聚氨酯改性聚醚多元醇对硬质聚氨酯泡沫性能的影响
薛海蛟，丁雪佳，李洪波，吴恒澜，唐 斌
（北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京 100029）
摘 要：将聚氨酯改性聚醚多元醇（PIPA 多元醇）与低羟值多元醇共混制备全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料，研究了扩链剂、交联剂、低羟值多元醇用量、异氰酸酯指数对材料压缩强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能和动态流变性能的影响。结果表明：加入1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷各1.0 份，TMN-3050 多元醇15 份，异氰酸酯指数为1.15 份的发泡材料的力学性能较好，兼具良好的强度和韧性。
硬质聚氨酯泡沫塑料（RPUF）是指在一定负荷作用下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后不能恢复到初始状态的聚氨酯泡沫塑料，它具有优良
的力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，尤其以极低的导热系数为突出特点，是目前*理想的绝热材料。RPUF 可直接从单体原料一次加工成
聚合物制品，且可通过改变原料化学结构、规格、品种等方式得到各种性能和用途的终端制品，广泛应用于保温行业、包装、造船工业等领域[1]。
多元醇是制备聚氨酯泡沫塑料的主要成分之一，目前广泛应用的是聚醚多元醇和聚酯多元醇。前者中有一种称为PIPA 的改性聚醚多元醇[2]，是继
POP 后的一种新型填充聚醚多元醇。它是由适量异氰酸酯与醇胺在聚醚多元醇中加成而得，分散体是氨基甲酸酯。由于芳基空间位阻大，分子链不易相互靠近和规整排列，因此不易结晶，故而可由PIPA多元醇制得力学性能和低温柔顺性良好的聚氨酯产品，其用于软泡、硬泡和半硬泡产品的生产时可增加泡沫的硬度、弹性和开孔率，改善制品综合性能。PIPA 多元醇实验室合成方法简便，目前一般有间歇法和连续法两种，后者产品黏度更易控制且体系稳定。PIPA 多元醇生产方便，价格低廉，应用广泛，除用于泡沫塑料外，还可用于涂料、胶黏剂领域。
1 实验部分
1.1 主要原料
多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI），PM-200，甲苯二异丁氰（TDI-80），烟台万华聚氨酯有限公司；聚醚多元醇，TMN-450（羟值450 mgKOH/g）、TMN-3050（羟值56 mgKOH/g），天津石化三厂；三乙醇胺（TEA），分析纯，1,4-丁二醇（BDO），化学纯，三羟甲基丙烷（TMP），化学纯，均购自国药集团化学试剂有限公司；三乙烯二胺（A-33），二月桂酸二丁基锡（T-12），去离子水。
1.2 设备与仪器
JJ-1 增力电动搅拌器，江苏省金坛市医疗仪器厂；电子分析天平，AR1140 型，美国OHAUS 公司；真空干燥箱，DZF-2001 型，上海浦东荣丰科学仪器
有限公司；LLOYD 万能试验机，LR30K 型，英国AMETEK 有限公司；ARES 流变仪，美国TA 公司。
1.3 实验步骤
按照m(TMN-450)/m(TEA)/m(TDI)=110/10/9 的比例，在TMN-450 中加入TEA 和微量T-12，用电动搅拌器搅拌混合30 s，转速200 r/min；再迅速加
入TDI，相同转速搅拌60 s，置于真空环境下去除气泡即得到PIPA 多元醇，其固含量约为15%，黏度约为3400 mPa·s。
按照表1 所示发泡配方配制A、B 料，各自用电动搅拌器搅拌混合30 s，转速200 r/min；再将A、B 料混合，相同转速搅拌10 s，将混合液迅速倒入
敞口容器中自由发泡。泡沫固化完全后去除表皮，在不同位置截取料块切割打磨，制成标准样条进行各项性能测试。改变所考察因素在配方中的数值，分析其对制品性能的影响规律。
薛海蛟，丁雪佳，李洪波，吴恒澜，唐 斌
（北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京 100029）
摘 要：将聚氨酯改性聚醚多元醇（PIPA 多元醇）与低羟值多元醇共混制备全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料，研究了扩链剂、交联剂、低羟值多元醇用量、异氰酸酯指数对材料压缩强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能和动态流变性能的影响。结果表明：加入1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷各1.0 份，TMN-3050 多元醇15 份，异氰酸酯指数为1.15 份的发泡材料的力学性能较好，兼具良好的强度和韧性。
硬质聚氨酯泡沫塑料（RPUF）是指在一定负荷作用下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后不能恢复到初始状态的聚氨酯泡沫塑料，它具有优良
的力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，尤其以极低的导热系数为突出特点，是目前*理想的绝热材料。RPUF 可直接从单体原料一次加工成
聚合物制品，且可通过改变原料化学结构、规格、品种等方式得到各种性能和用途的终端制品，广泛应用于保温行业、包装、造船工业等领域[1]。
多元醇是制备聚氨酯泡沫塑料的主要成分之一，目前广泛应用的是聚醚多元醇和聚酯多元醇。前者中有一种称为PIPA 的改性聚醚多元醇[2]，是继
POP 后的一种新型填充聚醚多元醇。它是由适量异氰酸酯与醇胺在聚醚多元醇中加成而得，分散体是氨基甲酸酯。由于芳基空间位阻大，分子链不易相互靠近和规整排列，因此不易结晶，故而可由PIPA多元醇制得力学性能和低温柔顺性良好的聚氨酯产品，其用于软泡、硬泡和半硬泡产品的生产时可增加泡沫的硬度、弹性和开孔率，改善制品综合性能。PIPA 多元醇实验室合成方法简便，目前一般有间歇法和连续法两种，后者产品黏度更易控制且体系稳定。PIPA 多元醇生产方便，价格低廉，应用广泛，除用于泡沫塑料外，还可用于涂料、胶黏剂领域。
1 实验部分
1.1 主要原料
多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI），PM-200，甲苯二异丁氰（TDI-80），烟台万华聚氨酯有限公司；聚醚多元醇，TMN-450（羟值450 mgKOH/g）、TMN-3050（羟值56 mgKOH/g），天津石化三厂；三乙醇胺（TEA），分析纯，1,4-丁二醇（BDO），化学纯，三羟甲基丙烷（TMP），化学纯，均购自国药集团化学试剂有限公司；三乙烯二胺（A-33），二月桂酸二丁基锡（T-12），去离子水。
1.2 设备与仪器
JJ-1 增力电动搅拌器，江苏省金坛市医疗仪器厂；电子分析天平，AR1140 型，美国OHAUS 公司；真空干燥箱，DZF-2001 型，上海浦东荣丰科学仪器
有限公司；LLOYD 万能试验机，LR30K 型，英国AMETEK 有限公司；ARES 流变仪，美国TA 公司。
1.3 实验步骤
按照m(TMN-450)/m(TEA)/m(TDI)=110/10/9 的比例，在TMN-450 中加入TEA 和微量T-12，用电动搅拌器搅拌混合30 s，转速200 r/min；再迅速加
入TDI，相同转速搅拌60 s，置于真空环境下去除气泡即得到PIPA 多元醇，其固含量约为15%，黏度约为3400 mPa·s。
按照表1 所示发泡配方配制A、B 料，各自用电动搅拌器搅拌混合30 s，转速200 r/min；再将A、B 料混合，相同转速搅拌10 s，将混合液迅速倒入
敞口容器中自由发泡。泡沫固化完全后去除表皮，在不同位置截取料块切割打磨，制成标准样条进行各项性能测试。改变所考察因素在配方中的数值，分析其对制品性能的影响规律。
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