各種硬度要求的聚酯ppt課件

1、LOGO聚氨酯橡膠聚氨酯橡膠 1聚氨酯聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有是主鏈上含有重復(fù)重復(fù)氨基甲酸酯氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱?；鶊F(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機(jī)二異氰酸酯或多它是由有機(jī)二異氰酸酯或多異氰酸酯異氰酸酯與二羥與二羥基或多基或多羥基化合物羥基化合物加聚而成。加聚而成。2前言前言聚氨酯橡膠被定義為聚合物主鏈上具有氨基甲酸酯鍵的彈性體物質(zhì)，但實(shí)際上指由聚異氰酸酯與活性氫化物反應(yīng)生成的彈性體，聚脲等主鏈上不帶氨基甲酸酯的多數(shù)也被納入該范疇。3目錄目錄發(fā)展歷史發(fā)展歷史技術(shù)進(jìn)展技術(shù)進(jìn)展種類，硫化體系種類，硫化體系與其他與其他PU彈性體不同之處彈性體不

2、同之處性能與物性性能與物性技術(shù)進(jìn)展老化與穩(wěn)定，應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展老化與穩(wěn)定，應(yīng)用生產(chǎn)廠商生產(chǎn)廠商4發(fā)展歷史發(fā)展歷史1937年：Bayer等通過二異氰酸酯與二元醇或=胺加成聚合合成了聚氨酯和聚脲1940年，IG公司的Schlack用HID等二異氰酸酯對(duì)末端為羥基的脂肪族聚酯進(jìn)行連結(jié)而制得線性聚合物1950年，IG公司下屬的Bayer公司發(fā)表了聚氨酯彈性體1952年，發(fā)表了軟質(zhì)聚氨酯泡沫5O年代中期MiJler等開發(fā)了容易加工成型的澆注型聚氨酯橡膠50年代后期，杜邦公司的Athey等開發(fā)了聚氨酯尿素類的澆注型聚氨酯橡膠1958年Goodrich公司的shollenberger發(fā)表了以分子設(shè)計(jì)方法完成的熱

3、塑性聚氨酯橡膠Estane VC1962年Mobay化學(xué)公司發(fā)表了末端基為NCO的TPu，其商品名為Texi60年代初期開發(fā)了由連續(xù)發(fā)泡機(jī)和連續(xù)固化裝置等組成的聚氨酯泡沫連續(xù)生產(chǎn)線爾后，以往成型困難的超高速固化聚氨酯脲和聚脲的裝置問世，使成型周期顯著縮短。5聚氨酯橡膠到底還有沒有存在的必要近幾年來，我們已經(jīng)目睹了新型特種聚合物的巨大發(fā)展，例如，氫化丁腈橡膠(HNBR)，氯醚橡膠(E O)，新型過氧化物硫化氟橡膠及其他橡膠。我們有了廣闊的選擇余地？那聚氨酯橡膠是否不需要了呢？答案是否定的。通過采用各種各樣的聚氨酯橡膠，可能獲得以下各項(xiàng)性能：機(jī)械性能。例如，耐磨性和拉伸強(qiáng)度比所有已知的天然橡膠或合

4、成橡膠好得多；硬度范圍從25A到60D不等；耐油性和耐燃油性好于NBR或HNBR；氣體滲透性低?？梢院投』鹉z媲美；耐臭氧性與EPDM 相當(dāng)；耐110 高溫。問歇耐高溫可達(dá)150 ；低溫柔性可以達(dá)到一55 。6加工方法及設(shè)備合成工藝過程聚氨酯的技術(shù)進(jìn)展7聚氨酯橡膠的基本生產(chǎn)原料a聚異氰酸酯b多官能度長(zhǎng)鏈活性氫化物這是形成軟鏈段的長(zhǎng)鏈多元醇或長(zhǎng)鏈多胺的化合物。其官能度一般為23，反應(yīng)當(dāng)量為3005000c。多官能度短鏈活性氫化物該氫化物的分子量的一般在350以下，與二異氰酸酯反應(yīng)而形成硬鏈段和交聯(lián)點(diǎn)其他輔助材料8聚氨酯橡膠系統(tǒng)原料的制造a一步法系統(tǒng)原料將基本原料混合后直接制造成型品。一般為活性氫

