聚氨酯弹性体合成与加工方法

　　聚氨酯的合成方法是以化学反应为基础的，有一步法和两步法之分。

　　所谓一步法就是将全部的原料一次混合反应生成聚氨酯制品。两步法又称预聚物法或预聚体法，是将低聚物多元醇和多异氰酸酯先反应生成分子量比较低的预聚物，然后再加人扩链剂等与预聚物反应生成聚氨酯产（制）品。通常的预聚物由低聚物多元醇（如聚酯、聚醚等）与过量的二异氰酸酯反应制备。其中易挥发的游离二异氰酸酯的含量都要求比较低。如果二异氰酸酯的量大大超过多元醇的量(为2倍以上)，那么大量的二异氰酸酯无处反应，只能以游离状态存在于预聚物中，所以在这种情况下所制得的预聚物实际上是预聚物和二异氰酸酷的一种混合物。制备这种预聚物的目的主要是为了降低常温下预聚物的粘度，以便在第二步反应中使预聚物组分和扩链交联剂的粘度和体积比较接近，以提高计量的准确性和混合效果。为了有别于通常的低游离二异氰酸酯预聚物，可将这种高游离异氮酸酯含量的预聚物称为半预聚物或半预聚体，用半预聚物合成聚氨酯产（制）品的方法叶称之为半预聚物法或半预聚体法。这种半预聚物主要用于MDI型浇注型聚氨酯弹性体。

　　聚氨酯弹性体按其制品加工方法可分为浇注型(CPU)、热塑型(TPU)和混炼型聚氨酯(MPU)三大类。随着聚氨酯应用领域的扩大和加工技术的不断进步，20世纪70年代以后与上述二种传统加工方法不同的反应注射模塑（RIM)和水性聚氨酯的生产技术已趋成熟，并得到迅速发展，形成了各自完整的工艺和产品体系。

　　CPU在加工成型前为粘性液体，故有“液体橡胶”之称。它可以用一步法或两步法合成，其制品成型既可以加压硫化，又可常压硫化;既可热硫化，又可室温固化；既可手工浇注，又可用浇注机连续浇注成型。所以浇注成型工艺为大型弹性体制品的生产提供了诸多方便。

　　TPU和MPU在制品加工前均为固体，可相应称为“固体橡胶”。TPU常用一步法生产，即将低聚物多元醇、二异氰酸酯（如MDI)和小分子二醇经计量、混合进人双螺杆反应器反应，然后切粒和干燥，进行连续化生产。TPU的数均分子量在30000以上，硬度较高（邵氏A65邵氏D80)，用通用塑料加工设备生产制品。全热塑TPU还可用热熔涂覆或配成DMF等溶液，用浸渍或涂覆法生产仿皮革等制品。

　　MPU生胶与全热塑TPU相似，亦为端羟基线型聚合物，但相对分子质量较低(20000-30000)，软链段含量较高，可塑性大。MPU生胶吋用间歇法或连续化生产，用通用橡胶加工设备牛产制品。TPU和MPU的模压制品都需在加热和加压下成型，这就给模具制造提出了很高的要求。所以，一般来说TPU和MPU只适宜于加工中小件模压制品。其中TPU偏重于较硬（邵氏A70以上）的制品，MPU偏重于较软（邵氏A80以下）的制品。聚氨酯弹性体是将低粘度高活性的物料用高压计适泵输送到一个容积很小的混合头中快速撞击混合后，注入模腔并快速反应，固化成型。RIM工艺主要用于生产中低密度自结皮聚氨酯微孔弹性体制品和某本无泡的弹性体制品。物料系统和模具的温度较低（约65)、能量消费少、生产效率高,因此RIM制品加工既不同于TPU注塑成型，也有别于CPU制品加工。水性聚氨酯采用两步法合成。它是以无污染的水为分散剂的体系，主要用作皮革涂饰剂。

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