化工本科毕业论文完整版
聚氨酯合成原料研究进展
摘要
主要综述了目前国外最基本聚氨酯合成的原料及其特点以及聚氨酯的品种类型和聚氨酯产品的主要应用。包括了聚氨酯粘胶剂、聚氨酯涂料、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯合成革、聚氨酯密封胶、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及聚氨酯漆等。另外还对它们在生活中各方面的具体使用做了概述。涵盖了聚氨酯的合成原理、合成方法及合成工艺。并对合成聚氨酯原料的性质、用途、合成方法进行了研究讨论。对我国聚氨酯的发展状况及其发展领域分布作了分析。同时对世界聚氨酯及其原料工业的现状及进展有所描述。
关键词：聚氨酯，原料，合成，应用，进展
Pu synthetic raw material research progress
ABSTRACT
The paper mainly describes the basic synthesis at home and abroad and its characteristics of polyurethane materials and polyurethane breed type and the main application of polyurethane products. Including the polyurethane adhesive, polyurethane coating, polyurethane foam plastics, pu synthetic leather, pu sealants, polyurethane fiber, polyurethane rubber and polyurethane paints. In addition to them in the life all aspects of the concrete use is given. Covers the polyurethane synthesis theory, synthesis method and synthetic process. And polyurethane materials to the properties, applications and synthetic methods are studied discussion. The development of our country the status and development of polyurethane field distribution was analyzed. Meanwhile to the world of its raw material industry polyurethane described present situation and development.
KEY WORDS: polyurethane, raw materials, application, polyurethane, progress
目录
前言 (1)
第1章概述 (2)
1.1聚氨酯发展简史 (2)
1.2聚氨酯的类型品种 (3)
1.2.1聚氨酯粘胶剂 (3)
1.2.2聚氨酯涂料 (4)
1.2.3聚氨酯泡沫塑料 (5)
1.2.4聚氨酯合成革 (5)
1.2.5聚氨酯密封胶 (5)
1.2.6聚氨酯纤维 (6)
1.2.7聚氨酯漆 (7)
1.2.8聚氨酯橡胶 (7)
第2章聚氨酯合成原料 (9)
2.1 异氰酸酯 (9)
2.1.1甲苯二异氰酸酯(TDI) (9)
2.1.2二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) (10)
2.1.3多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI) (12)
2.1.4异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI） (12)
2.1.5其它异氰酸酯 (HDI等) (13)
2.2多元醇 (13)
2.2.1聚酯多元醇 (14)
2.2.2聚醚多元醇 (14)
2.3扩链剂 (16)
2.4催化剂 (17)
2.5助剂 (17)
第3章合成方法与工艺 (19)
3.1聚氨酯合成方法 (19)
3.1.1两步法合成工艺 (19)
3.1.2一步法合成工艺 (20)
3.2聚氨酯合成原理 (21)
第4章聚氨酯应用 (22)
4.1日常生活中的应用 (22)
4.2各种聚氨酯材料的具体应用 (22)
第5章世界聚氨发展及其原料工业的现状及进展 (26)
5.1聚氨酯是有发展前途的合成材料 (26)
5.1.1市场分析和进展 (26)
5.1.2原料工业现状 (27)
5.1.3中国聚氨酯工业现状 (29)
5.1.4我国国PU区域分布格局将逐渐形成 (29)
5.2可再生原料生产聚氨酯将成必然趋势 (30)
结论 (31)
辞 (32)
参考文献 (34)
附录 (35)
外文资料翻译 (36)
前言
