—N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ （1-1）

合成聚氨酯的原料主要有：扩链剂、异氰酸酯和低聚物多元醇。

1.1.1 异氰酸酯

异氰酸酯是指所有含有异氰酸基团的各种酯的总称，按照异氰酸酯结构中包含－ NCO 基团的数量，可将其分为多异氰酸酯、二异氰酸酯（O=C=N－R－N=C=O）和 单异氰酸酯（R－N=C=O）。单异氰酸酯是有机反应过程当中的重要中间体，二异氰 酸酯和多异氰酸酯可广泛用于许多具有优良性能的高分子材料，例如聚氨酯涂料、胶 黏剂等。

二苯基甲烷二异氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate，简称 MDI）和甲苯二 异氰酸酯（Toluene Diisocyanate，简称 TDI）是当前工业产量最大、使用范围最广的 两种异氰酸酯。本实验中主要用到的是 TDI。

TDI 分子式为 C9H6N2O2，2,4-TDI 和 2,6-TDI 是它的两种最常见异构体，结构式 如图 1-1 所示，相对分子质量为 174.15。工业上使用最多的是 TDI-80（或称 TDI-80/20)，

即 2,4-TDI 和 2,6-TDI 两种异构体质量比分别为 80:20 的混合物。此外，还有纯 2,4-TDI

（又称 TDI-100）和 TDI-65 产品。结构式如图 1-1 所示。

图 1-1 TDI 的分子结构式

TDI 为无色透明液体，具有强烈刺激性气味，沸点是 251℃，比重是 1.22，不溶 于水，但是可以溶于乙酸乙酯、丙酮和甲苯等有机溶剂。TDI 遇光易变黑，因而一般 放置于阴暗处，它对人体具有强烈刺激性，持续接触可能会引起湿疹和支气管哮喘等 疾病。TDI 还容易与水、酸、碱、醇、胺等这些包含活泼氢原子的化合物来发生反应， 尤其是与氢氧化钠和叔胺发生的反应特别剧烈，并会放出大量的热。因而应在低温、 避光条件下保存，尤其应避免受潮，因其能与水反应生成二氧化碳。在室温下，TDI 发生自聚反应的速度非常小，但在催化剂存在的条件下或者当温度达到 45℃时，TDI 会自聚生成二聚物。加热能使其分解，并且释放出高毒氰化物和氮氧化物，遇火易燃

[6]。

1.1.2 低聚物多元醇

生产聚氨酯使用的多元醇平均官能度通常较低，为 2-3。相对分子质量一般为 400-6000，但我们使用较多的是相对分子质量为 1000-2000，主要有聚醚多元醇（聚 醚）、聚酯多元醇（聚酯）等，下面将简单介绍这两种多元醇。

（1）聚醚多元醇

聚醚多元醇（简称聚醚）是在催化剂的作用下，由环氧化物与起始剂等通过加聚 反应而生成的化合物。环氧化物主要有环氧丙烷（PO）、环氧丁烷（BO）等；起始剂 为包含活性氢的化合物，如多元胺、低分子量多元醇。

聚醚多元醇是指主链包含醚键(-R-O-R-)，侧基或端基含有 2 个以上羟基(-OH)的 多元醇。常见的聚醚有丙二醇聚醚（分子量为 800-2000）、三羟甲基丙烷聚醚（分子 量为 400-4000）和聚四氢呋喃聚醚（分子量为 400-4000）。在工业生产过程中，刚开

始都会添加催化剂，而催化剂显碱性，它们在一定条件下能催化异氰酸酯发生二聚反 应，影响产品的性能[7]，因而在完成熟化反应后应当除去碱性。一般情况下都是用酸

（如磷酸）来中和其中的碱性，使聚醚呈弱酸性，当然，此时并不影响聚氨酯的反应。 在制备聚氨酯过程中，对原料聚醚的要求十分严格，在使用之前需要对聚醚的水分、 羟值和酸值等指标进行检测看是否达标，同时对钠、钾离子量也要进行检测。并且， 要求聚醚的含水量低于 0.03%，否则使用时将会产生凝胶。