聚氨酯
聚氨酯的工业生产主要是由多元有机异氰酸酯和各中氢给予体化合物（通常如含端羟基的多元醇化合物）反应制备。

选择不同数目的官能基团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表现形式各种各样的聚氨酯产品：泡沫塑料，弹性橡胶，油漆、涂料，合成纤维、合成皮革、胶黏剂等。

应用范围从航空飞行器到工农业生产，从文体娱乐
器械到人们日常的衣食住行。

异氰酸酯与水反应可生成二氧化碳，水因此被用作为最廉价的化学发泡剂，但该反应放
热量大且会产生脲基。

异氰酸酯与羧酸反应的反应活性较低，远低于伯醇或水与异氰酸酯间的反应活性，在正
常的生产条件下很少能参与反应。

异氰酸酯与胺的反应，胺类化合物大多都呈现一定的碱性，反应速度远快于异氰酸基与羟基的反应速度，即胺类化合物与异氰酸酯的反应速度要比其他含活泼氢化合物高得多。

异氰酸酯与脲基、胺酯基等的反应，能在生成的聚合物中提供一定支链结构，改善了聚
氨酯制品的力学性能。

异氰酸酯的自聚反应，异氰酸酯二聚体的生成反应仅局限于芳香族异氰酸酯，而异氰酸酯三聚体在芳香族和脂肪族异氰酸酯中都可以由反应制备。

三聚体的碳氮原子六节环结构热稳定性好，使得聚氨酯具备更好的耐热性能，可用于硬质泡沫塑料的制备。

异氰酸酯的自缩聚反应，二异氰酸酯在加热和有机磷催化剂的存在下发生自缩聚反应生成碳化二亚胺，可用于制备抗水解稳定剂；制备液化MDI；提高聚氨酯材料的耐水解能力。

屏蔽型异氰酸酯衍生物
特种化学结构的异氰酸酯同一分子结构中既有异氰酸基团又有可供进行聚合反应的乙
烯双键。

重要的异氰酸酯及制备
甲苯二异氰酸酯（TDI）
二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和多苯基甲烷多异氰酸酯（PAPI是MDI低聚体，又称聚
合MDI、粗品MDI）
MDI的优点：1 体系熟化速度快；
2 使用MDI较TDI安全，蒸汽压低，在通风良好的情况下对人体损害性小；
纺织加捻器等制品的生产。

六亚甲基二异氰酸酯（HDI）
甲基环己基二异氰酸酯（俗称氢化TDI，HTDI）化学结构与甲苯二异氰酸酯（TDI）相似，对光的作用稳定，不会产生黄变的生色团。

4,4，-二环己基甲烷二异氰酸酯（俗称氢化MDI，H12MDI），具备非黄变性，主要用于聚氨酯涂料、弹性体、织物涂层等场合。

异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），有良好的互溶性，反应活性低，使用时需要提高反应温度或添加适当的催化剂，合成路线较长，难度大，其具备特殊性质，合成的聚氨酯材料不产生黄变，具有优异的抗紫外光、耐天候老化性、较长的热稳定性以及良好的力学性能和优异的弹性等。

主要用于高档涂料，耐候、耐低温、高弹性聚氨酯树脂，高档皮革涂饰剂。

对苯二异氰酸酯（PPDI）能在分子结构中产生致密性很高的硬链段区，具有极高的内聚力，使聚氨酯聚合物产生极好的相分离，从而使生成的聚氨酯比传统聚氨酯具有更高的耐磨性，更好的力学性能，更优秀的耐温、耐溶剂、耐水性能以及十分突出的回弹性能。

是制备高性能注浇型和热塑型聚氨酯弹性体的重要异氰酸酯。

相对于聚酯多元醇在聚氨酯制品的生产中，尤其是在聚氨酯软质泡沫塑料的生产中显示出更加优越的加工性能，制品具有良好的手感特性及价格优势。

主要合成原料：聚合反应的主体；起始剂（控制生成的聚醚多元醇分子量的大小；利用起始剂所含活泼氢原子数的不同，合成不同官能度的聚醚多元醇；赋予合成聚醚多元醇以各
种特殊性能）；催化剂
特种聚醚多元醇：
1 高活性聚醚多元醇：伯羟基类高活性聚醚多元醇；端氨基类高活性聚醚多元醇。

2 低不饱和度聚醚多元醇
3 阻燃型聚醚多元醇
4 接枝型聚醚多元醇
5 芳胺及芳（杂）环聚醚多元醇
1 蓖麻油、木焦油类聚醇化合物；
2 淀粉基聚醚多元醇；
3 植物油基聚醚多元醇。

