生物基聚氨酯弹性体研究进展论文
聚氨酯弹性体，又称聚氨基甲酸酯弹性体，是一种主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的高分子合成材料，一般由聚酯、聚醚和聚烯烃等低聚物多元醇与多异氰酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚和而成。它是一种介于一般橡胶和塑料之间的弹性材料，即具有橡胶的高弹性，又具有塑料的高强度。它的伸长率大，硬度范围宽广：它的耐磨性、生物相容性与血液相容性特别突出。同时，它还有优异的耐油、耐冲击、耐低温、耐辐射和负重、隔热、绝缘等性能。因此，聚氨酯弹性体的应用领域非常广泛。聚氨酯弹性体的性能范围广泛，这和它的结构有着紧密的联系，而它的结构则取决于反应物、反应时间、反应温度等许多因素，甚至连水含量的微小变化都能引起聚氨酯弹性体机械性能的巨大差异。供应厂家有上海九元石油化工有限公司厦门金有聚化工有限公司宁波伊尔卡密封件有限公司
参考资料： 聚氨酯弹性体自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用，并以民用为主后，产品的品种牌号不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。 聚氨酯弹性体是聚氨酯合成材料中的一个品种，由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。 聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可以制成液体橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可以制成颗粒料，与普通塑料一样，用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性，使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛，应用领域不断扩大。 耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。聚氨酯弹体的主要优点： 1、性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用户对制品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用户对制品的一个重要指标，聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊，又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊，这是一般弹性体材料所难以做到的。聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子材料，随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加，弹性体原强度和硬度会相应提高。 2、耐磨性能优越。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉区的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用不了几百小时就严重磨损漏水，而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能，可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。酯氨酯弹性体的不足之处： 1、内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。 2、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。常见应用领域：
1、汽车用聚氨酯弹性体。现今的汽车工业正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展。橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。美国Goodrich公司开发出第二代TPU，其商务名为Estaloc。该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性，并采用中空玻璃球作填料，使光泽度提高了15%以上，可用于制造汽车边板和减震垫等。在汽车上安装安全气囊，是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有重大作用。这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击，还要有较好的低温柔性，适宜用聚氨酯制作，每个气囊用胶量约300克。我国大部分汽车尚未安装气囊，市场需求量很大。利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力。可制造中低速载重车辆用轮胎，强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新旧橡胶光胎为基体，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层，目前正处于里程试验阶段，不久后有望投入指生产。 2、建筑用聚氨酯弹性体。传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有国家级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、大中专院校，甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用常温固化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的轨枕是十分理想的材料，日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点，很好推广价值。 3、矿山用聚氯酯弹性体。煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大。近10年来，许多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其它如用于制作固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大作用。目前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。 4、鞋用聚氯酯弹性体。自从台商纷纷来到大陆，我国的制鞋业发展迅速。聚氯酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。 5、医用聚氨酯弹性体。良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU和CPU材料在医疗领域获得应用的重要原因。目前已开发成功的医用弹性体制品有：气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。 6、新型聚氨酯复合板材。英国正在开发一种称为SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材，将给造船业带来一场革命。它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酯弹性体，一旦开发成功，可取代传统造船业用的加强钢板材料，其优点是：节省制造时间、节约钢板、减轻船体重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。一旦将来采用SPS系统的复合材料来造船的话，造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字。一般情况下，聚氨酯耐磨是橡胶的10倍，钢铁的3~4倍。但是聚氨酯为什么不做高速行驶的汽车轮胎？因为普通的聚氨酯有滞后热，积聚后引起分子链断裂，这是其致命伤，是世界难题。此外，普通聚氨酯强度和撕裂在常温下很好，但在80度使用条件下，强度降到常温时的50%，100度时降到20%，而且撕裂也变得很差，易破。 我大学毕业就从事聚氨酯弹性体研究，已二十多年，据我了解，国内做聚氨酯筛板的企业不少，应该没有一家能解决这个问题。 针对聚氨酯的滞后热问题，我研究了整10年。这么说吧，普通的聚氨酯小轮子，在10公斤力，3000转每分钟，挺不过1分钟，只剩下一层皮。我的行。 做筛板，砂泵叶轮等制品，条件低得多，是橡胶 10倍不现实，好几倍应该没问题。 如果你真的感兴趣，不妨一试。邮箱：mfh921797148@. 可能有冒犯各位专家之处，包涵！
