专注是一种力量

为了让广大朋友对聚氨酯配方设计有一定的理解，今天我们首先对聚氨酯配方设计过程中，各种原料对性能的影响进行讨论，为以后聚氨酯配方的计算做一定的铺垫。

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概述

生产聚氨酯的原料品种繁多，配方多种多样，因此在设计配方时，需首先要根据客户对性能要求选定主要原料和相关参数。计算配方时，通常以R值（-NCO/OH）与硬段含量（Ch）作为参数，并取大分子二元醇定量作为基数来进行配方的计算。 u0 >_x0010_<*TB  在此主要讨论合成聚氨酯原料对产品性能的影响，以及原料的具体参数在聚氨酯配方设计过程中的应用。2

聚氨酯原料对其性能的影响

合成聚氨酯主要有三大类，即低聚物多元醇（二元醇），二异氰酸酯以及小分子扩链剂。除此之外，有时为了提高反应速度，改善加工性能，降低成本等目的，还需要加入相应的助剂。

低聚物二元醇对聚氨酯性能的影响

合成聚氨酯所用的二元多元醇主要有聚酯二元醇、聚醚二元醇和聚烯烃二元醇等。在聚氨酯中大分子二醇的质量分数大约在50%-80%，其对聚氨酯性能有较大影响。需要考虑多元醇的主要指标有羟值、酸值、色度、粘度、水分、分子量的分布以及与异氰酸酯的反应活性等。

需要特别说明的是多元醇分子链的规整度对聚氨酯的物理性能有很大影响，如果多元醇是均一且无取代基，则有利于聚氨酯分子的聚集，因而具有较高的物理性能；反之，则有利于形成无定型的聚氨酯，从而导致合成的聚氨酯具有较低的物理性能。因此在生产研究过程中考虑大分子二元醇产品的质量是十分必要的。

低聚物二元醇种类对聚氨酯性能的影响

种类不同低聚物二元醇的结构不同，主要影响构成聚氨酯分子的软段的极性，进而使软硬段聚集态结构不同。聚酯二元醇分子中含有较多的极性酯基(－COO－)，可形成较强的分子内氢键，因而聚酯型聚氨酯具有较高的强度、耐磨和耐油性能；但是聚酯易受水分子的作用而发生水解，且水解成的酸又可以催化聚酯进一步水解，所以聚酯型聚氨酯耐水解能力比聚醚型聚氨酯差。

由于聚醚二元醇中醚键氧原子相邻的碳原子容易被空气氧化，也容易受紫外线的攻击，因而聚醚型的聚氨酯具有较低的热稳定性和抗光氧化性；醚键不易水解且较为柔顺，所以制得的聚氨酯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。

聚烯烃类的二元醇合成的聚氨酯具有优异的耐水解性、电绝缘性、低温柔性、气密及水密性能。不同的大分子二醇合成的聚氨酯具有不同的性能和特性，所以在设计配方时，首先要客户对产品的性能的要求，选择适合种类的大分子二醇。

低聚物二元醇分子量对聚氨酯性能的影响

在选定低聚物二元醇种类的情况下，我们还需要对低聚物二元醇分子量进行选择。配方基本参数一定的情况下，改变低聚物二元醇的分子量会对聚氨酯的性能有较大的影响。随着软段分子量增加，即降低了硬链段的比例，所合成聚氨酯的强度下降，弹性增加，永久变形增加。因此，在聚氨酯配方设计过程中低聚物二元醇的分子量也是需要考虑的重要因素。

异氰酸酯对聚氨酯性能的影响

二异氰酸酯是较的活性分子，在聚氨酯合成中它的功能主要有两个。首先，它连接大分子二醇组分，生成聚氨酯稀疏的软缎；还作为连接小分子二醇扩链剂，生成聚氨酯的稠密硬段；再有作为连接软缎和硬段，组成聚氨酯链。二异氰酸酯的第二个功能是对硬段的贡献，是决定聚氨酯力学性能的主要因素之一。

扩链剂对聚氨酯性能的影响

用于聚氨酯的扩链剂比较多，通常分为二元胺和二元醇两类。扩链剂的主要功能分为以下几方面：首先，低分子二元化合物能使聚氨酯反应体系迅速地进行扩链或交联。其次，由于扩链剂分子量低，反应活性高，在反应体系中，对二异氰酸酯和大分子二醇体系构成较强的反应竞争几率，因此可以通过选择合适的扩链剂调节反应体系的反应速度。最后，扩链剂调节产品的相关力学性能，它们不仅参与反应，具扩链和交联作用，还可以提高制品的回弹性、刚性和力学性能，同时，它还能降低原料组分粘度，改善原料各组分的相溶性。

在实际生产过程中，选择适合的扩链剂是十分重要的。扩链剂与聚氨酯产品的性能有很大关系。鉴于参与反应的二异氰酸酯和大分子二醇活性的不同，在聚氨酯制品的制备过程中，除了考虑扩链剂对产品性能的影响外，调节反应体系的反应速率也是一个重要的作用。

来源：高分子微信