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文档简介
1、聚氨酯泡沫塑料的制备 指导老师: 姓名 班级: 学号: 汇报提纲 一、研究目的及意义 二、实验内容 三、结果讨论 四、主要结论 一、研究目的及意义 吸声性能好吸声性能好 防火、质量轻、安装简便防火、质量轻、安装简便 优良的力学性能优良的力学性能 和绝热保温性能和绝热保温性能 聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫 的优点的优点 聚氨酯泡聚氨酯泡 沫的应用沫的应用 领域领域 较好的柔软性和弹性较好的柔软性和弹性 纺织品衬垫纺织品衬垫 包装包装 家庭用品家庭用品 航空领域航空领域 聚氨酯塑料泡沫国内外发展现状聚氨酯塑料泡沫国内外发展现状 国外发展现状 (1)2000年世界聚氨酯产品总产量约为1000万t,2005
2、年约为1370万t,2010年达1700万t。20002005年年均增 长率6.7%,20052010年年均增长率4.2%。 (2)欧洲、中东和非洲的聚氨酯2005年产量约470万吨, 其中西欧占330万吨,东欧60万吨,中东和非洲80万吨。 国内发展现状 70年代80年代90年代 生产能力生产能力 万万/t/a 1.52.020 实际年产量 /kt 3410 不同年代生产能力和实际产量的数据 聚氨酯泡沫发展趋势 1 1、加快寻找替代氟利昂发泡剂的步伐,尽早实现、加快寻找替代氟利昂发泡剂的步伐,尽早实现 全部替代全部替代 2 2、开发高阻燃性、低烟雾聚氨酯塑料泡沫、开发高阻燃性、低烟雾聚氨酯塑
3、料泡沫 3 3、加强结构发泡和高承载的聚氨酯塑料泡沫的研制、加强结构发泡和高承载的聚氨酯塑料泡沫的研制 和推广应用和推广应用 制备原理与工艺 原理原理 聚氨酯泡沫的制备有两个反应: (1) 起泡反应 (2) 凝胶作用 起泡反应 起泡作用在制备软泡中非常重要,尤其在合成低密 度制品时更为突出。一般起泡作用有二种:利用反应热汽 化低沸点烃类化合物达到起泡目的,另一类是利用水与异 氰酸酯之间化学反应产生大量CO2气体发泡: 凝胶作用 凝胶反应也称交联固化反应,在发泡过程中凝胶作用是 非常主要的,凝胶作用过早过晚都会导致泡沫制品质量下 降或变为废品。最理想状态是扩链、起泡反应与凝胶反应 达到平衡,否则
4、会出现泡沫密度偏大或塌泡。 实验步骤 (1)A组分:在小烧杯内配制聚醚及助剂混合物。首 先称入20g三羟基聚醚,用小滴管加入0.2g硅油、2g二氯 甲烷和0.6g二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀。然后加入 0.15g三亚乙基二胺的水溶液、二乙烯三胺0.2g和0.5g水, 搅匀。 (2)B组分:称取MDI 11g (3)将A组分倒入B组分中,在0.5min内迅速搅拌均 匀,立刻倒入自制的纸盒内进行发泡。在1min内即可完 成,观察黏度变化,不要用手摸。使固化反应完全,即可 得到软质泡沫塑料产品。 结果与讨论 MDI指数对泡沫塑料的影响 水含量对泡沫塑料的影响 催化剂对泡沫塑料的影响 温度对泡沫塑料的影
5、响 搅拌速度队泡沫塑料的影响 泡沫稳定剂对泡沫塑料的影响 MDI指数对泡沫塑料的影响 MDI指 数 0.650.750.850.951.03 密度 (g/cm3) 0.0600.0500.0450.0340.025 形态中空开 裂 结构良 好 结构良 好 结构良 好 后收缩 严重 结论:由表中可看到,泡沫结构形貌随MDI指数增加由差变 好,再变差;MDI指数较小时泡沫易中空开裂,;MDI指数较大 泡沫收缩。 水含量对泡沫塑料的影响 水含量 () 1.02.02.42.9 泡沫密度 (g/cm3) 0.0730.0500.0460.038 弹性不好良好良好不好 结论:随着含水量增加随着含水量增加
6、, , 泡沫密度降低泡沫密度降低, , 泡沫逐渐变硬,即泡沫强泡沫逐渐变硬,即泡沫强 度增大。在形成泡体过程中水与度增大。在形成泡体过程中水与MDI MDI 进行发泡反应进行发泡反应, , 产生产生COCO2 2气体。由气体。由 于配方中水含量增加于配方中水含量增加, , 促进发泡反应促进发泡反应, , 产生较多的产生较多的COCO2 2气体气体, , 使泡沫密使泡沫密 度下降度下降. . 三乙烯二 胺/g 有机锡/g泡沫结构 形态 0.200.20后收缩严 重 0.300.20后收缩严 重 0.400.10中空开裂 0.400.20后收缩严 重 0.400.25后收缩严 重 0.500.10
7、中空开裂 0.500.20泡沫结构 良好 催化剂对泡沫塑料的影响 注:催化剂用量相当于100份多元醇的用量 温度对泡沫塑料的影响 温度/泡沫上升时间 /s 泡沫结构形状 15119结构良好 2593结构良好 3575略收缩,闭孔 多 总之在给定的催化体系下改变温度,由于凝胶 发应速率受温度的影响更为显著,降低温度易 导致泡沫凝胶反应不足,泡沫出现中空现象;升 高温度易导致凝胶反应太强,泡沫易出现收缩 。 搅拌速度对泡沫塑料的影响 (1)随着搅拌速度的增大,泡沫孔径减小,增长趋势逐渐减弱。 搅拌速度低,孔径均匀性较差,搅拌速度增大,孔径均匀性变 好。 (2)搅拌的作用:搅拌的作用除了分散气泡成核,还分散各 种原料组分使之达到均匀混合,从而实现均相反应。 (3)当搅拌速度过低原料组份分散不均,水以较大的液滴存 在,局部产生的二氧化碳气体过多,因而在泡沫体中形成大 的气孔缺陷。 泡沫稳定剂对泡沫塑料的影响 质量/g泡沫结构形态 0.1泡沫中空开裂 0.2结构良好 0.5结构良好 1.0有一定程度的后 收缩 2.0反应后期有部分 收缩,后收缩严 重 结论:随着泡沫稳定剂硅油用量的增加 ,泡沫结构形貌依次经历了中空开裂、 结构良好、收缩等现象。
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