TPU的主要特性有： （1）硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性。 （2）机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。 （3）耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。（4）加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。（5）耐油、耐水、耐霉菌。（6）再生利用性好。做管材防腐方面TPU还是一种比较理想的材料。在热塑性弹性体中做管材的主要有TPEE、TPU等，TPU做的管材比TPEE做出来的撕裂强度、耐磨等稍好，但TPEE做出来的产品比TPU，耐高温、抗疲劳、曲翘回弹等要好。我们公司就做这几种材料。我的邮箱
聚氨酯弹性体研究与应用论文
导管用的聚氨酯都是TPU。聚氨酯类热塑性弹性体在医疗器械中的应用聚氨酯弹性体是有软段（长链多元醇）和硬段（二异氰酸酯及扩链剂）嵌段共聚合成的聚合物，通过调整这两个链段的比率，可以制备不同硬度的聚氨酯弹性体，硬度范围在60A-84D之间。由于医用级聚氨酯弹性体要求纯度高、反应条件和工艺条件要求苛刻，用量不大，生产技术只集中在少数的几家国外大公司手中，如：路博润、拜耳、巴斯夫、陶氏化学和亨斯迈等。医用聚氨酯弹性体具有良好的延伸性和抗挠曲性，强度高、耐磨损，生物相容性好、无致畸变作用、无过敏反应，血液相容性、抗血栓性能好，且不损伤血液成分，同时聚氨酯材料具有优异的物理机械性能和加工性能，使其在医疗领域得到广泛应用。上世纪50 年代，聚氨酯弹性体开始应用于医用材料，最初用于骨修复材料，之后又成功用于血管外科手术缝合用补充涂层。聚氨酯弹性体作为一种医用材料受到越来越多的重视，各种医用聚氨酯弹性体迅速被开发出来。上世纪80年代初，用聚氨酯弹性体制作人工心脏移植手术获得巨大成功，使聚氨酯弹性体材料在生物医学领域得到进一步的发展。目前，应用聚氨酯弹性体开发的医疗产品主要有人工心脏辅助装置、人工血管、各种导管。人工心脏以及心脏辅助装置对材料的性能是多方面的，临床实践证明，聚氨酯弹性体在血液相容性、生物相容性、耐久性等方面均优于其他橡胶，成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。目前，人工心脏用聚氨酯弹性体有几种已商品化如Biomer、Cardiothane、Pellethane、Tecoflex EG等。聚氨酯弹性体良好的弹性、血液相容性以及与天然血管的顺应性成为制备人工血管良好选择。首个应用于人工血管的TPU是Covita公司的聚碳酸酯型聚氨酯，其商品名为Corethane。据有消息称美国的美国莱斯大学研究团队已经生产出了一种新型的聚氨酯弹性体材料，该材料可用于制造小直径的人工血管。小直径人工血管由于血液凝结或组织堵塞的原因使得其他材料无能为力。当前，在我国医用导管大多采用的原料是软质聚氯乙烯，在医用输注器械中的用量超过10万吨/年，但材料中残留的氯乙烯单体和添加在其中的增塑剂DEHP都会对人体造成潜在的危害。TPU的生物性能、机械性能以及加工性能均与PVC相当，甚至更加优异，同时无毒，且不需要添加助剂进行加工。因此在医用导管方面，TPU从理论上有替代PVC的可能性，统计资料表明，仅美国每年就有万吨聚氨酯弹性体用于医用导管的生产，各种导管产值已超过20亿美元。世界年销售各种导管已达数十亿美元。TPU的唯一不足的是医用级TPU价格昂贵，目前主要是应用于高附加值精密介入导管的开发，如：留置针套管、中心静脉导管、外周置入中心静脉导管、电生理导管、造影导管、扩张球囊导管、微导管等。采用热塑性聚氨酯弹性体和软质聚氯乙烯共混树脂，可制成各种医用特殊输液和输血装置，用聚氨酯弹性体制作的双压胶管的内胶层，能防止聚氯乙烯中增塑剂向溶液中迁移。用此种材料生产的血袋能够有效解决单独聚氯乙烯材料制成的血袋所存在的增塑剂迁移问题。此外聚氨酯弹性体还应用于气管套管、人工假肢、义齿、计生用品、体外循环血液管路、医用连接管路和介入耗材的涂层材料。在欧美发达国家，医用聚氨酯弹性体材料早已商业化而且新材料、新用途仍在持续开发中，而在国内，这一市场还未被真正开发，很多产品一直靠进口，与国外差距甚大。有媒体报道目前国内对TPU的需求量每年将以20％的速度持续增长。所以，在国内医用聚氨酯弹性体材料的研究迫在眉睫。
不明白 我是做聚氨酯 聚脲喷涂教主设备的厂家 有什么问题可以问我
导管用的聚氨酯都是TPU。\x0d\x0a聚氨酯类热塑性弹性体在医疗器械中的应用\x0d\x0a聚氨酯弹性体是有软段（长链多元醇）和硬段（二异氰酸酯及扩链剂）嵌段共聚合成的聚合物，通过调整这两个链段的比率，可以制备不同硬度的聚氨酯弹性体，硬度范围在60A-84D之间。由于医用级聚氨酯弹性体要求纯度高、反应条件和工艺条件要求苛刻，用量不大，生产技术只集中在少数的几家国外大公司手中，如：路博润、拜耳、巴斯夫、陶氏化学和亨斯迈等。\x0d\x0a医用聚氨酯弹性体具有良好的延伸性和抗挠曲性，强度高、耐磨损，生物相容性好、无致畸变作用、无过敏反应，血液相容性、抗血栓性能好，且不损伤血液成分，同时聚氨酯材料具有优异的物理机械性能和加工性能，使其在医疗领域得到广泛应用。上世纪50年代，聚氨酯弹性体开始应用于医用材料，最初用于骨修复材料，之后又成功用于血管外科手术缝合用补充涂层。聚氨酯弹性体作为一种医用材料受到越来越多的重视，各种医用聚氨酯弹性体迅速被开发出来。上世纪80年代初，用聚氨酯弹性体制作人工心脏移植手术获得巨大成功，使聚氨酯弹性体材料在生物医学领域得到进一步的发展。目前，应用聚氨酯弹性体开发的医疗产品主要有人工心脏辅助装置、人工血管、各种导管。\x0d\x0a人工心脏以及心脏辅助装置对材料的性能是多方面的，临床实践证明，聚氨酯弹性体在血液相容性、生物相容性、耐久性等方面均优于其他橡胶，成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。目前，人工心脏用聚氨酯弹性体有几种已商品化如Biomer、Cardiothane、Pellethane、TecoflexEG等。\x0d\x0a聚氨酯弹性体良好的弹性、血液相容性以及与天然血管的顺应性成为制备人工血管良好选择。首个应用于人工血管的TPU是Covita公司的聚碳酸酯型聚氨酯，其商品名为Corethane。据有消息称美国的美国莱斯大学研究团队已经生产出了一种新型的聚氨酯弹性体材料，该材料可用于制造小直径的人工血管。小直径人工血管由于血液凝结或组织堵塞的原因使得其他材料无能为力。\x0d\x0a当前，在我国医用导管大多采用的原料是软质聚氯乙烯，在医用输注器械中的用量超过10万吨/年，但材料中残留的氯乙烯单体和添加在其中的增塑剂DEHP都会对人体造成潜在的危害。TPU的生物性能、机械性能以及加工性能均与PVC相当，甚至更加优异，同时无毒，且不需要添加助剂进行加工。因此在医用导管方面，TPU从理论上有替代PVC的可能性，统计资料表明，仅美国每年就有万吨聚氨酯弹性体用于医用导管的生产，各种导管产值已超过20亿美元。世界年销售各种导管已达数十亿美元。TPU的唯一不足的是医用级TPU价格昂贵，目前主要是应用于高附加值精密介入导管的开发，如：留置针套管、中心静脉导管、外周置入中心静脉导管、电生理导管、造影导管、扩张球囊导管、微导管等。\x0d\x0a采用热塑性聚氨酯弹性体和软质聚氯乙烯共混树脂，可制成各种医用特殊输液和输血装置，用聚氨酯弹性体制作的双压胶管的内胶层，能防止聚氯乙烯中增塑剂向溶液中迁移。用此种材料生产的血袋能够有效解决单独聚氯乙烯材料制成的血袋所存在的增塑剂迁移问题。\x0d\x0a此外聚氨酯弹性体还应用于气管套管、人工假肢、义齿、计生用品、体外循环血液管路、医用连接管路和介入耗材的涂层材料。\x0d\x0a在欧美发达国家，医用聚氨酯弹性体材料早已商业化而且新材料、新用途仍在持续开发中，而在国内，这一市场还未被真正开发，很多产品一直靠进口，与国外差距甚大。有媒体报道目前国内对TPU的需求量每年将以20％的速度持续增长。所以，在国内医用聚氨酯弹性体材料的研究迫在眉睫。
