聚氨脂概论-060913无锡百和课件

高鼎精細化工(昆山)有限公司聚氨酯概論1精选ppt1、PU定義

PU就是polyurethane的簡稱，中文名稱為聚氨酯，其主要官能基是由含活性氫之多元醇(polyol)或胺類(Amine)、異氰酸酯(Isocyanate)及鏈延長劑(Chainextender)反應而成的一種高分子聚合物，可分為硬鏈段(Hardsegment)和軟鏈段(Softsegment)，而其內部型態則由這兩種鏈段分別聚集的相所構成，而PU多變的物性與其內部型態關係密切，隨著不同單體搭配反映出之線性PU皆由軟、硬鏈段交替構成。其分子鏈上含有－NH－COO－之結構，分子量一般介於15~25萬之間。2精选ppt1、PU定義化學官能鍵結構如下圖3精选ppt2、PU之基本結構

PU之基本結構如圖所示：4精选ppt2、PU之基本結構Polyurethane軟、硬鏈結之基本結構圖

：5精选ppt2、PU之基本結構Polyurethane之基本化學反應式

：

PolyolsR1—OH＋IsocyanatesR2—NCO＋ChainExtenderersR3—OHorR3—NH2

＋Additives＝PolyurethaneR4—NHCOO—R5（Urethane）orR4—NHCONH—R5（Urea）

6精选ppt3、PU之原料

高分子二元醇(polyol)：如Polyester(聚酯類)、Polyether(聚醚類)。小分子二元醇(glycol)、二胺：如EG、BG、PG、HG、Diamine。異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：常用的有TDI、MDI、….。脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：常用的有H12MDI、IPDI….。催化劑(catalyst)：Amine類、有機金屬類。溶劑：一般有DMF、MEK、Tol、EcAc。其它添加劑：如UV吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑等。

7精选ppt3、PU之原料

多元醇(polyol)：聚醚多元醇(PolyetherPolyol)：PTMG

化學結構之氫鍵生成量較低，所以其機械物性較聚酯合成之PU產品弱。*回彈性能*低溫性能*衝擊強度*耐水解性聚酯多元醇(PolyesterPolyol)：AA與二元醇聚合端基為羟基多元醇。*拉伸強度*撕裂強度*耐油性*耐熱老化

8精选ppt3、PU之原料

小分子二元醇、二胺：鏈延長劑(chainextender)芳香族二胺類：4,4′-亞甲基雙(二氯苯胺)(MOCA)(B)低分子量醇類：乙二醇(EG)、

1,4-丁二醇(1,4-BDO,1,4BG)

以前者當鏈延長劑所合成之PU產品生成機械性質較強之脲(Urea)官能基擁有較高的強度(Strength)及勁度(Stiffness)，而其延伸率與以後者為鏈延長劑所合成之PU成品相當。9精选ppt3、PU之原料

異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：

芳香族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品，若曝露於屋外會黃變且減損其物性，有礙實用，這主要是因紫外線使苯環起化學反應所致，此鄰接苯環的氮原子成為耐候性之攻擊點。而以脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品則無此現象發生。脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：

脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之PU成品具有極佳的耐黃變特性。10精选ppt3、PU之原料

常用芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：甲苯二異氰酸酯(toluenediisocyanate,TDI)二苯基甲烷-4,4‘-二異氰酸酯(MDI)11精选ppt3、PU之原料

脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：H12MDI(methylenebis-1,4-cyclohexyldiisocyanate)IPDI(isophorone

diisocyanate)12精选ppt3、PU之原料

催化劑(catalyst)：

使用催化劑的目的是縮短成品製造時間，其功能為增加反應速率及增進成品在脫模時之機械強度，常使用之催化劑有三級胺類與有機金屬鹽類，前者可促進H2O與–NCO及–OH與–NCO之反應速率，後者有助於OH與–NCO之反應。所以三級胺類常用於PU泡棉與彈性體之製造，而有機金屬鹽類則常用於PU彈性體之製造，此兩類催化劑常混合使用，尤其是在PU泡棉之製造上。13精选ppt3、PU之原料

