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聚醚多元醇的各项指标对泡沫制品的相关影响

2018年01月03日 星期三 来源:山东联创 我来说两句 保存为书签

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1、 羟值

一般多元醇化合物的官能度大、羟值高,则制得的泡沫塑料硬度大,机械物理性能好,耐温性能好。但与异氰酸酯等其他组分的互溶性差。

羟基化合物与异氰酸酯的反应是聚氨酯合成中最常见、最基础的反应之一。羟基含量相同的情况下,官能度大的反应速率大,反应物的粘度增加快。官能度相同的情况下,羟值高的聚醚活性高与TDI的反应性加强,羟值低的聚醚活性低与TDI的反应性减弱。作为发泡过程中的两大主反应:TDI与水的反应活性相当于它与仲醇的反应,因此聚醚羟值的波动会破坏发泡过程中TDI与聚醚及水的反应平衡。若羟值高,则TDI与聚醚的反应性增强,主反应增强。若羟值低,则TDI与水的反应增强,造成主反应速度跟不上发泡反应速度,易造成塌泡现象。

聚醚羟值的波动对泡沫制品有较大的影响,聚醚的羟值直接影响到TDI的加入量,若羟值高,则TDI用量增加,若用户未对TDI的量进行调整,相当于TDI加入过少,造成泡沫裂纹、回弹性差、强度差、压缩永久变形增大。反之,相当于TDI加入过多,会使泡沫形成大孔和闭孔、硬度增加、熟化时间长引起烧心。

2、不饱和度

聚醚反应温度的高低及催化剂的多少直接影响聚醚产物的不饱和度,反应温度高或催化剂含量高(聚醚链的活化中心数量多),则副反应增加,不饱和度增加。不饱和度增加说明反应过程中生成的醛类等不饱和物质增多,聚醚的端基形成不饱和双键后就失去了反应活性,链增长终止,影响聚醚的平均分子量,使平均分子量降低,羟值升高,聚醚的官能度降低。官能度的高低直接影响着泡沫制品的性能,因此在生产控制中,不饱和度越低说明副反应越少,对泡沫制品的影响越小。

3、水分

水作为发泡剂是泡沫塑料中最重要的反应之一,少量的水可消耗大量的TDI,并产生大量的气体、放出热量。反应混合物中水浓度的增加可使反应速度加快。若聚醚中水分(计算TDI指数时将其忽略)增加,不但消耗大量的TDI使聚醚活性降低造成裂泡、塌泡,同时因反应中放出大量的CO[sub]2[/sub]及热量,会减小泡沫制品的密度,若生成的热量不能迅速移走,严重时会造成黄心甚至着火。若聚醚水分超标严重,生成脲键及CO[sub]2[/sub]的量增加,泡沫密度变小,泡沫制品变硬,同时放出大量的热易造成烧心。若客户在不知情的情况下进行使用,相当于增加了水量,但TDI及催化剂的用量未进行调整,易造成裂泡,超标严重时会出现塌泡现象。因此在聚醚的控制过程中水分越低好,有利于泡沫制品配方及性能的稳定。

4、酸值

AV可以羟值的形式表现,因此酸值高消耗TDI多,但由于量少可忽略不计。反应温度高及催化剂浓度的增加会增加副反应,使酸值升高;酸值高在泡沫形成过程中消耗的胺类催化剂多,降低了反应活性,严重时会由于胺类催化剂消耗太多造成泡沫制品的收缩、闭孔。

5、分子量

大部分高聚物的性能随分子量的增加而提高,如抗张强度、伸长率、熔点、硬度和玻璃化温度等随分子量的增加而上升,而溶解度相反。这种关系在分子量提高至一定值后变化就不显著了。聚醚的分子量可由羟值、官能度计算而得。对于同一牌号,分子量的大小受不饱和键的影响,因此引起分子量变化的影响因素与不饱和度的影响因素类似,二者是一个相辅相成的关系,即同一牌号聚醚,不饱合度增加→分子量减小;不饱和度减少→分子量增加。

6、钾离子

聚醚中残余催化剂的存在将直接影响予聚体制备及聚氨酯制品的物理性能,因为钾离子促进聚氨酯化学反应过程中生成刚性且交联的脲基甲酸酯与缩二脲基,使泡沫制品变硬,弹性降低,严重时凝胶。同时钾离子含量高,当作为原料与TDI进行发泡时,发泡热量不能及时散发,造成泡沫烧心。

7、抗氧剂

为了提高泡沫制品的抗氧化能力,我们在聚醚生产和发泡过程中加入抗氧剂(可将泡沫制品的燃烧温度提高至180℃以上,其加入量与加入的水量有关)。提高泡沫制品的燃烧温度,避免了烧心现象的发生。

8、色值

色值是聚醚最直观的表观指标,色值的好坏能直接反应聚醚的质量。聚醚醚键上的碳原子极易氧化,尤其是在碱性介质中和较高温度下,均会造成副反应的增加,生成不饱和键,若色值深,则相应的其他指标(如AV、不饱和度等指标)也会相应发生变化,同时造成泡沫制品的颜色相应发生变化。​​​​

 
 
 
 

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