制备方法是专利，目前仍在保护期限，我国自行研究现未成功。用途：聚氨酯弹性体特点及应用开发加入时间：2006-7-19 来源：-随着社会的发展和技术的进步，新材料的应用越来越广泛，聚氨酯弹性体自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用，并以民用为主后，产品的品种牌号不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。本文拟从实际应用的角度出发，谈谈聚氨酯弹性体的优缺点及其应用开发的现状和前景。一、聚氨酯弹体的主要优点1、性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用户对制品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用户对制品的一个重要指标，聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊，又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊，这是一般弹性体材料所难以做到的。聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子材料，随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加，弹性体原强度和硬度会相应提高。2、耐磨性能优越。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉区的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用不了几百小时就严重磨损漏水，而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能，可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。3、加工方式多样，适用性广泛。聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可以制成液体橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可以制成颗粒料，与普通塑料一样，用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性，使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛，应用领域不断扩大。4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。二、酯氨酯弹性体的不足之处但聚氨酯弹性体并非十全十美，它的主要缺点是：1、内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。2、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。三、聚氯酯弹性体的应用和开发综上所述，聚氨酯弹性体的综合性能是十分优越的。近年来，各国都在根据市场需求情况加强其应用开发研究，开发的重点在以下几个方面：1、汽车用聚氨酯弹性体。现今的汽车工业正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展。橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。美国Goodrich公司开发出第二代TPU，其商务名为Estaloc。该产品保持了第一代TPU Estaloc的特性，并采用中空玻璃球作填料，使光泽度提高了15%以上，可用于制造汽车边板和减震垫等。在汽车上安装安全气囊，是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有重大作用。这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击，还要有较好的低温柔性，适宜用聚氨酯制作，每个气囊用胶量约300克。我国大部分汽车尚未安装气囊，市场需求量很大。利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力。可制造中低速载重车辆用轮胎，强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新旧橡胶光胎为基体，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层，目前正处于里程试验阶段，不久后有望投入指生产。2、建筑用聚氨酯弹性体。传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有国家级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、大中专院校，甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用常温固化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的轨枕是十分理想的材料，日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点，很好推广价值。3、矿山用聚氯酯弹性体。煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大。近10年来，许多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其它如用于制作固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大作用。目前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。4、鞋用聚氯酯弹性体。自从台商纷纷来到大陆，我国的制鞋业发展迅速。聚氯酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。5、医用聚氨酯弹性体。良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU和CPU材料在医疗领域获得应用的重要原因。目前已开发成功的医用弹性体制品有：气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。6、新型聚氨酯复合板材。英国正在开发一种称为SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材，将给造船业带来一场革命。它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酯弹性体，一旦开发成功，可取代传统造船业用的加强钢板材料，其优点是：节省制造时间、节约钢板、减轻船体重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。一旦将来采用SPS系统的复合材料来造船的话，造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字。注:此信息未经中国塑料行业网证实，仅供参考。
特种聚氨酯的研究进展论文题目