5、成分和異氰酸酯成分的兩成分系統(tǒng)b預(yù)聚物系統(tǒng)原料對(duì)長(zhǎng)鏈活性氫化物和過剩的異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)，制造末端基為NCO的預(yù)聚物，c假預(yù)聚物系統(tǒng)原料這是對(duì)聚異氰酸酯進(jìn)行部分改性，成為適于液體反應(yīng)成型NCO含量和液體性能的物質(zhì)d由異氰酸酯連結(jié)的可撓鏈聚合物曲長(zhǎng)鏈活性氫化物與二異氰酸酯進(jìn)行本體聚合或溶液聚合制得e鏈段化聚合物 由長(zhǎng)鏈活性氫化物和短鏈活性氫化物進(jìn)行反應(yīng)制得。9PU橡膠的合成PU橡膠的合成以異氰酸酯反映為基礎(chǔ)， 一般先制備分子量較低的預(yù)聚體，經(jīng)擴(kuò)鏈、交聯(lián)反應(yīng)制得硫化橡膠。3鏈段化聚合物的生成2 聚氨酯橡鏈形成1 異氰酸酯異氰酸酯的反應(yīng)的反應(yīng)過程過程104由反應(yīng)成型制造聚氯酯橡膠制品采用將活性氫成分和

6、異氰酸酯共同攪拌混合、注模固化的方法，可制造許多聚氨酯橡膠制品 該法使用圖(a)所示的低壓混合機(jī)和圖(b)所示的高壓混合機(jī) 高壓混合機(jī)，通過圖6所示的沖撞混臺(tái)機(jī)構(gòu)用于高速反應(yīng)系統(tǒng)。需要后硫化成型品可用烘箱進(jìn)行熱處理11加工方法及設(shè)備PU橡膠適用于下列加工技術(shù)： 澆注、模壓、注射、擠出、吹塑、反應(yīng)注射成型、壓延等澆注成型是將PU 膠料 l入用空氣或液體加熱的模具，此時(shí)模具型腔尺寸可按工件尺寸加放12 。對(duì)于PU彈性橡膠墊及有些常用的PU橡膠專用零件，可直接澆注或壓膠成型模壓技術(shù)用液體或氣體代替剛性凸或凹模，不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)模具，而且還船生產(chǎn)各種復(fù)雜模壓零件，適于中、小批量生產(chǎn)或單件試制注射成型是T

7、PU橡膠最主要的加工力法，技術(shù)和設(shè)備上進(jìn)一步改進(jìn)了液壓系統(tǒng)，提高了節(jié)能水平，并開發(fā)出大批大型、微型、精密型機(jī)種和專用及特種機(jī)器吹塑成型技術(shù)和設(shè)備的進(jìn)展是開發(fā)了多腔體、多模頭、多層共吹塑壓延加工技術(shù)能使PU橡膠板材厚度達(dá)到所需尺寸PU橡膠混煉加工設(shè)備主要有： 連續(xù)混煉設(shè)備，包括單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)、盤式無螺桿擠出機(jī)和帶轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉擠出機(jī)； 間歇混煉設(shè)備包括密煉機(jī)、開煉機(jī)等。12聚氨酯橡膠的種類化學(xué)交聯(lián)物理交聯(lián)交聯(lián)可撓鏈構(gòu)交聯(lián)可撓鏈構(gòu)成聚合物成聚合物交聯(lián)鏈段化聚交聯(lián)鏈段化聚合物合物交聯(lián)聚氨酯離交聯(lián)聚氨酯離聚物聚物線性鏈段化聚合物線性聚氨酯離聚物結(jié)構(gòu)分類一般分類13聚氯酯橡膠與其他PU 彈性體

