聚氨酯生产研究现状和发展趋势
时间:2017-03-01 22:00 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 聚氨酯弹性体通常由聚醚/聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂制得。聚醚/聚酯多元醇主要有聚四亚甲基已二酸酯二醇、聚ε一已内酯二醇、聚优尔亚甲基碳酸酯二醇、聚氧化丙烯醚二醇、四氢呋喃均聚醚二醇等。二异氰酸酯类有二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基一双(4-环已基异氰酸酯)、对苯基二异氰酸酯、1, 5-二萘二异氰酸酯、对苯基二甲基二异氰酸酯等。扩链剂一般选择1, 4-丁二醇、1, 4一环已烷二甲醇、对苯基二甲基二醇等。其合成可以采用本体聚合或者溶液聚合的方式进行合成[6]。本体聚合适合大规模生产，产品质量稳定，但是设备投资高、操作复杂；溶液聚合易控制、产品性能优异，但是对溶剂要求严格，需要防止溶剂挥发及处理和回收。工业上通常采用双螺杆连续反应和挤出设备生产出各种牌号的颗粒产品，市场上销售的品种按其结构分为两大类，一是以美国固特里奇公司生产的Estane为代表，是没有交联键的完全热塑性聚合物，其颗粒贮存稳定性好，成型时也十分稳定、固化后机械性能优异，但是软制品压缩永久变形比较大，耐化学药品性稍差；二是以美国Mobay公司的产品Texin为代表，成型后生成少量的交联键，其颗粒中存在少量的异氰酸基，因此运输贮存避免接触水分，其压缩变形小，耐化学药品性比较好。另外也有相对产品采用注射成型的加工工艺制备。6204 本文采取一步法制备TPU弹性体。一步法是将多元醇，二异氰酸酯和扩链剂3种原料同时按照一定配比进行混合制得弹性体的方法。一步法制备TPU的操作比较简单，耗能比预聚体法低，但所制得的TPU弹性体性能不如预聚体法所制得的弹性体性能好。这是因为刚性链断和柔性链段分布不均匀，在形态学上微相分离不够理想，导致TPU弹性体的性能下降。 聚氨酯弹性体全球消费量逐年快速上升，2000年全球消费量为12万吨左右，2003年全球消费量增加到19万吨左右，国外权威机构预测未来几年内全球将保持7%~8%的速度增长，其中汽车业和制鞋业是聚氨酯弹性体主要消费市场，也是消费增长最快的两大领域。国际上聚氨酯弹性体主要生产厂家为：美国固特里奇公司、Mobay公司、陶氏化学、亨斯曼公司、德国拜耳公司、日本的旭硝子公司、协和发酵、NOK公司等。其中拜耳公司和亨斯曼公司以制鞋料为主，而陶氏化学、旭硝子公司、NOK和协和发酵则以汽车机械部件为主。目前这些主要生产公司不断推出新品种向周围领域扩张。 由于聚氨酯弹性体生产过程不需要硫化反应，可以缩短生产周期，边角料和废弃的聚氨酯弹性体可以回收加工利用， 同时还可以与其他热塑性塑料如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)等共混以改善物性、加工性能及降低成本。加上我国目前已成为世界制鞋业生产基地，以及近年来国内汽车工业的迅猛发展， 因此我国成为亚洲聚氨酯弹性体主要消费国。最早我国由山西太原化工研究所成功开发出聚氨酯弹性体产品并有商品问世，随后天津、江苏、福建、浙江等地引进了多套聚氨酯弹性体生产线，主要以进口聚四亚甲基醚二醇来生产聚氨酯弹性体，生产密封垫、密封橡胶等。另外国内多条聚氨酯弹性体生产线正在建设投产或计划建设之中，2003年国内聚氨酯弹性体的生产能力约为1.3万吨，随着我国上海漕泾、宁波大榭岛等大型聚氨酯生产基地即将建成，也必将推动我国聚氨酯弹性体生产与发展[7]。 聚氨酯弹性体既有橡胶的高弹性又具有塑料刚性，而且加工方式多种多样，决定了聚氨酯弹性体具有十分广泛的应用领域。 汽车工业，聚氨酯弹性体用于生产导向套、轴封、轴承、变速杆连接护套、垫圈、垫片、密封垫、门窗封条、液压管、椅背拉手等。如图1所示，为液压管与导向管的实物图。以玻璃纤文增强的可提高刚性和冲击性的增强型聚氨酯弹性体，可以制作汽车保险杠等大型部件。特别是在聚氨酯弹性体中加入反应性成分，在热塑成型之后通过“熟成”而形成不完全IPN(聚氨酯一丙烯酸酯互穿网络聚合物)，大大增加了聚氨酯弹性体的物理机械性能，此外聚氨酯弹性体/PC共混型合金等都大大提高了汽车保险杠的安全性能。 (责任编辑：qin) |