文档介绍：硬质聚氨酯泡沫塑料的成型工艺
三. CFC-11及其替代物的特性
(戊烷发泡)
1937年,德国拜耳教授首先发明了聚氨酯树脂的聚合技术,并在第二次世界大战期间建成了一个月生产10吨聚氨酯树脂制品试验车间。二次大战结束后,英,美等国于1945~1947年间从德国获得有关聚氨酯树脂的制造技术,并在950年相继开始工业化。日本是在1955年从德国拜耳公司与美国杜邦公司引进技术后才开始聚氨酯工业的生产。我国聚氨酯树脂工业是60年代初期自力更生开始发展起来的。目前,从科技到生产已具规模。
聚氨酯用途广泛,极受欧美国家重视,发展迅速。在80年代中科学家发现聚氨酯生产所用的CFCS(发泡剂)会破坏大气臭氧层,及有温室效应,影响生态环境。因此,联合国在1989年制定了《蒙特利尔协议》限制了CFCS的生产和使用,中国在1993年签署了《蒙特利尔协议修定书》,成为《蒙特利尔协议》的缔约国,要在2005年禁止CFCS生产和使用。由于CFCS破坏地球生态环境,相继开发了CFCS的替代技术,且在聚氨酯中推广,应用。
二. 聚氨酯泡沫塑料合成机理 聚氨酯泡沫塑料合成机理 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,凡是在高分子主链上含有许多重复的-NH-CO-O-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯,一般聚氨酯系列由二元或多元醇化合物(聚醚多元醇或聚酯多元醇)相互作用而得。由于聚合物的结构不同,性能也不一样,利用这种性质,聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料,橡胶,纤维,涂料,粘合剂等。
泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一。它的主要特征是具有多孔性,因而相对密度小,比强度高。根据所用原料的不同和配方的变化,可制成软质,半硬质泡沫塑料。冰箱用泡沫塑料为硬质,主要利用泡沫塑料独特的绝热性。 聚氨酯泡沫塑料的合成原理。 基本反应。 在氨基甲酸酯高聚物的形成过程中,主要的反应如下: 。
多异氰酸酯和多元醇(聚醚多元醇或其它多元醇)反应生成聚氨基甲酸酯。 -R-NCO + nHO~OH →-[-OCN-R-NH-COO~O-]n- 异氰酸酯和水反应。 带有异氰酸酯基团的化合物或高分子链节和水先形成不稳定的氨基甲酸,然后分解成胺和二氧化碳。 ~NCO+H2O→~RNHCOOH →~NH2 +CO2 ↑ 胺基进一步和异氰酸酯基团反应生成含有脲基的高聚物。 ~NCO +~NH2→~HN-CO-NH~ (取代脲) 上述两项都属于链增长反应,后者还生成二氧化碳,另外还有其它链增长反应等。
        发泡聚氨酯主要原材料。 冰箱所用的原料一般包括MDI,聚醚多元醇,交联剂,发泡剂,水,表面活性剂,催化剂,,其各组分作用如下: 聚醚多元醇:主反应原料。 多异氰酸酯:主反应原料。 水:链增长剂,同时也是发生二氧化碳气泡的原料来源。 交联剂:提高泡沫的机械性能,如弹性等。 催化剂:催化发泡及凝胶反应。 表面活性剂:使泡沫稳定剂,并控制孔的大小及结构。 发泡剂:汽化后作为气泡来源并移去反应热,避免泡沫中心因高温而产生“焦烧”。 影响泡沫导热系数的主要要素。 导热系数λ λ泡沫=λ气体+λ塑料+λ辐射 λ气体=通过细胞内气体所传导的热。 λ塑料=通过固体塑料所传导的热。 λ辐射=横过细胞的热辐射传热。 对λ值的影响。 例如: λ泡沫(F11) W/mk. ΛG: W/mk. Λs: W/mk. ΛR W/mk.
三. CFC-11及其替代物的特性。 各发泡剂的特性:
发泡剂
特性
CFC-11
HCFC-141b
环戊烷
异戊烷
分子式
CFCL3
L2F
C5H10
C5H12
分子量
137
117
70
72
沸点(℃)
32
49
28
气体导热率(mW/)
12
14
臭氧破坏替能()
~
0
0
全球温室效应()
爆炸浓度(V%)
——
~
~
~
各发泡剂的性能对比:
发泡剂
性能
CFC-11
HCFC-141b
环戊烷
(c-pentane)
异戊烷
(i-pentane)
保温性
++
+
-
--
相溶性
+
++
-
--
技术难度
--
-
+
++
工艺性
++
++
-