8、的不同之處 和所有的聚氨酯彈性體一樣，聚氨酯橡膠由3種主要成分組成：多元醇、異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑。多元醇為聚四亞甲基乙二醚或聚己二酸酯。對(duì)于異氰酸酯來說，有各種各樣適用的芳香族或脂肪族異氰酸酯可供選擇，擴(kuò)鏈劑可以是乙二醇、丁二醇、單烯丙基甘油醚、三羥甲基丙烷單丙烯基醚甚至是水l 。一般來說聚氨酯彈性體是通過Nc0基團(tuán)和與Nc0反應(yīng)的基團(tuán)(OH 基)進(jìn)行化學(xué)等當(dāng)量反應(yīng)來生產(chǎn)的 澆注型聚氨酯預(yù)聚體是通過多元醇與過量異氰酸酯反應(yīng)制得的，這樣就可以保證在加工過程中預(yù)聚體為液態(tài)。然后，在加工的最后階段將材料與擴(kuò)鏈劑混合以達(dá)到化學(xué)等當(dāng)量。 熱塑性聚氨酯大多數(shù)是通過加人與多元醇中OH 基數(shù)量相比略為過量的異氰酸

9、酯(NCO)以及擴(kuò)鏈劑經(jīng)過一步反應(yīng)生產(chǎn)出來。 生產(chǎn)混煉型聚氨酯橡膠時(shí)要求異氰酸酯的用量略為不足，以保證膠料處于可混煉狀態(tài)。因此聚氨酯橡膠在使用時(shí)必須經(jīng)過進(jìn)一步的交聯(lián)或硫化過程14硫化體系硫化體系 硫化劑有異氰酸酯、過氧化物和硫磺三類：異氰酸酯類硫化劑的常用品種為TDI及其二聚體、MDI二聚體和PAPI等，可生成脲基甲酸酯鍵交聯(lián)鍵（易吸水，使用時(shí)注意環(huán)境濕度），可以制得耐磨性良好、強(qiáng)度高、硬度較大的制品；過氧化二異丙苯（DCP）是用得最普遍的過氧化物硫化劑，過氧化物硫化PUE制品具有良好的動(dòng)態(tài)性能，壓縮永久變形小，彈性和耐老化性能均較好，缺點(diǎn)是不能用蒸汽直接硫化，撕裂強(qiáng)度較差；含有不飽和鏈段的P

10、UE可采用硫磺體系硫化，用量一般為1.52份，促進(jìn)劑M和DM最常用，一般在6份左右，硫化制品綜合性能較好。 15聚氨酯橡膠的性能所有的聚氨酯橡膠都具有極高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，但是要根據(jù)對(duì)硫化產(chǎn)品的要求以及所采用的加工設(shè)備，選擇合適的聚氨酯橡膠類型。一般來說，聚醚型聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐水解性，但是耐熱性較差；而聚酯型聚氨酯一般具有優(yōu)異的耐油性和耐燃油性。過氧化物硫化賦予產(chǎn)品最佳的耐熱性和最低的壓縮永久變形。硫黃硫化膠料的加工靈活，而異氰酸醋硫化適用于高硬度產(chǎn)品。表1列出了一些工業(yè)化聚氮酯橡膠類型，其化學(xué)組成和硫化荊類型。表2和表3分別列出了它們的主要性能以及主要用途16聚氨酯橡膠的

11、物性聚氨酯橡膠結(jié)構(gòu)與物性域聚氨酯可用于制造硬度(邵爾10A- 80D)、密度(101250kgm )范圍很寬的各種物質(zhì)彈性體和硬質(zhì)塑料。在寬范圍的硬度領(lǐng)域，聚合物分子鏈的剛直性和分子問相互作用與交聯(lián)密度有依賴關(guān)系，見圖9?；瘜W(xué)交聯(lián)和硬鏈段的作用一樣可提高聚合物的玻璃化溫度Tg，但因阻礙了分子鏈間的相互作用，所以對(duì)物性的影響較復(fù)雜，見圖1一伸長(zhǎng)度率、撕裂強(qiáng)度、膨?yàn)懧?一T 、溶點(diǎn)、硬度 3一定伸應(yīng)力(酯類)4一回彈性；5 定伸應(yīng)力(醚類)；6一蠕變性、永久變形；cA 熱固性塑料；EL 熱固性橡膠；TE 熱塑性橡膠；RF 硬質(zhì)泡沫；sF 半硬質(zhì)泡沫iFF一軟質(zhì)泡誅17聚氨酯橡膠的物性未填充的聚氨酯

