聚氨酯生产工艺

聚氨酯生产工艺流程之五兆芳芳创作

摘要：

聚氨酯(Po1yurethane, PU)的成长.1937，德国Bayer分解第一种聚氨酯热塑性塑料Durthane U40年代，制得了分解纤维贝纶U(Perlon U).50年代，得到聚氨酯弹性体、弹性纤维和泡沫塑料.60年代，聚氨酯涂料和粘合剂等开始应用.我国聚氨酯产业起始于20世纪50年代末，1959年上海市轻产业研究所开始聚氨酯泡沫塑料的研究.

聚氨酯是综合性能优秀的分解树脂之一.由于其分解单体品种多、反响条件温和、专一、可控、配方调整余地大及其高份子资料的微不雅结构特点，可普遍用于人造革、涂料、黏合剂、泡沫塑料、分解纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行以及高新技巧领域必不成少的资料之一，其自己已经组成了一个多品种、多系列的资料家族，形成了完整的聚氨酯产业体系，这是其它树脂所不具备的.

关头词：原料规格、分解工艺、反响速率影响因素、蒸汽汽提反响单元论述

一、原料规格

聚氨酯树脂主要的原料是含异氰酸酯基（NCO）的多异氰酸酯(isocyanate)和含活跃氢的聚醚(ployether ployol )与聚酯多元醇(polyester ployol).将以上两种基来源根底料进行化学改性，这种改性的多元醇中间体，可制成具有特殊工艺和特殊物理性能的聚氨酯树脂，从而增加聚氨酯品种与应用领域.除以上原料外，聚氨酯树脂产品普遍采取催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过聚氨酯树脂生产工艺、下降成本，延长使用寿命，增加品种等.

一、 结构特点

在份子结构中含有异氰酸酯基团(－N＝C＝O）的化合物，均称为异氰酸酯（isocyanate）,其结构通式如下：

R－（NCO）n

式中R为烷基、芳基、脂环基等；n＝1、2、3….整数.在聚氨酯资料分解中，主要使用n≥2的异氰酸酯化合物.

二、异氰酸酯的分类

（1）异氰酸酯基团数量

（2）异氰酸酯结构

（3）通用型有机异氰酸酯（TDI，MDI）

（4）是否黄变

1、非黄变型异氰酸酯

a.亚甲基型（XDI，TMXDI）

b.脂肪族和脂环族（HDI，TMHDI，HTDI）

2、黄变型异氰酸酯

芬芳族异氰酸酯(TDI、MDI、PAPI)

二、分解工艺

三、反响速率影响因

催化剂的作用

在聚氨酯蓬勃成长的进程中，催化剂的作用功不成没.按照聚氨酯制品生产和用途的差别，选择使用催化剂的三种功效：

1、促进链增长反响

使液态的中、小份子量的化学原料．通过催化剂作用、使其迅速反响，份子链快速增长、形成高份子量的聚合物资料.

2、促进反响体系中某些特定的化学反响的反响速度.

如在聚氨酯泡沫体的分解中，促进-NCO与H2O的反响速度，使之快速反响产生大量二氧化碳气体；促进－NCO与多元醇端羟基间的反响，使之迅速生成氨基甲酸酯基团，份子链迅速增加，加快资料的凝胶速度.

3、调节反响速度

在聚氨酯分解的诸多庞杂反响中，通过使用不合类型的催化剂，调节诸多竞争反响历程战争衡，促进设计的主反响的反响速度，减缓或抑制副反响的产生和进行，借助催化剂的功效，取得最佳份子结构的设计目的.

催化剂分类

（一）、OH和NCO比值 当OH和NCO比值越接近1：1的时候，反响速率越快.在NCO：OH大于或小于1：1时，反响速率减缓.在OH：NCO＞1：1时，会提高制品硬度、热稳定性、弹性、机械强度等物性，却下降伸长率、拉伸强度，并且影响一些液体聚氨酯制品储存期.在OH：NCO＜1：1时，会提高制品柔软手感、伸长率和剥离强度，却会下降硬度、耐磨等一些物性. 此外，异氰酸酯和羟基化合物反响活性还受到各自份子结构的影响.各类羟基化合物反响活性为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基. (二）、原料酸碱值 对聚氨酯反响来说，原料的酸碱值会影响到与异氰酸酯的反响性.就聚醚多元醇和聚酯多元醇原料而言而言，酸值是残留的端羧基的量，它与异氰酸酯反响生成酰胺并释放二氧化碳，不但会造成链的终止，还容易形成气泡.酸同时对反响催化产生不良的作用，并且下降制品的耐水解性能.公道的保持反响体系呈弱碱性，有利于反响的顺利进行.太高的碱值，会造成反响速率欠好控制，严重影响生产进行和产品质量.（三）、催化剂 就同品种催化剂而言，添加公道的催化剂用量，有利于控制公道的反响速率.催化剂过量，也会牺牲制品品质，某些有机锡类催化剂会影响制品耐水解性能.（四）、水分 虽然良多聚氨酯配方有添加水分，但代表水分就是聚氨酯生产应该必须使用的原料.但对于聚氨酯反响来说，反响体系中混杂物水分含量是必须严格控制的.因为随着水的用量增多，反响速率会增加.特别是在催化剂存在下，异氰酸酯与水的反响可加快进行.水与异氰酸酯反响活性尽管比伯羟基低，却与仲羟基相当.在聚氨酯泡沫塑料以外的聚氨酯制品生产中，水完全是必须严格控制的，因为水与异氰酸酯反响，会生成不稳定的氨基甲酸，易再分化成二氧化碳和胺.另外在预聚体中，水分还会下降预聚体中NCO的含量.（五）、

官能团 官能团越大，反响速率越快，同时物料粘度越高.（六）、份子量 在官能团等条件相同的情况下，份子量越小，反响活性越高.（七）、二醇与二胺 二醇与二胺反响速率相差很大，二醇活性比二胺低良多.尤其是脂肪族伯胺与异氰酸酯反响的活性特别快，一般很难控制，所以经常使用活性比较低的芬芳族二胺.（八）、温度 一般来说，反响温度越高，反响速率越高.但实际中，聚氨酯反响温度控制在60-100℃之间.因为超出130℃，特别是线性份子链反响易出现不良问题，产生支化和交联，并影响份子间的规整性.低于60℃，反响速率很慢，倒霉反响进行.（九）、其他 溶剂极性越大，影响反响速率越慢，反之越快；固含量越低，反响速率越小，反之越快；物料粘度越高，反响速率越慢；搅拌速度快，反响快；硬度（模量）越高，反响速率越快；

四、蒸汽汽提反响单元论述

汽提法 让废水与水蒸汽直接接触，使废水中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中去，从而达到从废水中别离污染物的目的. 汽提法的基来源根底理与吹脱法相同，只是所使用的介质不合，汽提是借助于水蒸汽介质来实现的.

汽提法别离污染物的工艺视污染物的性质而异，一般可归结为以下两种： 1、 复杂蒸馏 对于与水互溶的挥发性物质，利用其在气——液平衡条件下，在气相中的浓度大于在液相中的浓度这一特性.通过蒸汽直接加热，使其在沸点（水与挥发物两沸点之间的某一温度）下，按一定比例富集于气相. 2 、蒸汽蒸馏 对于与水互不相溶或几近不溶的挥发性污染物.利用混杂液的沸点低于两组分沸点这一特性，可将高沸点挥发物在较低温度下加以别离脱除.