开题报告填写事项一、填写必须实事求是，字迹要端正、清楚。二、本报告的第一至第六部分由研究生本人填写（字数不少于2000字）。其余部分由指导教师、开题报告评议小组、教研室（研究室）主任、院长、研究生处填写。三、硕士研究生开题报告日期规定为进校后第三学期完成。四、开题报告评议小组由学院统一集中组织，对开题报告通不过者要在1至2个月内补做，重新审核合格后，才允许正式进入课题，否则取消进入论文阶段资格。五、此表留存研究生处学位办一份。 本课题所涉及的内容（包括实验数据、计算机程序、导师未公开发表的研究成果及心得等），除在毕业论文中所发表的以外，本人保证：未经导师正式同意，五年内不以任何形式向第三方公开。研究生（签字） 导 师（签字） 年 月 日 一、课题的来源及意义本课题主要来源于导师的研究课题。现代科学技术发展使得复合化成为材料发展的必然规律。近年来，纳米复合材料的研究发展迅速，无论是从学术研究角度考虑，还是从工业生产实际出发，人们都已开展了大量的实验研究工作。所谓纳米复合材料（Nanocomposites）是80年代初由Roy等人提出的，是指复合材料中分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。由于纳米粒子具有小尺寸效应、大的比表面产生的界面效应、量子效应等特殊性能，故能赋予纳米复合材料许多特殊的性能，为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的机遇。纳米复合材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，成为材料科学研究的热点之一。聚合物/层状硅酸盐（Polymer/Layered Silicate，PLS）纳米复合材料是纳米复合材料领域重要研究方向之一。PLS纳米复合材料既具有高分子材料的质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易加工等特点，又具有无机材料的高强度、高模量、高耐热性等优点，有着广阔的发展前景。PLS纳米复合材料除具有一般纳米复合材料的性能外，还因其特有的纳米尺度上的片层结构使得复合材料的耐热性、尺寸稳定性、气体阻隔性及阻燃性等得到明显提高。PLS纳米复合材料的研制与开发为提高传统聚合物材料性能、拓宽聚合材料的应用范围起到了极大的促进作用。根据复合物的微观结构，可以把复合物分成四类：相容性差的粒子填充复合物；普通的微粒填充复合物；插层型纳米复合材料；剥离型纳米复合材料。只有第三、第四类复合物实现了纳米尺度上的插层复合，且第四类复合物即剥离型纳米复合材料由于无机物在聚合物基体中实现了充分均匀的分散，其纳米尺度效应显著、界面结合强度更高。此类复合材料具有优异的力学性能和耐热性，并且材料的阻隔性均有所提高，是当前研究的主方向。PLS纳米复合材料以其优良的性能越来越受到广泛地重视。目前，PLS纳米复合材料已从基础研究阶段向工业化生产阶段发展，日本的丰田公司（TOYOTA）、宇部公司（Unitsika）、美国的南方粘土（Southernay）等已经研制开发出PLS纳米复合材料的商业化产品。本课题利用省内层状硅酸盐矿物（膨润土）和高分子原料，对聚合物原料进行改性，对膨润土原料进行深加工处理。研究聚合物、层状硅酸盐二者之间的复合机理、结晶过程、界面特征以及结构性能之间的关系，研究加工制备工艺过程对PLS纳米复合材料性能的影响以及最佳制备工艺参数的确定。用合理的加工技术方法，制备出性能优良的剥离型纳米复合材料。这既是本课题的特色和创新之处也是纳米复合材料的研究发展趋势所在。二、简述该领域目前的国内外研究水平和发展趋势聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中最有潜力的一类纳米复合材料，也是目前研究最多、最有希望工业化生产的聚合物纳米复合材料。自从1987年日本丰田公司的研究开发中心首次报道用插层聚合的方法制备了尼龙6/粘土纳米复合材料以来，由于聚合物/粘土纳米复合材料实现了纳米相分散、强界面作用和自组装并具有较常规聚合物/无机填料复合材料无法比拟的优点（如优异的力学、热学性能和气体阻隔性能等），因此倍受关注。据报导，预计今后PLS纳米复合材料的产值每年会增长约100%。到2009年，产值会达到15亿欧元/年，产量会达到50万吨/年。PLS纳米复合材料将会遍及人们生活的各个方面，飞机、汽车、包装、电子电器、建材、家俱等产业将广泛受益于这种新型材料。1、 国外PLS纳米复合材料研究现状自从20世纪80年代末期，Okada等人报道了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料以来，迄今这一领域已得到长足的发展，成为目前聚合物材料的一个新热点。到目前为止，日本丰田研究中心、美国康耐尔大学、密歇根大学以及中国科学院化学研究所国内外众多研究单位都在这一领域进行深入的科学研究。1987年，丰田中心研究和发展公司的Fukushima和Inagaki仔细地研究了聚合物/层状硅酸盐复合材料后，用季铵盐取代粘土片层间的无机离子，成功地改善了粘土与聚合物基体的相容性，研制出PLS型尼龙6/硅酸盐纳米复合材料，材料的热变形温度较纯尼龙6有大幅度提高，同时力学性能与阻隔性能均有不同程度的提高。丰田中心研究和发展公司的Usuki、Fukushima用已内酰胺的原位聚合法制备了剥离型的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料（季铵盐改性的蒙脱土事先被均匀地分散于已内酰胺中），并制备出聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料，发现只需添加2%（质量分数）的粘土，材料的气体阻隔性及线胀系数显著降低，适合PI在微电子领域的应用，这极大地引起了材料科学家的关注。美国Comell大学的R A Vaia和E P Giannelis等对聚合物熔体插层进行了热力学分析，认为该过程是焓驱动的，因而必须加强聚合物与粘土间的相互作用以补偿整个体系熵值的减少。在此理论的指导下，他们通过聚合物熔体插层制备出PS/粘土，聚氧乙烯/粘土纳米复合材料，并对层间聚合物的受限运动行为进行了研究。Usuki等人深入研究了有机插层剂对插层复合的影响，并制备出一系列PLS纳米复合材料，并首先报道了“两步法”制备聚酰胺6/蒙脱土纳米复合材料，即先用12~18烷基氨基酸作插层剂对钠基蒙脱土进行阳离子交换处理，然后将阳离子交换后的蒙脱土与ε-己内酰胺复合，在常规条件下聚合，得到聚酰胺6/粘土纳米复合材料。西欧一些国家也先后制定了发展纳米复合材料研究的计划。一些国外的大公司特别是生产聚合物的厂家纷纷加入聚合物纳米材料的开发应用。目前，丰田汽车公司已成功地将Nylon 6/clay纳米复合材料应用于汽车上。由于层状硅酸盐是纳米尺度分散于聚合物基体中，可以成膜、吹瓶和纺丝。在成膜和吹瓶过程中，硅酸盐片层平面取向形成阻挡层，因此可用于高性能包装和保鲜膜。2、国内PLS纳米复合材料研究现状我国的PLS纳米复合材料研究开始于90年代，现已取得了许多成果，并已列入国家“863规划”和“九五计划”的重点研究开发课题。中科院化学所对聚合物基粘土纳米复合材料的研究，发明了“一步法”制备Nylon 6/粘土纳米复合材料（nc-PA6），即将蒙脱土阳离子交换、己内酰胺单体插层以及单体聚合在同一个分散体系中完成，在不降低产品性能的前提下缩短了工艺流程，降低了成本。黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究在学术界极有影响；另外，四川大学高分子科学与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的制备手段。中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有：单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料，可大幅度提高其热变形温度，扩大了材料的应用范围，并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究，在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料，提高了材料的热性能和阻隔性，其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料，其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性，各项物理、力学性能指标得到很大提高，可代替气相白炭黑填充硅橡胶，具有实用前景。相信在不久的将来，PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。3、存在的问题及研究发展趋势PLS纳米复合材料的不断涌现以及大量研究结果的报道，让我们看到了这类复合材料具有的优异特性，使得层状无机物插层改性聚合物制备高性能纳米复合材料成为国际上最新技术热点之一，但也存在以下几个问题。① PLS纳米复合材料的研究尽管十分热门，但由于其插层复合机理复杂、结构与界面特征复杂，微区尺寸小，再加上量子效应、表面效应等，对它的研究还不够深入，特别是运用热力学、动力学和结晶学知识研究不够。对其结构、形态特征与材料性能的关系研究较少，合成方法大多基于合成宏观材料上的改进，存在着一定局限性；② 剥离型PLS纳米复合材料比其它类型的复合材料具有更优异的性能，但对原材料加工处理、制备方法要求严格，对其制备工艺及过程研究不够；③ 高聚物与纳米材料的混合、分散缺乏专业设备，用传统的设备往往使纳米粒子得不到良好的分散，要研究出新的混合分散技术方法及设备。