12、橡膠的拉伸強(qiáng)度達(dá)到60MPa，其撕裂強(qiáng)度和耐磨性也比其他橡膠優(yōu)異。表6和表7分別為芳族二胺固化聚氨酯橡膠和多元醇固化聚氨酯橡膠的物性。聚氨酯橡膠的回彈性和滯后性能依組成而異，耐油性、耐水解性、耐寒性、耐氧性等依軟鏈段組成而異18聚氨酯橡膠的老化與穩(wěn)定對(duì)于聚氨酯橡膠，致使其軟鏈段老化的因素是水解、微生物和熱等。而致使其異氰酸酯組成老化的因素是光和熱等。由光和NO 引起橡膠變黃是是由芳族異氰酸酯鍵引起的。聚氨酯橡膠的老化因素和穩(wěn)定方法如表所示。19新產(chǎn)品的開發(fā)及應(yīng)用PU橡膠具有一系列優(yōu)良性能， 因此廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域聚酯澆注型PU：因它具有高強(qiáng)度，是目前應(yīng)用于金屬板材壓力加工中的主要材料RTPU

13、：國(guó)外一些汽車制造商決定用R-TPU作車體底座。它要求具有高熟穩(wěn)定性，低熱膨脹性，可著色性， 低溫抗沖擊性，耐油化和加工性。為此需填加1 52O 的玻纖材料。含2O 玻纖的TPU，其熱膨脹性與鋁相同。光穩(wěn)定TPU ：用MDI制備 TPU，這種材料能在聚合物性能和加工方面帶來很多優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是在強(qiáng)光曝曬下變黃。這科顏色改變并不引起性能變化，也不影響應(yīng)用，添加051。0 黨穩(wěn)定劑可使顏色變化降至最低限度，從而使帶色產(chǎn)品如箱包、滑雪靴、表帶等具有足夠的光穩(wěn)定性熱穩(wěn)定TPU：TPU 在本質(zhì)上限制了它在高溫下的應(yīng)用。因熱穩(wěn)定性和壓縮永久變形受硬鏈段的影響很大，MDI與擴(kuò)鏈劑雙(B羥基乙基)苯以30：10

14、配比同時(shí)使用，其熱穩(wěn)定性、壓縮永久變形性均可達(dá)到每佳值。PU摻合物：提高TPU剛性的另一種方法是摻入其它熱塑性物料，例如聚碳酸酯(Pc)、ABS樹脂、聚酯等由這些參合物制造的產(chǎn)品具有下列性能：耐油(或燃料)性，著色性，抗沖擊性，耐屈撓性：汽車工業(yè)的車體配件正需要這些性能20國(guó)內(nèi)聚氨醋橡膠的品種1澆注型聚氨酯橡膠(1)四氫呋喃 環(huán)氧丙烷二元共聚醚型(2)四氧呋畸均聚醚型(3)聚丙二醇醚型(4)聚酯多元醇型2、熱塑型聚氨酯橡膠(1)四氫呋喃均聚醚型(2)聚酯型(3)聚己內(nèi)酯型3、混煉型聚氯醋橡膠21聚氯酯橡膠的主要應(yīng)用領(lǐng)域聚氨酯的優(yōu)異性能決定它的應(yīng)用范圍廣泛，已在國(guó)防、石油、汽車、機(jī)械、礦山、運(yùn)輸

15、、電子、水電、印刷 紡織 體育、膠輥、皮革等領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。1、國(guó)防工業(yè)方面 聚氨酯航空模墊采用聚丙二醇醚聚氨酯澆注膠，使用壽命約為鉛模10倍。飛機(jī)主起落架緩i中器皮碗，采用四氫呋喃 環(huán)氧丙烷二元共聚醚澆注型膠后，飛行100個(gè)小時(shí)，皮硫制品仍然完好軍用通訊電纜，用四氫呋喃聚醚膠制作電纜，耐寒(一6O以下)耐磨，重量和體積比原用電纜各減少一半2，石油工業(yè)方面 石油自亨開l萊已向海洋發(fā)展，海洋漂浮電繞就是一個(gè)重要課題，采用四氫呋喃均聚醚熱塑膠做漂浮電纜護(hù)套效果很好。采用聚氨酯橡膠代替丁腈腔制成的抽子皮碗，使用壽命比原來的提高1215倍，抽吸量提高40 ，更換次數(shù)減少9l一93 223、汽車工業(yè)方面 一