溶劑(Solvent)：一般聚氨酯樹脂製備時，常用的溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮(MEK)、甲苯(TOL)、乙酸乙酯(Eac)等。製備聚氨酯樹脂添加溶劑之目的主要是為了調節樹脂的粘度，便於工藝操作。因二異氰酸酯容易與水發生反應，所以製備聚氨酯樹脂時，溶劑的含水率一般要求需低於300ppm，以免影響合成反應。14精选ppt3、PU之原料

常用溶劑的物理性質整理如下表：溶劑溶度參數SP沸點℃相對密度d甲苯,TOL8.85110.60.866乙酸乙酯,EAc9.0877.00.902丁酮,MEK9.1979.60.806二甲基甲酰胺,DMF12.09153.00.94515精选ppt4、PU之分類

依PU之後加工製程，大致分爲軟泡已廣泛應用於沙發、床墊、包裝、服裝襯裏、汽車和摩托車座墊等領域。硬泡廣泛應用於冰箱、冰櫃、冷藏庫、工業管道、設備及建築保溫絕熱等。彈性體已用於汽車、油田設備零部件、紡織、印刷、冶金膠棍、防水材料、鞋底、合成革及纖維等。塗料則應用於木器家具漆、地板漆、設備防腐漆等。膠粘劑應用於鞋類、複合薄膜、密封膠和通用接著等。纖維加工PU樹脂應用於服裝、帳篷、戶外生活用品等。合成皮革應用於鞋類、沙發、汽車內裝等領域。16精选pptA.合成皮應用5、PU的應用17精选ppt5、PU的應用18精选pptB.塗層(防水透濕應用)5、PU的應用19精选ppt5、PU的應用20精选pptC.貼合、接著、繫紗5、PU的應用21精选ppt5、PU的應用22精选pptD.TPU(押出、射出、壓延)5、PU的應用23精选ppt5、PU的應用24精选pptE.其他聚氨酯用途PU跑道軟泡5、PU的應用25精选ppt硬泡5、PU的應用26精选ppt6、上胶理论A.NYLON66由己二酸与1,6-diamine合成B.NYLON6由己內醯胺合成

27精选ppt6、上胶理论C.polyester由TPA与1,2-EG合成28精选ppt6、上胶理论-接着原理PU

:

CA-800D

:各類布種~RNCONCONCO高活性氰酸鹽HO

~

(~

Polyol

)x~

(

N~C~O~)n~

(

Glycol

)y~n29精选ppt6、上胶理论-接着原理

其中CA-800D中之－NCO官能基会与之氢原子及布种中之之氢原子或~OH之官能基或等产生架桥反应或氢键之结合，使二种反应物成为密不可分之一体物。30精选ppt6、上胶理论-接着注意事项PU上膠于各种布上，如不加入CA-800D，只能称为附着(二层体)，其缺点有容易脱膜或不耐搓揉之现象，而产生白化。架桥完全(curing完全)成品方可有耐久性(durability)，若架桥不完全，因为分子量不够大或架桥密度不足容易产生提早水解，劣解而使成品劣化、破坏、。

31精选ppt7、PU胶之使用注意事項PU膠作繫紗用时，需一段时间才能产生架桥，之后才能显现足够的接着、耐磨、耐溶剂侵蚀性。当架桥完全(熟成)后(一日后)才作後段加工为較正确之作法，以免发生因後段加工影響纖維表面造成脫膠之不良现象。凡是与基布接触之第一层，均需加入适量架桥剂，否则与基布无法接着，不耐搓揉而白化。凡是有添加架桥剂之PU膠，使用前才配所须使用量，不能一次即配好当次需要量，否则因时间差加工黏度不一致，影响品质甚巨(批次差)，甚或尾料黏度太大，gel。配料时，各添加量应精确，上膠量要适量并且要均匀。须自行建立各管控点之标准作业流程(S.O.P.)，并随时更新之(增、删)。32精选ppt7、PU胶之使用注意事項例：原物料品检、品检项目。(OK→收料，差异→与厂商沟通)领料、配料、使用说明、注意事项，慎防客户抱怨、客诉。作业中，线上品检、异常发现、处理方法、减少大量不良品造成之损失。厂商提供之产品规格说明书，务必详细了解，并能融会贯通。