三、课题所要研究的内容及实施方案(主要研究内容及预期成果，拟采用的研究方法、技术路线、实验方案的可行性分析。)1、研究内容（1）了解相应聚合物的物理化学性质，合成方法，用途及研究现状；了解PLS纳米复合材料所具备的优良性能，熟悉国内外PLS纳米复合材料的应用现状、研究进展、存在的问题及解决的措施； （2）研究层状硅酸盐（膨润土）矿物学特征和纳米结构特征（层间距、层面特征和边缘特征），熟悉测试表征方法；并掌握对测试结果分析的技术方法；（3）深入研究膨润土提纯、钠化、有机化的各种方法、反应机理；了解钠基土及有机土的应用价值和研究现状；制定合理的实验方案，对膨润土进行提纯，通过实验选择合适的反应条件和合适的钠化剂和表面修饰剂进行钠化、有机化，制备出亲油或亲水亲油的纳米膨润土；（4）了解剥离型PLS纳米复合材料制备方法及性能特点，从动力学、热力学、结晶学、流变学等方面探讨纳米材料复合过程和机理；（5）选择聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚氨酯（PU）两种聚合物，对其进行改性（接枝方法和离子化方法）制定合理的加工制备方案、确定最佳实验流程及实验参数，制备出剥离型PLS纳米复合材料；（6）从制备方法、表面改性剂的选择、加入第三组分等方面研究有机膨润土在聚合物中的分散形态；并探讨多相体系中物相界面结构特征，制备出剥离型纳米复合材料。 （7） 研究PLS纳米复合材料结构和性能之间的关系。进行产品结构分析、力学性能和阻燃性能对比测试分析。2、预期成果（1）制备出优良的有机膨润土，制备出改性性能良好的聚合物；（2）制备出剥离型PLS纳米复合材料；（3）预期在核心期刊发表2篇论文或申报1项发明专利；（4）完成毕业论文的编写，顺利通过答辩。3、研究方法及技术路线（1）实验研究流程图（2）实验研究过程（方案）① 层状硅酸盐的选择及改性处理目前为止，能够在PLS纳米复合材料中得到应用的有膨润土、高岭土、海泡石等少数几种属于层状硅酸盐的矿物质。这其中最根本的原因是绝大多数的层状无机矿物质无法利用插层处理的方式扩张其片层之间的重复间距。因此，虽然他们具有层状的结构，各相邻的片层之间也具有一定的空间，但却不足以容纳旋转半径为上百埃的聚合物分子链插入到各片层之间，形成所谓的插层复合材料；而仅仅允许离子、小分子等小的介质进入其中。对于膨润土、高岭土等粘土矿物， 由于他们具有较大的初始间距以及可交换的层间阳离子，使得我们可以利用离子交换的方式将他们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度，从而可以利用它们制备出性能优异的插层纳米复合材料。本课题利用省内矿产资源优势膨润土，其主要成分为蒙脱石。蒙脱石的基本结构单元是有一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，属于2：1型层状硅酸盐。每个结构单元的尺度为1nm厚、长宽均为100nm的片层，层间有可交换性阳离子，如Na+、Ca2+、Mg2+等金属离子，因此容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交换反应生成有机膨润土。由于膨润土本身的亲油性较差，聚合物的单体或分子链又多为亲油性物质。因此，膨润土使用前必须经过有机化改性处理。膨润土改性处理方案。A、膨润土的提纯实验方案：将膨润土与水（固液比为1：10）配成悬浮液，再经高速旋转的离心机沉降分离，并且加入适量的分散剂（六偏磷酸钠），进一步分离粒度较细的碎屑矿物（长石、碳酸盐等），得到粒度小于5µm的膨润土浆料或悬浮液，再将该悬浮液抽滤、洗涤、干燥、打散解聚，即可得到高纯度的膨润土产品。测其吸蓝量，CEC，膨胀倍，胶质价等性能指标。B、钙基膨润土的钠化钠化原理：当膨润土-水系统中存在两种离子时，就存在一个动态的吸附-解吸平衡，即离子吸附与交换过程。如当膨润土-水系统中同时含有Ca2+、Na+时就会发生如下离子交换平衡： Ca-膨润土+2Na+ 2Na-膨润土+Ca2+钠化剂的选择、用量、钠化温度及钠化时间对钠化效果都有一定的影响，通过实验，确定最佳反应条件。C、膨润土的有机化在制备PLS纳米复合材料时，常采用有机阳离子（插层剂）进行离子交换而使层间距增大，并改善层间微环境，使粘土内外表面由亲水转变为疏水，降低硅酸盐表面能，以利于单体或聚合物插入粘土层间形成PLS纳米复合材料。因此插层剂的选择是制备PLS纳米复合材料的关键步骤之一。它必须符合以下几个条件：（1）容易进入层状硅酸盐晶片（001面）间的纳米空间，并能显著增大粘土晶片间层间距；（2）插层剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较强的物理或化学作用；（3）价廉易得，最好是现有的工业品。在不同用量、酸碱性、反应温度等条件下，选择阳离子（十六烷基三甲基溴化铵）、阴离子（十二烷基硫酸钠）及阴阳双离子为插层剂，制备有机土，通过测试确定最佳反应条件。② 聚合物改性③ PLS纳米复合材料的制备A、复合材料的类型从微观结构上看，复合材料可分为四类，如下图。在第一类复合物中（a），蒙脱土颗粒分散在聚合物基体中，但聚合物与蒙脱土的接触仅限于蒙脱土的颗粒表面，聚合物没有进入蒙脱土颗粒中。第二类复合物（b）中，聚合物进入蒙脱土颗粒，但没有插层进入硅酸盐片层中。在插层型复合物（c）中，聚合物不仅进入蒙脱土颗粒，而且插层进入硅酸盐片层间，使蒙脱土的片层间距明显扩大，但还保留原来的方向，片层仍然具有一定的有序性。在剥离型复合物（d）中，蒙脱土的硅酸盐片层完全聚合物打乱，无规则地分散在聚合物基体中，此时蒙脱土片层与聚合物实现了纳米尺度上的均匀混合。四类复合材料中只有后两种才算是纳米复合材料，而且第四类剥离型复合材料比第三类插层型复合材料具有更理想的性能，是众多材料科学家追求的目标，也是本课题研究的重点。 B、制备方法插层复合法（Intercalation Compounding）是制备PLS纳米复合材料的方法。按照复合的过程，插层复合法可分为两大类。（1）插层聚合法（Intercalation Polymerization），即先将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层中，然后原位聚合，利用聚合时放出的大量热量，克服硅酸盐片层间的库仑力，使其剥离（exfoliate），从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合；（2）聚合物插层（Polymer Intercalation），即将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混合，利用力化学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中。从制备方法来看，PLS纳米复合材料的制备可分为单体插层原位聚合与大分子直接插层；从实施途径来说有溶液法和熔体法。它们互相组合成四种具体制备过程：大分子熔体直接插层；大分子溶液直接插层；单体熔体插层原位本体聚合；以及单体溶液插层原位溶液聚合。制备PLS纳米复合材料流程图如下：C、有机土加入量的选取有机土加入量的多少直接影响着制品的质量和性能，有机土的加入量过高时，体系的粘度增大，很难脱泡及浇注；有机土加入量过低时，有机土在体系中的分散不好，起不到增强和增韧的效果。对于有机土加入量的多少，在研究领域内众口不一。我们采用不同含量（2-5%）的有机土进行插层复合，寻找最佳加入量。D、实验方案以PBT、PU聚合物为例，选用合适的插层方法，在不同的配料比下插层复合，测其力学性能、阻燃性能、热稳定性能等，从热力学、动力学等方面研究复合机理及影响复合过程的因素，得到性能优良的剥离型PLS纳米复合材料。（3）PLS纳米复合材料主要性能测试与表征① 甲醛容量法测膨润土阳离子交换容量（CEC），测吸蓝量计算膨润土中蒙脱土的含量，带塞量筒测其膨胀倍、胶质价；② 扫描电镜（SEM）测聚合物及PLS纳米复合材料的微观形貌；③ 傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析，根据谱图的吸收峰判断有机化改性效果及插层效果；④ X射线衍射分析仪（XRD）测试膨润土的层间距和复合材料的剥离程度；根据谱图用Jade软件确定蒙脱土的化学成分及含量；⑤ 差热-热失重分析仪（TG-DTA）测定膨润土的转化温度及复合材料的热稳定性；⑥ 电子万能实验机测拉伸强度和断裂伸长率，判断聚合物及PLS纳米复合材料的力学性能。