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯（简称 PU），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[1-2]。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、合成革、胶粘剂和涂料等，聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于建筑、汽车、轻工、纺织、石化、冶金、电子、国防、医疗、机械等众多领域。1937年德国Otto Bayer教授及其同事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，英美等国1945~1947年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。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，从80年代以来尤其近30多年发展较快。
第1章概述
1.1聚氨酯发展简史
聚氨酯的主要原料是异氰酸酯，在自然界是不存在异氰酸酯化合物的，最早出现的异氰酸酯化合物是1849年由德国化学家Wurtz采用硫酸烷基酯与氰酸钾进行复分解反应制得的烷基异氰酸酯[3]：
R
2SO
4
+2KOCN—2RNCO+K
2
S0
4
；1850年Hofmann采用二苯基草酰胺合成了苯异
氰酸酯：[-C
6H
5
-NHCO-]
2
—2C
6
H
5
-NCO+H
2
；1884年Hentschel用胺或(铵)盐
类与光气反应制成异氰酸酯，该反应为异氰酸酯化合物的工业化生产奠定了理论基础。
1936年，德国化学家拜洱教授及其同事们在研究异氰酸酯的加成聚合反应过程中，首先合成出了含有氨基甲酸酯特性基团的化合物，在二战期间，德国与美国杜邦公司发明的尼龙新材料展开竞争，对有机异氰酸酯和多元醇的加成聚合反应进行了深入、系统的研究，合成出了最早的氨基甲酸酯聚合物，并成功地制备出类似尼龙的合成纤维，在进一步研究开发的基础上，又相继开发了聚氨酯泡沫塑料、弹性体、涂料等产品。在此期间，作为技术高度的聚氨酯材料的基础研究和应用研究已在德国悄然展开，奠定了聚氨酯材料的基础。与此同时，美国和日本等国的科学家也对异氰酸酯的加成聚合反应制备聚氨酯做了许多基础研究。二战后，美国加快了对聚氨酯材料的基础研究和应用开发工作。1947年美国杜邦公司和孟山都公司建立了生产甲苯二异氰酸酯的试验性生产装置，合成了聚氨酯硬质泡沫塑料，并在飞机上进行了使用。
促进聚氨酯工业化生产飞速发展，有三大技术上的突破，其一是在1952年，德国拜耳公司的科学家们成功地开发出了聚酯型聚氨酯软质泡沫塑料和相应的工业连续化生产装备，生产出重量轻，比强度大的新型材料，奠定了聚氨酯材料大量使用的基础；其二是在1954年，美国杜邦公司开发出了聚醚型聚氨酯泡沫塑料，在多元醇基础原料方面，彻底改变了由煤化工为基础的聚酯多元醇原料体系，转向了以石油化工为基础的聚醚多元醇原料体系，这类氧化烯烃的工业化生产规模大、产量高、生产工艺简单、
价格低廉，使聚氨酯产品的价格大幅度地下降，奠定了大规模推广应用的价格优势基础和拓展空间；其三是由于许多相关公司陆续研制出了相应的工业生产装备，开发了如各种聚氨酯专用的催化剂、泡沫稳定剂等特殊化学品。对聚氨酯材料工业化的飞速发展起到了极其重要的作用。
随着对聚氨酯材料化学基础理论、工艺合成技术的不断深入研究和对聚氮黧产品应用领域的不断开拓，20世纪50年代以来，有关聚氨酯的新品种、新工艺、新装备大量涌现，逐渐形成了日益成熟，完整的聚氨酯工业体系，在全球塑料总产量中，聚氨酯材料产量仅次于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和酚醛塑料。
我国聚氨酯工业起始于20世纪50年代末，1958年染料厂开始研究甲苯二异氰酸酯，1962年建成年产500t的甲苯二异氰酸酯生产装置，为我国聚氨酯工业奠定了基础。1958年市轻工业研究所也进行了聚氨酯泡沫塑料的研究。同期，省化工研究所也进行了聚氨酯树脂以及原料的试验研究；1964年聚醚型聚氨酯软质泡沫塑料投入中试生产；1966年前后，化工部化工研究所(现名省化工研究所)、科学院化工研究所等科研单位相继开展了聚氨酯合成材料的研究，初步形成了我国聚氨酯材料研究、生产的基础。
20世纪80年代改革开放以来，随着国民经济的全面发展，聚氨酯工业也呈现出了蓬勃发展的态势，我国有计划地引进了聚氨酯原料和后加工的装备，相继建立了主要原材料配套生产基地，在聚氨酯产品加工方面，引进了聚氨酯泡沫塑料、弹性体、合成革、涂料、粘合剂等生产的关键设备和生产线，使产品的生产能力得到了极大提高，强化了相关产品的开发研究和应用领域的开拓，形成了具有一定规模的聚氨酯工业体系。
1.2聚氨酯的类型品种
聚氨酯粘胶剂、聚氨酯密封胶、聚氨酯涂料、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯合成革、聚氨酯漆、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶等。
1.2.1聚氨酯粘胶剂
聚氨酯胶粘剂又称乌利当胶英文名(Polyurethane Adhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(－NHCOO－)或异氰酸酯基(－NCO)的胶粘