材料开发中的一些独创品种就包括弹性聚氨酯甲氰凝和环氧聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯等互穿网络灌浆材料聚氨酯化学灌浆材料主要应用于建筑公路铁路隧道桥梁等诸多基础建设领域其市场也被不断开发在上海地铁号线塌方冒水事故中仅止水一项用聚氨酯浆材就达吨据年沿海八城市家企业的销售粗略统计聚氨酯的用量达吨年但这只是少数城市中的不完全统计可见聚氨酯灌浆材料的市场还是不小的电脑表面涂装小应用大市场随着科技的发展电脑正以惊人的速度发展而电脑机箱及其它外部设备的表面涂装也已形成了一个不小的专业性市场电脑的机箱一般采用的材料为冷轧钢板面板一般采用塑胶相对应的电脑的表面涂装一般很少用粉未涂料涂装而自干交联型和烘干交联型涂料都有一定的应用市场紫外线固化及电子束固化型涂料也已开始有探索性试用可以想象聚氨酯材料在未来电脑表面涂装领域的发展速度会随着电脑被越来越广泛的应用而提升聚氨酯油墨涉足较晚推广尚早目前我国包装行业大部分使用以氯化聚丙烯为主的苯溶性复合油墨易污染环境对食品容易形成潜在隐患随着国内环保意识的加强及卫生安全法规的健全我国软包装用油墨产品正朝着环保卫生方向迅速发展聚氨酯油墨所占的比重一年比一年大聚氨酯油墨具有高光泽良好的耐性如耐温耐油耐弱酸碱性环保性适用性广等特点近几年来发展速度较快使用量不断上升在应用方面中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文聚氨酯油墨可以用于各类食品药品日用品等软包装产品的印刷并且可以针对后加工工艺的要求选择不同性能的聚氨酯油墨在国外特别是在欧共体等凹印油墨市场中氯丙型油墨处于淘汰的行列中聚氨酯油墨却很普及国内市场上聚氨酯油墨的使用量占整个油墨行业的其中大部分的使用在高档产品的包装印刷上而中低端产品的包装印刷仍旧使用氯丙型油墨因此如果能够在技术及价格方面作进一步的改进我国的聚氨酯油墨将会有着极大的发展空间中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文结语聚氨酯弹性体通常为型结构由软段和硬段以嵌段接枝或互穿网络的方式组成其最基本的单元为聚氨基甲酸酯由于其综合性能出众在很多领域都有重要的应用聚氨酯的综合性能主要表现在其兼有从橡胶到塑料的许多宝贵特点如硬度范围宽强度高耐磨耐油耐臭氧性能优良且具有良好的吸振抗辐射和耐透气性能具有高拉伸强度和断裂伸长率良好的耐磨损性抗挠曲性耐溶剂性而且容易成型加工并具有性能可控的优点所以在很多的领域都有着不可替代的应用聚氨酯合成及应用发展的方向主要是天然皮革的外观优美性及品位的再现化高耐久性防污性抗菌性等功能性的强化追求天然皮革所没有的感性及功能提高通气性透湿性轻量化弹性等的穿着用舒适性能生态学的应用非溶剂系加工脱除有害物质再生化生物降解性加强相关纤维与化学品的研制刻不容缓尤其是在基础研究方面的高性能纤和水性方面环保高效是合成革功能性助剂发展的方向清洁生产和技术创新是合成革行业健康发展的保证中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文参考文献任瑞周聚氨酯应用现状和前景展望烟台万华集团王洛礼高分子科学技术发展简史北京高等教育出版社胡飞唐黎明紫外光固化水性聚氨酯涂料研究化学世界吕维忠涂伟萍杨卓如等聚氨酯分散体的合成研究合成材料与老化冯海波卿宁核壳交联结构水性聚氨酯的合成研究皮革化工张武英修玉英水性聚氨酯及改性研究广东化工周新华涂伟萍夏正斌等以缩二脲为固化剂的双组分水性聚氨酯研究涂料工业王平华伍胜利刘春华水性聚氨酯的改性研究聚氨酯工业王锐高组成比组分构成共混纤维分散相的控制纺织学报陈鹏等交联剂对水性双组分聚氨酯漆性能的影响涂料工业朱吕民聚氨酯合成材料南京江苏科学技术出版社赵瑞时热塑性聚氨酯的最新动向世界橡胶工业谢富春等防水透气聚氨酯薄膜及涂层的研究和应用化学推进剂与高分子材料中国石油大学胜利学院专科毕业设计论文致谢在毕业论文即将付梓之即心中感慨颇多回首大学三年有成功的喜悦也有失败的沮丧还有奋进时的踌躇满志一路走来庆幸有诸多师长亲人朋友同学的帮助和鼓励希望在此之际表示我深深的感恩之情我要感谢我的指导老师老师印老师我对我的论文提出了很多宝贵的意见使我的论文工作有了目标和方向在此表示衷心的感谢三年时光转瞬即逝然而这段短暂时光的点点滴滴都将是我生命中的美好回忆因而在今后新的征程中无论面临多大的困难我也将怀抱着感激怀抱着情谊怀抱着责任怀抱着期望和梦想坚定自信地走下去最后感谢所有关心我帮助过我的老师同学和朋友