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      軟質聚氨酯泡沫塑料

      2016-07-20
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      軟質聚氨酯泡沫塑料

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      軟質聚氨酯泡沫塑料(Flexible Polyurethane Foam,簡稱聚氨酯軟泡)是指具有一定彈性的一類柔軟性聚氨酯泡沫塑料,它是用量最大的一種聚氨酯產品。產品主要有高回彈泡沫(HRF)、塊狀海綿、慢回彈泡沫、自結皮泡沫(ISF)、和半硬質吸能泡沫等。聚氨酯軟泡的泡孔結構多為開孔的。一般具有密度低、彈性回復好、吸音、透氣、保溫等性能,主要用作家具墊材、交通工具座椅墊材、各種軟性襯墊層壓復合材料。工業和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱保溫材料等。
      中文名
      軟質聚氨酯泡沫塑料
      外文名
      flexible?polyurethane?foam?
      簡????稱
      聚氨酯軟泡
      特????點
      具有一定彈性
      本????質
      用量最大的一種聚氨酯產品
      結????構
      結構多為開孔的

      分類

      編輯
      按制品的軟硬程度,分為超柔軟泡沫、普通泡沫、高回彈泡沫、聚氨酯軟泡高承載型軟泡等。按軟硬程度即耐負荷性能的不同,聚氨酯軟泡可分為普通軟泡、超柔軟泡沫、高承載型軟泡、高回彈泡沫等。高回彈泡沫、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。[1]?
      聚氨酯軟泡按生產工藝可分為塊狀泡沫及模塑軟泡,前者是通過連續法工藝生產的大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品,而模塑軟泡一般為間隙法生產,原料直接在模具中發泡成型,即制成所需形狀的泡沫制品。模塑泡沫按熟化方式分,可分為熱熟化軟泡和冷熟化軟泡。
      以采用的多元醇原料分類,可分為聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。最早的軟質聚氨酯泡沫塑料是用聚酯多元醇和TDI-65/35通過箱式發泡工藝生產的?,F在,聚酯型軟泡產量已很小,它已被彈性更好的聚醚型軟泡所代替。單應用于某些特殊場合的聚酯型聚氨酯軟泡仍有生產。例如,用低支化度聚酯多元醇和TDI-65或TDI-80制造的高伸長率軟泡主要用于防止拼的夾層中。聚酯型軟泡拉伸強度和撕裂強度較好,也比較堅挺。單回彈性較差,這種泡沫有良好的耐候性和耐溶劑性能,用于紡織和服裝復合襯里等領域。但因聚酯本身的耐水解性能不好,泡沫在濕熱條件下使用壽命不長。
      具有較高硬度的彈性聚氨酯泡沫,可稱之為聚氨酯半硬泡,有人把它歸于軟泡,但其配方與功能一般與一般軟泡有一定區別。

      應用

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      聚氨酯軟泡多為開孔的,通常具有密度低、透氣、吸音、保溫、回彈性好等特點。高回彈聚氨酯泡沫主要用作交通工具座椅、家具墊材、各種襯墊層壓復合材料,也用作隔音材料、過濾材料、裝飾材料、防震材料、包裝材料和保溫隔熱材料等;軟質聚氨酯自結皮泡沫塑料制品主要用于汽車方向盤、頭枕、扶手、摩托車車座、自行車車座、安樂椅扶手和頭靠、門把、阻流板以及保險杠等。[1]?

      生產工藝

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      主要原料及添加劑
      (1)多異氰酸酯(如TDI、MDI、PAPI等)一一主要原料;[1]?
      (2)聚醚、聚酯或其它多元醇一一主要原料;
      (3)胺類或有機錫類催化劑一一加快發氣和凝膠反應;
      (4)泡沫穩定劑一一穩定泡沫并控制泡孔孔徑;
      (5)擴鏈劑一一提高制品的力學性能,如彈性等;[1]?
      (6)物理發泡劑一一汽化后作為氣泡來源,同時吸收反應熱量,防止泡沫 “焦燒”,
      (7)水一一鏈增長劑,同時產生CO2氣體;
      (8)阻燃劑一一賦予材料阻燃性;
      (9)顏料一一提供各種色澤;
      (10)脫模劑。
      制備過程
      在制備聚氨酯泡沫塑料時有三個顯著特點:反應速度快,2-4分鐘內基本完成;放出大量的熱,體系的反應溫度迅速上升到70-150℃不等;體積變化大,迅速膨脹20-50倍。雖然整個發泡過程只需短短幾分鐘,但是仍然可以分為四個基本過程:氣泡成核(bubble nucleation)、氣泡生長(bubble growth)、微相分離(microphase separation)和化學凝膠(polymerization)。其中前兩個階段決定了聚氨酯泡沫制品的泡孔數目和孔徑大??;微相分離決定了聚氨酯泡沫制品的開孔率;而化學凝膠決定了高聚物的網絡結構,它和微相分離共同決定了制品的結構,并最終制約了泡沫制品的各種力學性能。[2]?

      發展沿革

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      聚氨酯軟泡的生產最早采用預聚體法,即先由聚醚多元醇和過量的TDI反應,制成含有游離NCO基的預聚體,然后再與水、催化劑、穩定劑等混合制成泡沫塑料。預聚法生產流程長,成本高,僅在一些特殊產品的生產中采用。
      1958年底,美國莫貝公司和聯碳公司采用了催化活性高的三亞乙基二胺作為發泡催化劑,并結合采用有機硅表面活性劑配方,開發了“一步法”工藝技術。這是泡沫生產技術的重大突破,至今還在廣為采用。目前的普通聚氨酯軟泡幾乎都是用一步法生產,即各種物料通過計量直接進入混合頭混合,一步制造泡沫塑料。依其生產方式之不同,可分為連續式和間歇式。
      進入21世紀,聚氨酯軟泡中有90%是用聚醚多元醇生產的,大部分為通用軟泡(塊狀泡沫為主)和高回彈軟泡,還有一少部分特種軟泡,如超柔軟泡沫塑料、高承載泡沫塑料、親水性軟泡、吸音泡沫塑料和過濾用軟泡等。
      參考資料
      • 1.??孔壯。阻燃聚醚多元醇的合成及其用于制備軟質聚氨酯泡沫塑料的研究。[D]青島:青島科技大學,2012
      • 2.??侯瑞宏,胡忠偉,軟泡相分離理論分析與探討,聚氨酯工業,1997, 12(3):1-4
      詞條標簽:
      中國化工學會?,?化工產品

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