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结论 17
参考文献 18
致 谢 20
第一章 绪论
1.1前言
聚氨酯泡沫塑料的应用范围非常广泛,几乎渗透到国民经济各部门,特别是在家具、制冷、床上用品、建筑、运输、保温已广泛应用,已成为不可或缺的材料。成为最广泛的应用塑料之一。软聚氨酯泡沫塑料主要用于家具、家居用品和床上用品,如沙发和靠背垫、座椅、床垫和枕头[1]。
随着石油供需矛盾的加剧,合成聚氨酯的主要原料之一聚醚多元醇,价格飙升。使用环碳酸酯作为反应溶剂类木质纤维素生物质热化学液化多元醇在大气压力下,可以替代异氰酸酯、聚醚多元醇的亲核加成反应制备聚氨酯材料。在聚氨酯领域制造业,淀粉是一种潜在的环碳酸酯来源。红薯是世界上种植最广泛的作物,开发淀粉环碳酸酯不仅可为聚氨酯工业提供原料来源，减少石油产品的依赖,也可以促进农业发展,提高农产品的经济效益。近年来,许多外国科研单位和企业投入了大量的物质资源和人力研究和开发基于淀粉环碳酸酯和淀粉的聚氨酯,并取得了一些结果。
1.2聚氨酯泡沫塑料
1.2.1聚氨酯泡沫塑料的基本反应
聚氨酯泡沫塑料的合成过程中三种化学反应,链增长反应、气体发生反应和交联反应。一般过程制备的聚氨酯泡沫,这三种反应的反应速度对聚氨酯泡沫塑料的性能有重要的影响。
(1)链增长反应
链增长制备聚氨酯泡沫不仅是主要的反应,在所有的粘合剂、聚氨酯弹性体在这个过程中也会发生类似的反应链延伸,具体反应如下：
RNCO+R’OH→RNHCOOR’
一般的碱性化合物和金属化合物对这样的链增长反应有很强的催化作用,以及酸性环境会减慢链式反应。大多数多元醇物质具有一定的酸度，在室温下与异氰酸酯(RNCO)反应非常缓慢,因此胺或锡通常被添加到聚氨酯泡沫催化剂加快连锁反应。
(2)气体发生反应
聚氨酯泡沫产生的主要气体,为了得到泡孔均匀的泡沫塑料特定的反应如下:
RNCO+H O→RNHCOOH→RNH +CO
在这个过程中水与异氰酸酯的反应是非常重要的反应,在反应中产生CO气体形成统一的泡沫孔。异氰酸酯与水的反应速度对聚氨酯泡沫塑料的性能有重要的影响,所以一般通过添加催化剂调整水与异氰酸酯反应速度,得到优秀的聚氨酯泡沫。这是由于异氰酸酯可以和水反应,其存储的过程中,应避免与水接触。
(3)交联反应
由于异氰酸酯是一种活性非常强的化学物质,它们可以与基团反应。聚氨酯泡沫塑料的合成过程中有很多的交联反应,使聚氨酯泡沫具有较高的抗拉强度,部分交联反应如下：
RNCO+H O→RNHCOOH→RNH +CO
RNH + R’NCO→RNHCONHR’
R’NCO+RNHCOOR→RN(CONHR’)COOR
R’NCO+RNHCONHR→RN(CONHR’)CONHR
制备聚氨酯泡沫程度与交联反应速度对聚氨酯泡沫塑料的力学性能有着重要影响。一般来说,交联剂的功能越高,交联反应速度越快,聚氨酯泡沫的交联密度越高,聚氨酯泡沫的抗拉强度越高[2]。但与此同时,随着交联密度的增加,分子链的运动,导致聚氨酯泡沫断裂伸长率的下降。因此考虑到聚氨酯泡沫的综合力学性能,一般选择适当的交联剂,催化剂和交联反应速度的调整,以达到更高的综合力学性能的聚氨酯泡沫。
1.2.2聚氨酯泡沫塑料的制备工艺
聚氨酯泡沫塑料可分为自由聚氨酯泡沫和模塑型聚氨酯泡沫。首先多元醇,发泡剂、催化剂、泡沫剂和其他添加剂混合部分为A组分,异氰酸酯为B组分。混合A和B搅拌,倒入模具或泡沫盒子,在一定反应时间时间后得聚氨酯泡沫。一般来说,泡沫成型过程用来制造一个鞋垫,枕头和其它小产品,自由发泡过程中用于制造床垫和其他笨重产品[3]。