脚轮材料——聚氨酯的70个基本概念，让你轻松成为聚氨酯高手（下）
东瑞脚轮材料：
51.泡沫制备的基本反应
答：是指-NCO与-OH、-NH2、H2O的反应，与多元醇反应时，发泡过程中的“凝胶反应”一般即指氨基甲酸酯的形成反应。因为泡沫原料采用多官能度原料，得到的是交联网络，这使得发泡体系能够迅速凝胶。
在有水存在的发泡体系中，产生发泡反应。所谓“发泡反应”， 一般是指有水与异氰酸酯反应生成取代脲，并放出CO2的反应。
52.气泡的成核机理
原料在液体中反应或依靠反应生产的温度产生气体物质并使气体挥发。随着反应的进行和反应热量的大量产生，气体物质的发生量和挥发量不断增加。气体浓度增加超过饱和浓度后，在溶液相中开始形成维系的气泡并上升。
53.泡沫稳定剂在聚氨酯泡沫制备中的作用
答:具有乳化作用，使泡沫物料各组分间的互溶性增强;加入有机硅表面活性剂后，由于它大大降低了液体的表面张力γ ，气体分散时所需增加的自由能减少，使分散在原料中的空气在搅拌混合过程中更易成核，有助于细小气泡的产生，提高了泡沫的稳定性。
54.泡沫的稳定机理
答：加入适当的表面活性剂有利于生成细微的气泡分散体。
55.开孔泡沫与闭孔泡沫的形成机理
答：开孔泡沫形成机理：大多情况是在气泡内产生最大压力时由于凝胶反应形成的泡孔壁强度不高，不能承受气体压力升高引起的壁膜拉伸，气泡壁膜便被拉破，气体从破裂处逸出，形成开孔泡沫。
闭孔泡沫形成机理：对于硬泡体系，由于采用多官能度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯反应，凝胶速度相对较快，在泡孔内气体不能挤破泡壁，从而形成以闭孔为主的泡沫塑料。
56.物理发泡剂与化学发泡剂发泡机理
答：物理发泡剂：物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的。
化学发泡剂：化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物。
57.软质聚氨酯泡沫的制备方法
答：一步法和预聚体法
预聚体法：即先由聚醚多元醇和过量的TDI反应，制成含有游离NCO基的预聚体，后与水、催化剂、稳定剂等混合制成泡沫。
一步法：各种原料通过计算直接进入混合头混合，一步制造泡沫塑料，可分为连续式和间歇式。
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58.水平发泡与垂直发泡的特点
答：水平发泡特点：边膜提升法：该方法在原始水平发泡机基础上增加了向上牵引侧纸装置，使泡沫边缘与中部同步上涨发泡，从而制得接近平顶的泡沫块。平衡压板法：特点是采用了顶纸和顶部盖板。溢流槽法：特点是采用溢流槽和传送带降落板。
垂直发泡特点：可以用较小的流量得到大截面积的泡沫块料，而通常用水平发泡机要得到同样截面的块料，流量水平要比垂直发泡大3～5倍;由于泡沫块横截面大，不存在上下表皮，边皮也较薄，因而大大减少了切割损失;设备占地面积小，厂房高度约12～13m，厂房和设备投资费用较水平发泡工艺的低;可以方便地通过更换料斗及模型，可生产圆柱形或矩形泡沫体，特别是可生产供旋切的圆块泡坯料。
59.软泡制备原料选择基本要点
答：多元醇：用于普通块状泡沫的聚醚多元醇，分子量一般为3000～4000，以聚醚三醇为主。高回弹泡沫则多采用分子量在4500～6000的聚醚三醇。分子量增加时，泡沫的拉伸强度、伸长率和回弹性提高;同类聚醚的反应活性下降。聚醚的官能度增加，则反应相对加快，生成聚氨酯的交联度提高，泡沫硬度随之提高，伸长率下降。异氰酸酯:聚氨酯软块泡的异氰酸酯原料以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)为主。而活性相对较低的TDI-65仅用于聚酯型聚氨酯泡沫或特殊的聚醚型泡沫。催化剂:块状软泡发泡用的催化利大致分为二类：一类是有机金属化合物，以辛酸亚锡最为常用;另一类是叔胺、以双(二甲氨基乙基)醚常用。泡沫稳定剂:在聚酯型聚氨酯块状泡沫中以非硅系表面活性剂为主，聚醚型块状发泡中主要采用有机硅—氧化烯烃共聚合物。发泡剂: 一般在制造密度大于21千克每立方米的聚氨酯软块泡时，只使用水作发泡剂;在低密度配方中才使用二氯甲烷(MC)等低沸点化合物作辅助发泡剂。
60.环境条件对块状泡沫物性的影响
答：温度的影响：聚氨酯的发泡反应随着物料温度上升而加快，在敏感的配方中将会引起烧芯和着火的危险。空气湿度的影响：随着湿度的增加，由于泡沫中的异氰酸酯基团部分与空气中的水分反应，泡沫的硬度有所下降，伸长率增加;由于脲基的增加，泡沫的拉伸强度有所增加。大气压的影响：对同样的配方，当在海拔较高的地方发泡时，密度明显降低。
61.冷模塑软泡与热模塑泡沫所用原料体系主要区别