33精选ppt8、架橋劑與促進劑架桥剂添加量与强度关系：(二液型)34精选ppt8、架橋劑與促進劑架桥剂添加量与强度关系：CA-800D添加物愈多，韧性愈高，耐热、耐溶剂性愈高。二液型加入CA-800D后有pot-life问题，注意使用量之调配，CA-800D添加量愈多，pot-life会较短。二液型建议用于打底用接着、繫紗、填缝、中低度特性用途要求，又因固成份较高，可涂布乙次提高耐水压、光泽度及厚身感。(高丹尼数之布种须用较高固形份填缝，才能显现较高耐水压)耐水洗与架桥剂量成正比，耐水解与原料有关。35精选ppt8、架橋劑與促進劑促進劑：

促進劑的目的：在於加快PU膠與架橋劑的固化時間，並沒有增強固化強度的功用。

強度強度X1(沒加促進劑)時間X2(有加促進劑)時間

由圖可知，有加促進劑的固化時間X2,短於沒有加促進劑的固化時間X1

，但是即使所需固化的時間較短，但也不會對固化後的強度有正向的改變。36精选ppt9、公司產品介紹37精选ppt10、黏扣帶加工用聚胺酯樹脂No.品名ItemNo.粘度Viscosity(ps/25℃)固形份N.V.(%)特性用途1YC-1800D1.8-2.225±1一般用、繫紗力佳黏扣帶綁紗2YC-1835D1.0-2.035±1高固型份、繫紗力佳黏扣帶綁紗3YC-1870HD900-140070±1.5高固型份、需自行稀釋、便於運輸黏扣帶綁紗4YC-1800BD1.5-2.025±1可染色、繫紗力佳黏扣帶胚帶上膠後再染色5YC-1900ND1.0-2.025±1非黃變、繫紗力佳黏扣帶綁紗6YC-6000D100-20040±1可與PVC作熱壓或高週波貼合黏扣帶上膠後再塗佈可與PVC貼合38精选ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(1)外觀（Appearance)：外觀乃指樹脂本身所顯示之色澤一般而言，樹脂之外觀色澤愈淺，愈透明愈受歡迎，若色澤過深，將對淺色材質造成污染，而影響外觀。上膠厚度愈厚，膠膜之色澤愈深。膠膜乾燥後，色澤會隨時間逐漸變深，若樹脂色澤安定性不佳，色澤變深之速度較快。39精选ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(2)黏度(Viscosity,CPS)：一般所指之黏度乃指液體在流動時所産生的阻力，也就是在塗刷時所産生的阻力，用某種單位表示出來之數字就是黏度。黏度高，流動性較差；黏度低，流動性較佳。黏度與固成分並無絕對之關係，即固成分高之接著劑，黏度不一定就高。不同黏度之樹脂，使用不同加工方式。如刀塗、輪塗。黏度與溫度有關，溫度愈高，黏度愈低，溫度愈低，黏度愈高。40精选ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(3).固成份(SolidContent)：固成份是樹脂單位重量內所含溶質（不揮發物）之百分比。

固成份＝溶質／（溶質＋溶劑）＊100％

樹脂之固成份影響其上膠量，繫紗力等。41精选ppt11.聚氨酯樹脂之特性與要求(4).可使用時間（PotLife）：PU膠使用前須加入適當之架橋劑，加入架橋劑後，黏度先稍微降低，然後再漸漸提高，逐至無法上