聚酯多元醇
制备的聚氨酯材料具有优异的力学性能，突出的耐油、耐化学品等特性，被广泛用于聚
氨酯橡胶、微孔弹性体、涂料、黏合剂等相关产品。

聚己内酯多元醇（PCL）特点：不会产生低分子化合物，杂质少，含水量低；制备的聚氨酯产品除了具备传统聚酯基聚氨酯材料的高机械强度，优异的耐磨性、耐油等性能外，同时还兼备了聚醚基聚氨酯产品优越的耐水性和低温柔顺性；具有一定的自然分解能力。

特别适用于制备高性能的聚氨酯纤维、涂料和弹性体等。

聚碳酸酯多元醇（PCDL）制备的PU材料具有良好的力学性能，优异的抗氧化、耐磨、耐化学品、耐热等性能，耐水解稳定性和耐老化性能极为优越。

最常用的有机锡催化剂是二丁基锡二月桂酸酯和辛酸亚锡
三聚化反应催化剂
表面活性剂在泡沫的形成过程中，影响着原料各组分的互溶、乳化，影响着气泡核化、生成、分散及稳定，对泡沫体的结构，泡孔的大小，开、闭孔率的高低有着重要作用。

发泡剂制备聚氨酯泡沫塑料使用的发泡剂主要有两类，即水和低沸点化合物。

低沸点化合物：
1 一氟三氯甲烷（CFC-11）毒性低，不易燃，与聚醚多元醇组分互溶性优良，沸点低
且适中；
2 二氯甲烷（MEC）原料易得，合成简单，价格低廉，泡沫体除回弹性稍有降低，其
他性能均和CFC-11制备的泡沫性能相似；
3 全水发泡技术：在配方中增加使用新型软化剂；在高水量配方中降低异氰酸酯指数；
氢氧化铝水合物无毒，安全性好；
三聚氰胺低毒
三（氯乙基）磷酸酯（TCEP）阻燃性能优异并具有优良的抗低温和抗紫外线性。

三（1-氯-2-丙基）磷酸酯（TCPP）对水和碱的反应性较低。

三（1,3-二氯-2-丙基）磷酸酯（TDCPP）
甲基磷酸二甲酯（DMMP）
扩链剂
扩链剂在聚氨酯的合成中能使聚氨酯反应体系迅速地进行扩链和交联；具有能与反应体系进行化学反应的特性基团；引入特性基团结构。

按化学结构基本可分为醇类化合物和胺类化合物。

扩链剂的配比问题：聚氨酯合成的原料基本都是两官能团的，所以只有NCO的数量与OH（或NH2)为1：1或接近1：1时，聚氨酯的分子量才能扩大。

但事实上聚氨酯还会有一些副反应：NCO之间会发生自聚，NCO与氨基甲酸酯键继续反应生成脲基甲酸酯。

副反应可以增大聚氨酯的官能度，提高产品的强度，所以这是为什么我们扩链系数一般会选择0.95
的原因。

脱模剂
聚氨酯常见技术指标：硬度；拉伸强度、M100、M200、M300；撕裂强度；伸长率；
弹性；永久压缩变形；磨耗；内生热；压缩模量。

聚氨酯橡胶
按基础原料成分分类
聚酯型——以乙二酸等二元酸与乙二醇、丙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇等反应生成的端羟
C、CM系列；Vulkollan; Millathane。

C-PUR
C-PUR的主要优点：1 加工方式简单、方便、易于自动化、连续化生产；
2 C-PUR的耐磨性能极佳；
3 C-PUR配方的可调性大，硬度变化范围广；
4 C-PUR具有优异的力学性能；
5 C-PUR的耐油性能优越；
6 C-PUR耐氧、耐臭氧性能突出；
7 C-PUR的负荷能力高。

C-PUR存在的缺点及待改进：1 原料成本高；
T-PUR
主要的T-PUR：聚氨酯类、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类和其他材料。

T-PUR完全摆脱了传统橡胶工业的多工序、多人力、生产程序繁杂、劳动强度大的加工方式，可以使用普通塑料的加工方式，采用注射、挤出、压延等极为简便的方式生产出橡胶弹性制品，材料性能优异，加工方式更加简便、快捷。

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T-PUR制备中主要使用聚醇、二异氰酸酯和扩链剂（固化剂）。

T-PUR的制备方法：间歇法和输送带式连续法。

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