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聚氨酯的性能及其工程应用.ppt

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聚氨酯的性能及其工程应用,,目录,一、聚氨酯简介 二、聚氨酯的结构、性能 三、聚氨酯的工程应用1、隔热、保温2、缓冲、支撑3、吸音4、PU、其它,一、聚氨酯,聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。 1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯,并以此为基础进入工业化应用。 二战后英美等国从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。,聚氨酯分类,氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,聚氨酯泡沫是聚氨酯的主要品种,约占其总量的70%。 聚氨酯泡沫分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫材料 软泡为开孔结构, 硬泡为闭孔结构; 软泡又分为结皮和不结皮两种。,泡沫结构,,聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料,在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下,通过专用设备混合,经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。,硬质聚氨酯泡沫用途,1、建筑隔热材料 2、保温材料(管道设施等的保温隔热) 3、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱,空调等的隔热层和冲浪板等的芯材) 4、运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶棚等材料) 5、冷库保温隔热、冷藏车及冷库隔热材等,管道保温,软质聚氨酯泡沫,块状软质聚氨酯泡沫主要用于家具、垫材、复合面料、服装鞋帽、隔音内衬与箱包衬里材料;模塑软质聚氨酯泡沫主要用于制作汽车坐垫、靠背、头枕、摩托车坐垫、家具、运动器材等。,硬质聚氨酯泡沫应力应变分析,试验研究结论,1)在环境温度为25.2℃,湿度为92%,聚氨酯硬泡膨胀系数16倍的情况下,测得聚氨酯硬泡材料的强度极限为179.56 kPa,弹性模量为39.4MPa,泊松比为0.42; 2)通过聚氨酯硬泡压缩试验,可以发现聚氨酯硬泡材料的弹性模量较小且在抗压方面有很好的延性性能; 3)聚氨酯硬泡抗压破坏为明显的塑性破坏,破坏时并无开裂现象.,颗粒填充改性,在硬质聚氨酯泡沫基体中加入刚性粒子可以提高聚氨酯泡沫的压缩强度、模量和尺寸稳定性。通过功率超声分散技术将纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙分散在聚氨酯原料液相体系中,然后聚合成型得到增强聚氨酯泡沫。 在硬质聚氨酯泡沫基体中加入玻璃纤维玻璃纤维制品、碳纤维、空心玻璃微珠、木质素等材料,可以制备复合硬质聚氨酯泡沫,提高聚氨酯泡沫的力学性能,扩大其应用范围。,保温隔热,硬质聚氨酯泡沫塑料具有超低的热导率(其导热系数γ仅为0.018~0.024W/m*k),软化系数在250℃以上,保温隔热效果在目前市场上所有的保温隔热材 料中是最好的。,相同保温效果不同材质厚度比较,,,,,,,,阻燃性能,聚氨酯泡沫均较易燃,尤其是软质聚氨酯泡沫,其氧指数只有17%~18%,在空气中极易燃烧,且燃烧时产生大量有毒气体及烟尘。以添加剂的方式加入含氯、溴、磷、锑等元素的有机化合物,以制得添加型或反应型阻燃泡沫塑料; 在多元醇或异氰酸酯键上直接引入上述阻燃元素,以得到结构型阻燃泡沫。,,,聚氨酯弹性体,聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点。主要用作涂覆材料(如软管、垫圈、轮带、辊筒、齿轮、管道等的保护)、绝缘体、鞋底以及实心轮胎等方面。,聚氨酯鞋底,定型棉,此材料棉由聚氨酯材料,经发泡剂等多种添加剂混合,压剂入简易模具加温即可压出不同形状的海棉,它适合转椅沙发座垫、背棉,也有少量扶手也用定型棉做海棉弹性硬度可调整,依产品不同部位不同进行调整。一般座棉较硬度高,密度较大,背棉次之,枕棉更软。,,,吸音,隔音材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔音材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸音性能差。 吸音材料对入射声能的反射很小,这意味着声能容易进入和透过这种材料;这种材料的材质应该是多孔、疏松和透气,这就是典型的多孔性吸音材料,在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构;,,结构特征是:材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔,也即具有一定的透气性。当声波入射到多孔材料表面时,引起微孔中的空气振动,由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用,将相当一部分声能转化为热能,从而起吸音作用。,其它工程应用,生物医用材料:聚氨酯具有优良的生物体相容性,因此逐渐被广泛用作生物医用材料。可用于人工心脏起搏器、人工血管、人工骨骼、人工食道、人工肾脏、人工透析膜等的制造。 PU(合成革),,,,,谢 谢 !,
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