安徽建筑大学
毕 业 设 计 (论 文)
专 业 高分子材料与工程专业 班 级 10城建高分子2班 学生姓名 张楚阳 学 号 10206910220
课 题 阻燃聚氨酯弹性体的制备及性能研究 指导教师 徐文总老师
2014年6月7日
摘要
选用聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚醚三元醇加聚酯二元醇共混分别与二异氰酸酯进行反应制得预聚体，密封保存一夜，测试预聚体中NCO含量，选用MOKA、丙三醇、乙醇胺、三乙醇胺进行交联，为加快反应速率，可加入一定量的催化剂，根据NCO含量的不同，加入适量填料，制备聚氨酯弹性体。对弹性体进行力学性能测试，氧指数的测试。根据测试结果不断调整配方，最终制备满足一定性能要求的聚氨酯弹性体。
关键词：预聚体 聚氨酯弹性体 填料
Abstract
Optional polyether diols, polyester diols, polyether triol blend with polyester diol and a diisocyanate are reacted prepolymer was prepared, sealed and stored overnight in the test NCO content of the prepolymer, selection MOKA, glycerol, ethanolamine, triethanolamine crosslinking, to accelerate the reaction rate, a certain amount of catalyst may be added, depending on the NCO content of the added amount of the filler, the preparation of polyurethane elastomers. On the mechanical properties of the elastomer testing, oxygen index test. According to the test results and constantly adjust the formula, final preparation of polyurethane elastomers to meet certain performance requirements.
Keywords: Polyurethane prepolymer filler
目录
封面
摘要.............................................................................................. 错误！未定义书签。 目录................................................................................................................................ 4 第一章 绪言................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1引言........................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1.1 聚氨酯的发展史、现状及前景展望................................ 错误！未定义书签。 1.1.2阻燃聚氨酯软泡的研究概况........................................... 错误！未定义书签。 1.2聚氨酯泡沫塑料................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1聚氨酯简介....................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.2聚氨酯泡沫塑料及分类................................................... 错误！未定义书签。 1.3聚氨酯泡沫塑料的合成原理............................................... 错误！未定义书签。 1.3.1泡沫塑料的基本配方及各组分的作用........................... 错误！未定义书签。 1.3.2聚氨酯泡沫塑料合成中的基本反应............................... 错误！未定义书签。 1.4 聚氨酯泡沫的形成过程及影响因素.................................. 错误！未定义书签。 1.5 制造方法.............................................................................. 错误！未定义书签。 1.6聚氨酯泡沫塑料结构与性能的关系................................... 错误！未定义书签。 1.6.1基本影响因素................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.2 形态结构与性能的关系.................................................. 错误！未定义书签。 1.7对聚氨酯泡沫进行阻燃的方法........................................... 错误！未定义书签。 1.7.1 .添加法............................................................................ 错误！未定义书签。 1.7.2反应型阻燃剂法............................................................... 错误！未定义书签。 1.7.3浸渍法............................................................................... 错误！未定义书签。 1.7.4.引入阻燃结构.................................................................. 错误！未定义书签。 1.7.5.防火涂层法...................................................................... 错误！未定义书签。 1.8 阻燃全水发泡聚氨酯的研究意义与创新.......................... 错误！未定义书签。 第二章 实验部分.................................................................... 错误！未定义书签。 2.1仪器设备及原材料................................................................ 错误！未定义书签。 2.1.1 主要原料............................................................................ 错误！未定义书签。
2.1.2 主要仪器设备.................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 软质聚氨酯泡沫的制备....................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1聚氨酯软泡实验配方......................................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 一步法实验流程................................................................ 错误！未定义书签。 2.2.3 实验步骤............................................................................ 错误！未定义书签。 2.3性能表征方法........................................................................ 错误！未定义书签。 2.3.1 表观芯密度的测定............................................................ 错误！未定义书签。 2.3.2 拉伸强度和断裂伸长率的测定........................................ 错误！未定义书签。 2.3.3 热释放速率的测定............................................................ 错误！未定义书签。 2.4 相关计算............................................................................... 错误！未定义书签。 2.4.1 TDI加入量计算公式： ..................................................... 错误！未定义书签。 2.4.2 聚氨酯泡沫密度的计算.................................................... 错误！未定义书签。 第三章 实验结果与性能分析................................................ 错误！未定义书签。 3.1 异氰酸根指数对泡沫性能的影响....................................... 错误！未定义书签。 3.1.1 密度.................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1.2 拉伸强度............................................................................ 错误！未定义书签。 3.2水对聚氨酯泡沫性能的影响................................................ 错误！未定义书签。 3.3复配阻燃剂的添加对聚氨酯泡沫性能的影响.................... 错误！未定义书签。 3.4 复配阻燃剂阻燃效果.......................................................... 错误！未定义书签。 3.4.1 热释放速率...................................................................... 错误！未定义书签。 3.4.2 总释放热量...................................................................... 错误！未定义书签。 第四章 结论.............................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。
第一章 绪论
1.1聚氨酯弹性体的概述
聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶，它属于特种合成橡胶，是一类在分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的弹性聚合物，是典型的多嵌段共聚物材料。聚氨酯弹性体通常以聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料进行加聚反应而制得。 从分子结构上来看，聚氨酯弹性体(PUE)是一种嵌段聚合物，其分子链一般由两部分组成，在常温下，一部分处于高弹态，称为软段；另一部分处于玻璃态或结晶态，称为硬段。一般由聚合物多元醇柔性长链构成软段，以异氰酸酯和扩链剂构成硬段，软段和硬段交替排列，从而形成重复结构单元。聚氨酯分子主链中除含有氨基甲酸酯基团外，还含有醚、酯或及脲基等极性基团。由于大量这些极性基团的存在，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段由于热力学不相容而诱导形成硬段和软段微区并产生微观相分离结构，即使是线性聚氨酯也可以通过氢键而形成物理交联。这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性，以“耐磨橡胶”著称[1]，并且由于聚氨酯的原料品种很多，可以调节原料的品种及配比从而合成出不同性能特点的制品，使得聚氨酯弹性体大量应用于国民经济领域。虽然聚氨酯弹性体的产量在聚氨酯制品中所占的比重不大，但是它的品种之繁多、应用领域之广泛都是其它材料所不能比拟的。聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，其模量介于一般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性：①较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内(邵氏 A10-邵氏 D75)保持较高的弹性；②在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高；③优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的 2-10 倍；④耐疲劳性及抗震动性好，适于高频挠曲应用；⑤抗冲击性高；⑥芳香族聚氨酯耐辐射、耐氧性和耐臭氧性能优良；⑦耐油脂及耐化学品性优良；⑧一般无需增塑剂可达到所需的低硬度，因而无增塑剂迁移带来的问题；⑨模塑和加工成本低；⑩普通聚氨酯不能在 100℃以上使用，但采用配方可耐 140℃高温。在通常情况下，与金属材料相比，聚氨酯弹性体制品具有重量轻、耐损耗、音低、加工费用低及耐腐蚀等优点；与橡胶相比，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐割、耐撕裂、高承载性、可浇注、可灌封、透明或半透明、耐臭氧、硬度范围等优