高分子化学实验报告 1 聚氨酯泡沫塑料的制备 2011011743 分1 黄浩 一、 实验目的 1. 了解制备聚氨酯泡沫塑料的反应原理。 2. 了解各组份的作用及影响。 二、 实验原理 本实验是使用聚醚与异氰酸酯扩链生成预聚体，并利用水和异氰酸酯的反应来发泡并进一步延长分子链，最终生成多孔松软的发泡塑料。 聚氨酯泡沫塑料的合成可分为三个方面： 1. 预聚体的合成。由二异氰酸酯单体与聚醚 330N 反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。 2. 发泡与扩链。在预聚体中加入适量的水，异氰酸酯端基与水反应生成氨基甲酸，随机分解生成一级胺与 CO2，放出的CO2 气体上升膨胀，在聚合物中形成气泡，并且生成的一级胺可与聚氨酯、二异氰酸酯进一步发生扩链反应。 3. 交联固化。游离的异氰酸酯基与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联形成体型网状结构。在本实验中，合成的是软质泡沫塑料，交联反应相对较少，但也存在。 聚氨酯泡沫塑料的软硬取决于所用的羟基聚醚或聚酯，使用较高分子量及相应较低羟值的线型聚醚或聚酯时，得到的产物交联度较低，制得的是线性聚氨酯，为软质泡沫塑料；若用短链或支链的多羟基聚醚或聚酯， 所得聚氨酯的交联密度高，为硬质泡沫塑料，伸长率高分子化学实验报告 2 小于10%，复原慢；此外还有半硬质泡沫塑料，性能在上述两种之间。除了软硬之外，泡沫塑料还有开孔和闭孔之分，前者类似于海绵，具有相互联通的小孔结构，而后者则是由高聚物包裹起来的气囊所构成。 在发泡塑料中，多孔结构可以由聚合本身放出，也可以加入发泡剂，如碳酸氢铵、挥发性溶剂，或者直接在预聚物中吹入气体。聚氨酯属于聚合反应本身产生气体，异氰酸酯可以与任何带有活泼氢的物质反应，当与水反应时，会产生二氧化碳和有机胺类，后者会继续与异氰酸酯反应，即扩链。 在泡沫塑料的制备过程中，也会使用催化剂，二价的有机锡、锌盐或三级胺，都能活化异氰酸酯。 聚氨酯泡沫塑料有三种制备方法，分别是预聚体法、半预聚体法和一步法，前两者是先聚合、扩链生成预聚体，再进行发泡、交联等，适于制备硬质泡沫塑料。本实验是使用一步法，所有料一次加入，扩链、发泡、交联同时进行，对配方和条件要求较高。 三、 实验背景 聚氨基甲酸酯分子中具有强极性基团，使它与聚酰胺有某些类似之处，聚合物中存在着氢键，使它具有高强度、耐磨、耐溶剂等特点，而且可通过改变单体的结构、 分子量等，在很大范围内调节聚氨酯的性能，使...
