第1章　绪论

1.1 聚氨酯泡沫材料概述

聚氨酯(PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇制成的聚合物[1⁃5]。通过应用不同原料与催化剂可以制得不同性质的产品,比如热塑性弹性体、防水涂料、胶黏剂、硬质和软质泡沫等。其中应用最为广泛的是聚氨酯胶黏剂、硬质和软质泡沫产品,聚氨酯泡沫材料已成为近5年来发展速度最快的合成材料[6⁃10]。

聚氨酯泡沫根据软硬程度不同可分为软质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和硬质聚氨酯泡沫。通常,要想获得硬质聚氨酯泡沫(rigid polyurethane foam,RPUF),必须使用具有支化结构的多元醇。目前多采用官能度高达8的脂肪族聚醚多元醇与官能度为2.5~3的多异氰酸酯反应来制备。

泡孔结构的类型大致如图1.1所示。

图1.1　硬质聚氨酯泡沫的泡孔结构

如上所述,硬质聚氨酯泡沫材料主要由含活泼氢的羟基化合物聚酯多元醇或聚醚多元醇与异氰酸酯反应来制备,其化学反应式如图1.2所示。事实上,在制备硬质聚氨酯泡沫材料的过程中,会加入少量水用作发泡剂,因此,异氰酸酯也能与水发生化学反应,最初形成一种不稳定的氨基甲酸,之后生成CO₂气体,如图1.3所示。

图1.2　制备硬质聚氨酯泡沫的化学反应式

图1.3　异氰酸酯与水的化学反应式