4、实验研究方案的可行性分析（1）实验室有一系列的实验仪器：如真空泵、磁力搅拌器、恒温水浴锅、高温炉、干燥箱、开练机、双螺杆机和造粒机等；学校测试中心有扫描电镜、X-射线衍射仪、傅立叶转换红外光谱仪、差热-热失重分析仪、原子力显微镜等测试用仪器；（2）导师长期从事这一领域的研究工作，有扎实的理论基础和丰富的实践经验，有师生组成的研究团队；（3）学校图书馆可以查到大量的中外文文献资料和学术专著，可供参考；（4）与企业合作，有丰富的实践基地和广阔的应用前景；（5）已做了一些实验前期工作，制得的复合材料力学性能显著提高，且热稳定性很好；（6）实验方案叙述合理，技术路线可行，理论基础清楚明了，实验研究条件基本具备，加上前期研究工作的进展，故本实验研究方案是可行的。四、课题研究的创新之处(研究内容、拟采用的研究方法、技术路线等方面有哪些创新之处。)（1）PLS纳米复合材料作为一个崭新的研究领域，对其研究尤其剥离型复合材料的研究可以说仍处于初级阶段，理论上不够成熟，制备技术不够完善，对材料的复合机理，材料的结构及结构与性能间的关系等方面还有待于进一步探索。本课题从热力学、动力学等方面研究聚合物与层状硅酸盐（膨润土）复合的界面特征、内部结合机理，并探讨复合过程、材料结构对其力学性能、阻隔性能、流变性能、结晶性能等的影响。（2）剥离型PLS纳米复合材料的发展水平仍处在实验研究或专利阶段，工业化项目极少，在高性能工程塑料、高性能树脂基体中的研究报道还较少。本课题从表面改性剂的选择、加入第三组分、高性能纳米膨润土的制备、聚合物的改性、合理制备方法的选择等方面进行系统实验研究，制备出性能优异的剥离型纳米复合材料。五、工作量及工作进度安排(包括文献查阅、方案设计与实现、计算与实验、论文书写等)起止日期 课题阶段工作进程查阅文献资料、学术专著、参考书等，同时做了大量实验前期工作及一定的实验研究工作；写开题报告并进行答辩，准备实验所需试剂和仪器；研究钠基土、有机土的结构及结构与性能的关系，设计实验方案；通过实验和性能表征确定钠化、有机化过程最佳反应条件；在最佳反应条件下制备大量有机土，用XRD、FTIR、TG-DTA等表征，做好实验记录；以PBT、PU聚合物为例，了解其物理化学性能、合成机理、合成方法及应用现状；选择合适的反应装置、合成方法，用单体合成所需要的聚合物；查阅大量当前最新的中外文文献，了解纳米复合材料的研究现状及先进的制备方法；选择不同的有机土加入量（2-5%），用聚合物熔融插层法，聚合物熔液插层法，单体插入原位聚合法等不同的方法，控制反应条件，制备PLS纳米复合材料；对制品进行力学性能、热学性能、阻隔性能等方面的测试，确定有机土的最佳加入量，找出即使制品性能优异、成本低又环保的制备方法；用SEM测试产品的形貌，证实其剥离程度；用XRD测试有机土的层间距，分析其改性效果；复合材料中界面层的性质可以用示差扫描量热法（DSC）来表征；热失重分析（TGA）可以研究有机物对蒙脱土的改性程度及纳米复合材料的耐热性；选择最好的制备方法，将聚合物与有机土进行复合，研制出纳米复合材料制品并详细表征其各种性能；撰写论文，准备答辩。六、国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月） 序号 参考文献名称 梁宏斌，倪靖滨．聚合物/纳米复合材料研究进展[J]．化学工程师，2006，3：26-28．陈光明，李强，漆宗能．聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料研究进展[J]．高分子通报，1999，4：1-9．韩建竹，夏英．聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]．高分子通报，2006，12：66-70．李春生，周春晖，李庆伟．聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]．化工生产技术，2002，9（4）：22-26． 陈国华，李明春．聚合物/粘土纳米体系[J]．高分子材料科学与工程，1999，15（3）：9-12．Jitendra K Pandey，et a1．Polymer Degradation and 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中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有：单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料，可大幅度提高其热变形温度，扩大了材料的应用范围，并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究，在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料，提高了材料的热性能和阻隔性，其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料，其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性，各项物理、力学性能指标得到很大提高，可代替气相白炭黑填充硅橡胶，具有实用前景。相信在不久的将来，PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。
论文题目虽然居于首先映入读者眼帘的醒目位置，但仍然存在题目是否醒目的问题，因为题目所用字句及其所表现的内容是否醒目，其产生的效果是相距甚远的。
聚氨酯硬质泡沫塑料是一种性能优良的绝热材料和结构材料。在聚氨酯各类制品中 ,产量仅次于软质 泡沫塑料 。聚氨酯硬质泡沫塑料是一种高度交联的热固性材料。泡孔结构大部分是闭孔型 ,少量开孔结构硬泡用 于特殊场合。硬质聚氨酯泡沫塑料的主要特性是其硬 韧 ,另外 ,由于其起始剂、发泡剂、催化剂等助剂的用量 及品种的不同 ,也赋予了聚氨酯硬泡不同的性能。其可发泡性 、弹性 、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物 老化性等优良性能使其广泛应用于冷冻冷藏设备 、汽 车、火车、屋顶、硬泡空心砖、聚氨酯硬泡混凝土、贮罐 管道绝热 、包装 、办公用品等领域 。由于广泛的使用也 导致了大量废弃物的出现 ( 废料与边角料) ,污染了环境 ,因此对聚氨酯硬泡的回收和处理成为迫切需要解 决的问题 。一般说来 ,硬质聚氨酯泡沫塑料的回收处理有如 下几种方法 :粉碎法、物理回收、化学回收以及燃烧回收热能法[ 1 ] 。1 粉碎法处理聚氨酯边角料及旧废料在应用前首先切割或者粉 碎、筛分得到所需粒度的小块或者细粉 。一般说来硬质的聚氨酯泡沫粉碎比较容易 ,所以其粉碎技术也比较成熟 , 大多已经投入商品化 , 如 : 精密切割技术、 Flac h mat rit se n 挤压等技术。都能够将其粉碎为粒度 小于 1 mm 的颗粒。2 回收利用2 . 1 物理法回收利用 物理方法回收利用聚氨酯废旧料是指改变废旧料的物理形态后直接利用的方法 。物理回收利用方法有 热压成型 、粘合加压成型 、挤出成型和用作填料等 ,而以粘合加压成型为主[ 2 ] 。2 . 1 . 1 粘合加压成型 此法是废旧聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要点是 :先将废旧聚氨酯硬质泡沫粉碎成细片状 ,涂撒聚氨酯粘合剂等 ,再直接通入水蒸气等高温气体 ,使聚氨酯粘合剂熔融或溶解后对粉状的废旧聚氨酯粘接 ,然后加压固化成一定形状的泡沫[ 3 ] 。 硬质聚氨酯泡沫废料主要有两类 :一类是以冰箱、冷库为代表的聚氨酯废旧硬质泡沫 ,不含其他混杂物 ; 一类是绝热夹心板产生的废旧硬质聚氨酯泡沫 ,含有 较多的纤维或金属面材 ,是掺混物。他们的回收利用工艺有一定的差别。 冰箱等用的硬质聚氨酯泡沫废旧料是单一的聚氨酯 ,回收利用比较简单 ,常用多苯基多亚甲基多异氰酸 酯做胶粘剂。胶粘剂必须均匀分散于废旧泡沫碎片之 间 ,可在连续或者非连续的混合器中进行 ,最好用无空气喷雾法将胶粘剂喷雾到废旧泡沫碎片上 ,胶粘剂用 量约为废旧料质量的 5 %～10 % ,混合均匀后 ,预制成 疏松的坯垫 ,置入涂有脱模剂的模中 ,在高压和加热下 压制成泡沫碎料板或者制件 ,一般模温在 120～220 ℃ 之间 ,模内压力根据预制坯垫的密度及制成品要求的密度决定 ,一般在 01 5～5 M Pa 范围 ,模压时间与模温 和废旧料的导热因数有关。模温为 180 ℃时 , 每毫米 厚的硬质聚氨酯碎料板需模压约 0 . 5 mi n 。由于硬质 聚氨酯废料碎料板耐水性优良 ,常用来制作舰船用家 具。