答：冷熟化模塑所用原料的反应活性较高，熟化时无需外部供热，依靠体系产生的热量，短时间即可基本上完成熟化反应，原料注模后几分钟内即可脱模。 热熟化模塑泡沫的原料反应活性较低，反应混合物在模具中发泡结束后，需要连同模具一起加热，泡沫制品在烘道中熟化完全后才能脱模。
62.冷模塑软泡与热模塑泡沫相比有何特点
答：①生产过程中不需外部提供热量，可节省大量热能;②sag系数(压陷比)高，舒适性能好;③回弹率高;④不加阻燃剂的泡沫也有一定的阻燃性能;⑤生产周期短，可节省模具，节约成本。
63.软泡与硬泡各自的特点与用途
答：软泡特点：聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能。用途：主要用作家具、垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。
硬泡特点：聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好;聚氨酯硬泡的绝热性能优越;粘合力强;老化性能好，绝热使用寿命长;反应混合物具有良好的流动性，能顺利地充满复杂形状的模腔或空间;聚氨酯硬泡生产原料的反应性高，可以实现快速固化，能在工厂中实现高效率、大批量生产。
用途：用作冰箱、冷柜、冷藏集装箱、冷库等的保温层材料，石油输送管道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶保温层、保温夹心板，等等。
64.硬泡配方设计要点
答：多元醇 ：用于硬泡配方的聚醚多元醇一般是高官能度、高羟值(低分子量)聚氧化丙烯多元醇;异氰酸酯：目前用于硬泡的异氰酸酯主要是多亚甲基多苯基多异氰酸酯(一般称PAPI)，即粗MDI、聚合MDI; 发泡剂:(1)CFC发泡剂(2)HCFC及HFC发泡剂(3)戊烷发泡剂(4)水; 泡沫稳定剂:用于聚氨酯硬泡配方的泡沫稳定剂一般是聚二甲基硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段聚合物，目前大多数泡沫稳定剂以Si-C型为主;催化剂:硬泡配方的催化剂以叔胺为主，在特殊场合可使用有机锡催化剂;其它助剂:根据聚氨酯硬泡制品的不同用途要求与需要，还可在配方中加入阻燃剂、开孔剂、发烟抑制剂、防老剂、防霉剂、增韧剂等助剂。
65.整皮模塑泡沫制备原理
答:整皮模塑泡沫塑料(integral skin foam，简称ISF)又称自结皮泡沫塑料(self skinning foam)，是在制造时自身产生致密表皮的泡沫塑料。
66.聚氨酯微孔弹性体的特点及用途
答：特点：聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段，硬段和软段交替排列，形成重复结构单元。除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。
67.聚氨酯弹性体由哪些主要性能特点
答：性能特点：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;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;
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、耐油脂及耐化学品性优良;芳香族聚氨酯耐辐射;耐氧性和耐臭氧性能优良;
5、抗冲击性高、耐疲劳性及抗震动性好，适于高频挠屈应用;
6、低温柔顺性好;
7、普通聚氨酯不能在100 ℃以上使用，但采用特殊的配方可耐140 ℃高温;8、模塑和加工成本相对较低。
68.聚氨酯弹性体根据多元醇、异氰酸酯、制造工艺等分类
答：1.按低聚物多元醇原料分，聚氨酯弹性体可分为聚酯型、聚醚型、聚烯烃型、聚碳酸酯型等，聚醚型中根据具体品种又可分聚四氢呋喃型、聚氧化丙烯型等;
2.根据二异氰酸酯的不同，可分为脂肪族和芳香族弹性体，又细分为TDI型、MDI型、IPDI型、NDI型等类型;从制造工艺分，传统上把聚氨酯弹性体分为浇注型(CPU)、热塑性(TPU)、混炼型(MPU)三大类。
69.从分子结构上看影响聚氨酯弹性体性能的因素有?
答：从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段，硬段和软段交替排列，形成重复结构单元。除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。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。
70.普通聚酯型和聚四氢呋喃醚型弹性体的性能区别
答：聚酯分子中含有较多的极性酯基(-COO-)，可形成效强的分子内氢键，因而聚酯型聚氨酯具有较高的强度、耐磨及耐油性能。
聚醚多元醇制得的弹性体具有较好的水解稳定性、耐候性，低温柔顺性和耐霉菌性等性能。
本文章来自于：东瑞脚轮