16、百噸以上載重汽車的負(fù)重太、振動(dòng)也大，既要耐油、耐高溫(150)，又要耐水性、氣密性好，其他膠種的密封件都不能滿足要求，僅有聚氨酪澆注膠能滿意地制作六百噸載重汽車電動(dòng)輪密封圈4、機(jī)械工業(yè)方面 采用聚酯型聚氨酯澆注膠制作同步齒型膠帶，其使用壽命比天然膠的長(zhǎng)2030倍同樣也可制作無級(jí)變速帶和高速傳動(dòng)帶5、輕紡工業(yè)方面 我國(guó)用聚氨醋制作的膠輥，絕大部分用于印刷機(jī)械的印染方面，很多印刷廠現(xiàn)已批量生產(chǎn)。6、建筑工程方面 據(jù)建工部門介紹t聚氨酯的防水、隔音、隔熱材料 如輔裝材 嵌縫材、地板材、孫漏劑牯合劑、修補(bǔ)膏及地面油漆等，己在建筑方面得到了推廣應(yīng)用7、醫(yī)用方面 目前，聚氨酯在醫(yī)用方面的用量很少，但它的重

17、要性卻不容忽視現(xiàn)在，國(guó)外在這一領(lǐng)域內(nèi)已取得了進(jìn)展，如醫(yī)用繃帶、假腔、人造皮、人造生物內(nèi)部器官膜等23生產(chǎn)廠商上虞市曹娥鼎盛聚氨酯設(shè)備廠 專業(yè)研制、開發(fā)和生產(chǎn)高溫型聚氨酯彈性體澆注機(jī)、聚氨酯鞋底連幫成型機(jī)、聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)、 聚氨酯輪胎澆注機(jī)等各類聚氨酯發(fā)泡設(shè)備 浙江省三門縣聚氨脂橡膠廠（浙江浙江省三門縣聚氨脂橡膠廠（浙江/臺(tái)州市）臺(tái)州市） 主要生產(chǎn)主要生產(chǎn):1、聚氨酯原料、聚氨酯原料,包括澆注型預(yù)聚體（包括澆注型預(yù)聚體（CPU），注射型熱塑性膠），注射型熱塑性膠粒粒(TUP)。2、液壓、氣動(dòng)缸、聚氨酯密封圈、防塵圈、墊片、液壓、氣動(dòng)缸、聚氨酯密封圈、防塵圈、墊片 等義烏市仲昊橡膠廠義烏市仲昊橡

18、膠廠24鎮(zhèn)江市聚力塑膠有限公司專業(yè)生產(chǎn)高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨、高耐油的聚氨酯制品高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨、高耐油的聚氨酯制品， 為模壓制品的聚氨酯生產(chǎn)單位提供各種型號(hào)，各種硬度要求的聚酯、為模壓制品的聚氨酯生產(chǎn)單位提供各種型號(hào)，各種硬度要求的聚酯、聚醚型聚氨酯膠料。聚醚型聚氨酯膠料。25結(jié)論幾乎沒有哪一種彈性體的綜合性能與聚氨酯橡膠相比。但是，由于聚氨酯橡膠的化學(xué)組成多種多樣，性能千差萬別，在具體應(yīng)用時(shí)必須精心選擇合適的類型。由于相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的缺乏，所以錯(cuò)誤地選擇聚氨酯橡膠的類型或不適當(dāng)?shù)墓に嚄l件是造成聚氨酯橡膠在全世界橡膠工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用不夠廣泛的主要因素。但是在許多有極高要求的領(lǐng)域，例如，用于活性懸浮物體系的膜片和調(diào)平式減振器上，聚氨酯橡膠具有優(yōu)于所有其他橡膠的地方，甚至價(jià)格昂貴得多的合成橡膠也不能與之相比。近來，新的聚氨酯品種不斷發(fā)展，并且得以應(yīng)用到橡膠工業(yè)26LOGO2