此外 ,聚氨酯碎料板有很好的回弹性 ,广泛用作体育馆地板 。废旧绝热夹芯板聚氨酯泡沫粉碎后约含 70 %聚 氨酯泡沫 ,25 %纤维 ( 如房顶绝热板面层) ,3 %铝箔和2 %玻璃纤维 ,难于筛分。若直接加到聚醚多元醇中用 作填充料 , 则多元醇的粘度急剧增大 , 添加量仅 4 %时 ,已变成膏状物 ,不能使用。采用胶粘工艺是可行的 方法。将硬质聚氨酯泡沫夹心板废旧物料粉碎为约121 7 mm 碎片后加入约 6 %的多苯基多次甲基多异氰 酸酯 ( PMD I) 胶粘剂 ,在转动式混合器中混合 ( 即将定 量的胶粘剂连续喷雾到碎泡沫片上) ,然后在约 176 ℃经约 6 mi n 模制成厚约 12 . 7 mm 板。板的内部粘接强 度、弯曲强度、硬度、拨螺纹强度优于木质碎料板 ,耐水 性及尺寸稳定性远超过所有木质板材。在密度相等的 情况下 ,硬质聚氨酯碎泡板的刚度比木质碎料板差 ,可 以添加价格低廉的木纤维、回收废纸碎片、木材碎片来 增加刚度 ,满足标准要求 。实例 : 白杨树碎片和 3 %的PMD I 胶粘剂混合制成芯 ,外层用硬质聚氨酯泡沫碎 片与 6 %的 PMD I 胶粘剂一步法制成板 ,完全可以符 合标准的要求。模塑板表面光滑 ,耐湿性很好 ,是室外 室内用家具所需的理想板材 ,有很好的潜在市场[ 4 ] 。这种方法最大的缺陷是再生后的泡沫制品性能下降 ,只适用于做家俱及汽车衬里等低档部件 , 应用面 窄 ,而且工艺繁琐、劳动量大、经济价值也不高[ 5 ] 。2 . 1 . 2 用作填充料废旧硬质聚氨酯泡沫塑料粉常用作聚氨酯建筑材 料的填料 ,如作屋顶的绝热层 ,将水泥、砂、水和废硬质 聚氨酯泡沫粉混合铺于房顶面的底层 ,材料的绝热性能优良 ,质量轻 (几乎是不加废硬质聚氨酯泡沫的水泥 层密度的 1/ 2) ,材料可以锭钉 。另外 ,据美中化学公司报导 ,废聚氨酯可作为填料 用于生产 R IM ( 反应注塑) 制品 , 吸能泡沫和隔音泡 沫。文献报导 ,如果将得到的废聚氨酯粉末投加到生产原部件的原料中 ,再次生产相同部件 ,则由于粉末具 有与原料相同的结构 ,用量可达 20 % ,而最终制品的 机械性能没有明显的削弱 。在日本 ,已将废硬质聚氨 酯泡沫塑料用作灰浆的轻质骨料 。2 . 1 . 3 挤出成型挤出成型是通过热力学作用把分子链变成中等长 度链 ,将 PU 材料转变成软塑性材料 ,这种材料适合作 强度高 、硬度高 ,但对断裂伸长率要求不高的塑料件。 对于软质微孔 PU 泡沫废料 ,可以将其粉碎成粉末 ,掺 混到热塑性聚氨酯中 ,在挤出成型机中造粒 ,采用注射成型方法制造鞋底等制品 ,德国 Bayer 公司曾做过这 方面的研究[ 7 ] 。2 . 2 化学方法的回收利用 由于聚氨酯的聚合反应是可逆的 ,控制一定的反应条件 ,聚合反应可以逆向进行 ,会被逐步解聚为原反应物或其它的物质 ,然后再通过蒸馏等设备 ,可以获得 纯净的原料单体多元醇、异氰酸酯、胺等。用化学方法 处理聚氨酯废旧料 ,回收多元醇等作为原料再制备聚 氨酯的工艺路线 ,已有多套装置投入试运行 ,是当前回 收利用废旧聚氨酯的主要努力方向之一。化学回收技术归纳起来有 6 种 : 醇解法、水解法、 碱解法 、氨解法 、热解法、加氢裂解法。各种方法所产 生的分解产物不同 。醇解法一般生成多元醇混合物 ; 水解法生成多元醇和多元胺 ;碱解法生成胺、醇和相应 碱的碳酸盐 ;氨解法生成多元醇、胺、脲 ;热解法生成气 态与液态馏分的混合物 ; 而加氢裂解法主要产物为油和气。在 20 世纪 70 年代 ,人们发现用热水蒸汽在一定 压力下可以将 PU 软泡降解成二胺和聚醚型多元 醇[ 8 ] 。直接水解是用水蒸气水解聚氨酯废旧料或水和二元醇混合物作混合水解剂回收二胺及多元醇 ,水解产物组成复杂 ,难于分离和醇化 ,所以在此不再赘叙。2 . 2 . 1 二元醇醇解法 在所有化学法回收利用聚氨酯废料的研究中醇解法研究得最多 ,技术比较成熟 ,且已形成了一定的工业 规模。以醇类化合物为分解剂 ,在加热的情况下 ,聚氨酯废料被分解为聚醚多元醇的方法 ,即为醇解法。 聚氨酯废旧料用乙二醇类二元醇为醇解剂 ,在中等温度或中等温度/ 催化剂和有惰性气体保护下反应 降解为低分子齐聚多元醇等 ,降解产物稳定 ,组成较简 单 ,易于分离和纯化。乙二醇醇解聚氨酯主要发生两种键断裂 ,即 C - N 键断裂和 C - O 键断裂 ,生成多元 醇或多元醇和端胺基2端羟基聚合物。对于硬质的聚氨酯泡沫塑料 ,比较适宜于用醇解 法工艺处理 ,其特点是醇解条件温和 ,反应速度比水解 法、热解法低 ,允许废旧料含其他杂质 ,如聚氨酯或聚酰胺纤维 、聚碳酸酯和聚甲醇等。 醇解反应与所用催化剂有关 。醇解反应用的催化剂有二月桂酸二丁基锡、四丁基钛、三乙烯二胺、氢氧 化钠、乙酸钾等碱性催化剂 ,其催化效力高 ,有利于氨 酯键解离生成胺和二氧化碳。醇解速度与废旧料的化学组成、催化剂 、反应温度、反应时间 、醇解剂的类型和 用量有关 。在相同条件下催化剂用量多醇解速度快。 醇解剂的用量多醇解速度快 ,但醇解剂用量与废料的 比达 1 ∶1 时再增加醇解剂反应速度增加不多 。醇解 剂用量增加 ,醇解产物的平均分子量下降。醇解反应也与醇解时间和反应温度有关 。 硬质聚氨酯泡沫塑料废旧料醇解时 ,氨酯键醚键断裂生成多元醇及少量的芳胺 TDA 或者 MDA 。其 中芳 胺 是 可 以 引 起 癌 症 的 有 害 物 质 , 特 别 是4 ,4′2MDA ,美国 O S H A ( 美国职业安全与健康管理局) 规定任何多元醇中 4 ,4′2MDA 的含量不允许超过01 1 % 。为了符合要求 ,回收多元醇需经过很多的分离 过程。Shi n 等将冰箱用硬质聚氨酯泡沫废旧料用 10 %～30 %丙二醇或乙二醇作醇解剂回收的多元醇同多元 醇混合时 ,泡沫的性能优良 ,热导率较不用回收多元醇制泡沫的小。2 . 2 . 2 碱降解法碱降解法是以 MO H ( M 为 L i 、K、Na 、Ca 之一或 多种混合物) 为降解剂 ,在 160 ～200 ℃左右下将聚氨酯硬泡降解成低聚物 。当在降解产物中加入非极性溶剂 (酯类或卤代烃) 和水时 ,降解产物分成两层 ,上层经 蒸馏得多元醇 ,可直接用于再次生产聚氨酯泡沫 ,下层 经浓缩 、结晶 、重结晶或真空蒸馏的二胺 ,加光气可生 成异氰酸酯。缺点是由于反应是在高温强碱条件下进行 ,对设 备要求高 ,生产成本高 ,工业化较为困难[ 9 、10 ] 。3 燃烧回收热能聚氨酯主要含碳、氢、氧、氮 ,与空气中氧燃烧时 , 产生大量的热能 ,每千克聚氨酯约产生 25～28 mJ 。聚 氨酯废旧料常与城市固体废料一起作燃料 ,可取代部 分煤 ,作锅炉的燃料 ,聚氨酯是洁净燃料 ,燃烧产生的 气体只含少量的 N O2 ,不含 SO2 ,远优于煤 、燃油等燃 料。但需要指出的是 ,如果在焚烧过程中燃烧不完全 将会产生有毒气体 ,对大气造成污染 ,所以人们对焚烧 法的反对呼声不断高涨[ 6 ] 。4 总结由于聚氨酯硬质泡沫塑料性能优良和用途广泛 , 其发展与日俱增 ,因此对其废旧制品的回收利用不仅 能有效地保护环境 ,减少污染 ,而且能节省资源 ,变废 为宝。对于聚氨酯硬质泡沫废料的利用 ,从产前投入 的经济角度看 ,以直接回收利用好 ,但是 ,制品的性能 较差 ,只能作低档用品使用。从最终产品的使用性能 看 ,还是化学回收法中的醇解、碱解和水解较好 ; 能量 回收法不适合 PU 废料的利用。与此同时 ,选择不同 的处理方法还要结合实际的情况 ,具体问题具体分析 , 以获得最好的投入产出比。
特种聚氨酯的研究进展论文怎么写
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聚氨酯胶水结晶性研究论文
热固性链段增加到一定程度就是结晶现象
聚氨酯黑料在低温情况下会结晶，如果桶盖没有盖好，被雨淋过，肯定会结晶的，因为黑料会与水反应固化，更多聚氨酯知识可进入中国聚氨酯联盟网
导语：在我们日常生活中，总有一些物品需要用粘合剂来粘合，因为有些物品会被损坏，需要粘合剂来复原，还有一些物品需要粘合起来，将它们连接在一起，制造出一个新的物品。聚氨酯粘合剂是一种非常优质的粘合剂，广泛应用于各个领域，可以用来粘陶瓷，泡沫塑料，纸张木材等，也可以用来粘合玻璃，金属，具有非常强的化学粘合力。下面就由小编来为大家详细介绍一下聚氨酯粘合剂的特点和应用领域。
高性能水性聚氨酯粘合剂具有以下特点:
(1)耐水、耐介质性好。
(2)粘接强度高，初粘力大。
(3)良好的贮存稳定性。
(4)耐冻融，耐较高温度。
(5)干燥速度较快，低环境温度下成膜性良好。
(6)施工工艺佳。
聚氨酯粘合剂的应用领域有哪些?
