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六十多年來，聚氨酯化學發(fā)展迅速。目前聚氨酯的合成原料已發(fā)展到數(shù)十種，可組合的配方千千萬萬。專利文獻中，個例甚多，但大多一劑一方一用。對聚氨酯分子設(shè)計、物性和用途之間的相關(guān)分析較少。
我們在泡沫塑料、彈性涂料、彈性纖維、膠粘劑，以及聚氨酯織物后整理中的防水透濕涂層、仿麂皮、疊層織物、粘合襯，真絲抗皺，合纖抗靜電，緩釋微膠囊等資料中，找出一些；配方-物性-用途三者比較完整的文章，摘取有關(guān)數(shù)據(jù)，并以分子設(shè)計的格式制表。希望通過比較，能使我們對聚氨酯的分子設(shè)計有更多了解，有利于指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)。
由于作者水平有限，不當之處，敬請各界批評指正。
一、分子解讀
（一）、聚氨酯的名稱和類別
1、名稱
（1）聚醚、聚酯、聚酰胺等都是按大分子中的結(jié)合基來命名的，聚氨酯的主要原料是多異氰酸酯R-NCO，與多元醇加成：生成多聚氨基甲酸酯R-NH-COOR’，簡稱‘聚氨酯’。
（2）多異氰酸酯也可以與多胺加成；R-NCO+H2N-R’→R-NH-CONH-R’生成脲。
（3）多異氰酸酯自聚，或與水反應(yīng)，也生成脲，但放出二氧化碳。以脲為結(jié)合基的多聚體，本該歸入聚脲（polyurea），但習慣上，凡以異氰酸酯合成的高聚物都稱為聚氨酯（polyurethane）。
2、類別
（1）熱塑性聚氨酯，或稱溶劑型、熱融型；主要由低聚物、異氰酸酯化物、擴鏈劑三部分組成。也可以不用擴鏈劑，直接由前二者合成。
（2）熱固性聚氨酯，或稱自交聯(lián)型，固化后不溶不融。除了一次成型的聚氨酯產(chǎn)品以外，還有相當一部分聚氨酯半成品可以延緩固化，這類產(chǎn)品有：雙組分聚氨酯漆；潮氣固化粘合劑或漆；另一種是用封閉劑將部分異氰酸酯封閉（生成在常溫條件下比較穩(wěn)定的復(fù)合基團）熱處理時該基團離解，異氰酸酯恢復(fù)活性，發(fā)生交聯(lián)或自交聯(lián)。羥基或胺基過剩的是他交聯(lián)型聚氨酯，使用時外加交聯(lián)劑。
（3）水性聚氨酯；由低聚物、異氰酸酯化物、擴鏈劑、親水性擴鏈劑、成鹽劑五部分組成。
（4）水性
3、原料
（1）低聚物；是聚酯或聚醚化物，分子量600-6000（一般是1000-4000），二官能團的，分子兩端都是羥基或胺基，也可以是一端羥基一端胺基。多官能團的聚醚，最多有8個羥基（以蔗糖為醚化起始物）。
（2）異氰酸酯化物；具有二個或二個以上異氰酸酯基的化物，異氰酸酯基團能與各類含活潑氫的基團發(fā)生加成或縮合。
（3）予聚體；一克當量低聚物與二克當量異氰酸酯化物反應(yīng)，生成二端都是異氰酸酯基團的化物，稱為予聚體。
（4）擴鏈劑；又稱鏈延長劑，有二個或二個以上含活潑氫基團的化合物，包括羥基、胺基、水。予聚體在擴鏈劑作用下，分子量成倍增長，得到分子量為10,000-200,000的聚氨酯。
（5）封閉劑；能與異氰酸酯基反應(yīng)生成較穩(wěn)定的復(fù)合基團的有；乙醇、苯酚、亞硫酸氫鈉。上述封閉物的解離溫度依次為；155℃、130℃、60℃（用叔胺或有機錫類作催化劑時的溫度）。加成復(fù)合反應(yīng)屬可逆反應(yīng)，解離溫度越高的，逆反率越小，穩(wěn)定性越好，封閉時封閉劑的增量越少。例如：乙醇可以按理論量用料；苯酚要比理論量多用5-10%，亞硫酸氫鈉要比理論量多用100-200%。
（6）親水性擴鏈劑；除了有二個或二個以上含活潑氫基團以外還兼有1-2個親水性基團，含羧酸的擴鏈劑有；二羥甲基丙酸，二羥基丁二酸（酒石酸）。含磺酸鹽的擴鏈劑有；乙二胺基乙磺酸鈉，2-磺酸鈉丁二醇。
（7）成鹽劑；羧基可用氫氧化鈉、氨水、三乙胺成鹽，三乙胺成鹽可得最好的分散度和乳液穩(wěn)定性。
二、若干聚氨酯產(chǎn)品的分子設(shè)計、物性、用途列表
制表說明：分子設(shè)計中沒有列出予聚體制備時溶劑與催化劑用量，當量比是由實際用量算出，約簡后表示。
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