1、汽车用聚氨酯胶粘剂
新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料，造成汽车用胶粘剂和密封胶持续增长。在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶;粘接玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等。汽车内饰件也是胶粘剂用量增长的一个领域。在过去相当长的一段时间内，我国汽车制造业一直从国外进口聚氨酯挡风玻璃胶，直到“八五”期间，研制开发这种胶才被列入国家重点科技攻关项目。汽车上应用广泛的水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。大多数水性聚氨酯是线性热塑性聚氨酯，由于其涂膜没有交联，分子质量较低，因而耐水性、耐溶剂性、胶膜强度等性能还较差，必须对其进行改性，以提高其性能。聚酯和丙烯酸的杂和分散体与脲二酮和异氰脲酸酯配合，制备的汽车修补清漆，不需要高速搅拌设备，容易混合在一起，具有良好的粘附性能。
2、木材用聚氨酯胶粘剂
随着世界性森林资源急剧减少和我国天然林资源保护工程的实施，小木材拼大板就要求胶粘剂粘接强度和耐久耐候等性能优于木材本身。胶粘剂用量的多少，已成为衡量木材工业技术发展水平的标志。过去人们用的木材胶粘剂多为以甲醛为主要原料的脲醛树脂，酚醛树脂和三聚氰氨甲醛树脂，但由于游离的甲醛存在，产品使用期间会逐渐向周围散发甲醛气体，造成环境污染。木材加工行业已开始将目光投向新型的环保胶粘剂聚氨酯胶，以期减少对环境的污染。木工行业使用的单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂是液态的，在室温下使用。通常其粘接强度高、柔韧性和耐水性好，并能和许多非木基材(如纺织纤维、金属、塑料、橡胶等)粘接。单组分聚氨酯胶粘剂在测试中所表现出的干、湿强度均要好于酚醛胶粘剂。粘接前，在粘接基材表面涂布羟甲基间苯二酚(HMR)偶合剂可以提高粘接强度，HMR可以加强所有热固型木材胶粘剂的粘接强度。当木材表面预涂HMR偶合剂时，单组分聚氨酯胶粘剂的强度和耐久性可以满足大部分严格的测试要求。
3、鞋用聚氨酯胶粘剂
我国是一个制鞋大国，鞋用胶粘剂的发展经历3代后，随着全球性环保意识的提高，以及石油危机的加剧，促使第4代环保无溶剂型和水基型鞋用粘胶剂的出现。近年来，水性聚氨酯的制备工艺已日趋成熟。对于一些低极性鞋材如SBS等材质的粘接，聚氨酯胶粘剂的剥离强度达不到要求。通过添加增粘树脂等进行改性，可开发出具有结晶度高、结晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想的聚氨酯鞋用胶粘剂。
4、包装用聚氨酯胶粘剂
软包装又称软罐头，以其轻质方便、保鲜期长、卫生、易贮存运输、易拆开、垃圾量少及货架效应良好等独特的综合性能，现已超过硬包装如塑料、玻璃瓶和罐等。聚氨酯胶粘剂由于其优异的性能，可将不同性质的薄膜材料粘接在一起得到耐寒、耐油、耐药品、透明、耐磨等各种性能的软包装用复合薄膜。目前在国内外市场中，聚氨酯胶粘剂已经成为软包装用复合薄膜加工的主要胶粘剂。在国内胶粘剂市场中，包装用复合薄膜制造业中，聚氨酯胶粘剂用量仅次于制鞋业而居第二位。用于包装的聚氨酯胶粘剂品种繁多，如水基聚氨酯胶粘剂、热熔型聚氨酯胶粘剂、溶剂型聚氨酯胶粘剂、无溶剂型聚氨酯胶粘剂。其中常用的聚氨酯热熔胶又可分为2类：1)热塑性聚氨酯弹性体热熔胶：2)反应型热熔胶。热塑性热熔胶的主要缺点是粘度较高，故对涂布表观质量的影响较大。反应型聚氨酯热熔胶粘剂是在传统热熔胶基础上发展起来的一类新型胶粘剂，它不仅有传统热熔胶初粘性好和后固化性能优的特点，又具有聚氨酯的组成结构多变和性能调节范围大的优点，对多种基材具有优良的粘接性能。另外，在包装用水性聚氨酯胶方面，由于乳化剂的使用或分子中亲水性离子基团的引入，使其耐水性降低，近年来，对提高其耐水性的研究已成为热点。同时由于水的热容较大，故如何提高其固含量从而提高其干燥速度，也是目前亟待解决的问题之一。
5、建筑用聚氨酯胶粘剂
聚氨酯胶粘剂除具有无毒、无污染、使用方便等优点，还具有其它胶粘剂无法比拟的优点，即优良的耐低温、耐溶剂、耐老化、耐臭氧及耐细菌性能，在建筑铺装材料的应用中发挥着重要作用[42]。广泛应用于弹性橡胶地垫、硬质橡胶地砖和铺设塑胶跑道运动场中。新型双组分聚氨酯胶粘剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾，可使两者同时达到较高使用强度，在建筑用钢板的粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易产生形变，而且室温可调固化速度，使该聚氨酯胶在使用上方便易行，应用广泛。聚氨酯胶粘剂在建筑用PVC材料粘接，夹心板生产以及建筑防水涂料中都得到广泛使用。
6、油墨用聚氨酯粘接剂
水性油墨被列为环境友好型印刷首选。常温交联水性聚氨酯胶粘剂可制得适合凹版印刷的单组分聚氨酯水性油墨，该水性油墨高光耐水、强附着、干性可调、色彩鲜艳、层次清晰、无毒不燃、耐侯、粘稠易控，与其它水性油墨相比，对各种承印物材料具有广泛的适应性。聚氨酯-聚丙稀酸酯作为水性油墨的连接料，在油墨薄膜印刷品干燥过程中，综合了聚氨酯胶粘剂和聚丙烯酸酯的性能，由此改性得到的乳液对薄膜也具有较好的附着牢度。
彩印行业所用的基膜主要有聚酯膜、尼龙膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜等几种，选择油墨的关键在于其应对这几种基膜均具有良好的附着力。使用分子中含有羟基的氯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物与大分子二元醇、小分子扩链剂、甲苯二异氰酸酯共同反应，可制得的新型聚氨酯胶粘剂，能有效地提高彩印油墨的品质。
7、书籍装订用聚氨酯胶粘剂
近20年来，在书籍装订中，热熔胶的应用已经获得了迅猛发展。其原因主要是低价平装书生产有了惊人的增长，与此同时产生了无线装订工艺，由于EVA热熔胶具有很好的粘接性和弹性，目前国内市场上使用的书籍装订热熔胶绝大部分为EVA型热熔胶。但EVA型热熔胶价格昂贵，而且EVA型热熔胶具有记忆性等缺点。聚氨酯热熔胶则可弥补以上缺陷，该胶粘剂生产工艺简单，成本低廉，胶粘剂的弹性、韧性好，粘接强度高，胶粘剂可以反复熔化使用，产品利用率高，具有更广阔的应用前景。
8、铁路建设上的应用
无砟轨道铺设(高铁工程技术的发展方向)用胶将以国产聚氨酯胶粘剂产品为主,单轨每5米嵌入一个凸型挡台,每个挡台两边各需灌注聚氨酯胶粘剂约,每公里双轨无砟轨道建设需聚氨酯灌封胶粘剂7吨以上。除了在铁路铺设方面外，高速列车的生产对于聚氨酯胶粘剂的使用需求也大大增加，聚氨酯在车辆上承担着玻璃粘接、地板粘接、嵌缝填充、密封防水等各种必不可少的作用，在车辆上，按照动车组CRH3为基础，单节车厢用聚氨酯胶约折算约合为，主要应用于车窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封。
结束语：通过小编上面的介绍，相信大家对于聚氨酯粘合剂的特点和应用领域已经有了一定的了解了。聚氨酯黏合剂，是一种非常优质的粘合剂，不仅具有非常强的化学粘合力，广泛运用于各个领域，而且对空气没有任何的影响，是一种非常环保的化学粘合剂。小编推荐大家选择一些大品牌的聚氨酯粘合剂，因为大品牌的聚氨酯粘合剂质量是比较可靠的。希望通过小编上面的介绍，能够帮助大家了解到聚氨酯粘合剂的特点和应用领域。