脚轮材料——聚氨酯的70个基本概念 ,让你轻松成为聚氨酯高手(中)
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26.常用的异氰酸酯有哪几种?写出结构式
答:甲苯二异氰酸酯(TDI) ,二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI) ,多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI) ,液化MDI ,六亚甲基二异氰酸酯(HDI) 。
27.TDI-100和TDI-80含义?
答:TDI-100是指全部由2,4结构的甲苯二异氰酸酯组成;TDI-80是指由80%的2 ,4结构的甲苯二异氰酸酯和20%的2,6结构组成的混合物 。
28.TDI和MDI在聚氨酯材料的合成中各有何特点?
答:对于2,4-TDI和2,6-TDI的反应活性 。2,4-TDI的反应活性比2,6-TDI高数倍 ,这是因为 ,2,4-TDI中4位NCO离2位NCO及甲基较远 ,几乎无位阻 ,而2,6-TDI的NCO受邻位甲基的位阻效应较大 ,反应活性受到影响 。
MDI的两个NCO基团相距较远、且周围无取代基 ,故这两个NCO的活性都较大 ,即使其中一个NCO参加了反应 ,使剩下的NCO活性有所下降 ,总的来说活性仍较大 ,故MDI型聚氨酯预聚体的反应活性比TDI预聚体大 。
29.HDI、IPDI、MDI、TDI、NDI中耐黄变哪几种较好?
答:HDI(属于不变黄脂肪族二异氰酸酯) ,IPDI(制成的聚氨酯树脂具有优秀的耐光学稳定性和耐化学药品性 ,一般用于制造高档不变色的聚氨酯树脂) 。
30.MDI改性的目的及常用的改性方法
答:液化MDI:改性目的:液化纯MDI是经过液化改性的MDI ,它克服了纯MDI的一些缺陷(常温下固体 ,使用要融化,多次加热影响性能) ,也为MDI基聚氨酯材料性能的提高和改善提供了进行大范围改性的基础 。
方法:
①氨基甲酸酯(urethane )改性的液化MDI 。
②碳化二亚胺(carbodiimide)和脲酮亚胺 (uretonimine)型改性液化MDI 。
31.常用的聚合物多元醇有哪几类?
答:聚酯多元醇 ,聚醚多元醇
32.聚酯多元醇工业生产方法主要有几种?
答:A、真空熔融法 B、载气熔融法 C、共沸蒸馏法
33.聚酯、聚醚多元醇的分子主链上有哪些特殊结构?
答:聚酯多元醇:在分子主链上含有酯基 ,在端基上具有羟基(-OH)的大分子醇类化合物 。聚醚多元醇:在分子主链结构上含有醚键(-O-)、端基带有(-OH)或胺基(-NH2)的聚合物或齐聚物 。
34.根据特性聚醚多元醇分几类?
答:高活性聚醚多元醇 ,接枝型聚醚多元醇 ,阻燃型聚醚多元醇 ,杂环改性聚醚多元醇 ,聚四氢呋喃多元醇 。
35.根据起始剂分普通聚醚有几种?
答:聚氧化丙烯二醇 ,聚氧化丙烯三醇 ,硬泡聚醚多元醇 ,低不饱和度聚醚多元醇 。
36.端羟基聚醚和端胺基聚醚有何区别?
端胺基聚醚是端羟基被胺基取代的聚氧化丙烯醚 。
37.常用的聚氨酯催化剂有哪几类?各包括哪几个常用品种?
答:叔胺类催化剂 ,常用品种有:三亚乙基二胺 ,二甲基乙醇胺 ,N-甲基吗啡啉 ,N,N-二甲基环已胺
金属烷基化合物 ,常用品种有:有机锡类催化剂 ,可分为辛酸亚锡 ,油酸亚锡 ,二丁基锡二月桂酸酯 。
38.常用聚氨酯扩链剂或交联剂有哪些?
答:多元醇类(1,4-丁二醇) ,脂环醇类 ,芳醇类 ,二胺类 ,醇胺类(乙醇胺 ,二乙醇胺)
39.异氰酸酯的反应机理
答:异氰酸酯与活泼氢化合物的反应 ,就是由于活泼氢化合物分子中的亲核中心进攻NCO基的碳原子而引起的 。反应机理如下:
40.异氰酸酯结构如何影响NCO基团的反应活性?
答:A.R基的电负性:若R基为吸电子基 ,-NCO集团中C原子电子云密度更加降低 ,更容易受到亲核试剂的进攻 ,即更容RAYBET雷竞技-最佳电子竞技即时竞猜平台醇类、胺类等化合物进行亲核反应 。 若R为供电子基 ,通过电子云传递 ,将会使-NCO基团中C原子的电子云密度增加 ,使它不容易受到亲核试剂的进攻 ,它与含活泼氢化合物的反应能力下降 。
B. 诱导效应:由于芳香族二异氰酸酯中含有两个NCO基团 ,当个-NCO基因参加反应时 ,由于芳环的共轭效应 ,未参加反应的-NCO基团会起到吸电子基的作用 ,使个NCO基团反应活性增强 ,这种作用就是诱导效应 。
C. 空间位阻效应:在芳香族二异氰酸酯分子中 ,假如两个-NCO基团同时处在一个芳环上 ,那么其中的一个NCO基对另一个NCO基反应活性的影响往往是比较显著的 。但是当两个NCO基分别处在同一分子中的不同芳环上 ,或它们被烃链或芳环所隔开 ,这样它们之间的相互影响就不大 ,而且随链烃长度的增加或芳环数目的增加而减小 。
41.活泼氢化合物种类与NCO反应活性
答:脂肪族NH2>芳香族NH2>伯醉OH>水>仲OH>酚OH>羧基>取代脲>酰胺>氨基甲酸酯 。(若亲核中心的电子云密度越大 ,其电负性越强 ,它与异氰酸酯的反应活性则越高 ,反应速度也越快;反之则活性低 。)
42.羟基化合物对其与异氰酸酯反应活性的影响
答:活泼氢化合物(ROH或RNH2)的反应性与R的性质有关 ,当R为吸电子基(电负性低) ,则氢原子转移出困难 ,活泼氢化合物与NCO的反应较为困难;若R为供电子取代基 ,则能提高活泼氢化合物与NCO的反应活性 。
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43.异氰酸酯与水的反应有何用途
答:是制备聚氨酯泡沫塑料的基本反应之一 。它们之间的反应首先生成不稳定的氨基甲酸 ,然后分解成CO2和胺 ,如果异氰酸酯过量 ,生成的胺会和异氰酸酯反应生成脲 。
44.在聚氨酯弹性体制备时 ,聚合物多元醇含水量应严格控制
答:对于弹性体、涂料、纤维中要求不能有气泡 ,所以原料中的含水量必须严格控制 ,通常要求低于0.05% 。
45.胺类、锡类催化剂对异氰酸酯反应的催化作用区别
答:叔胺类催化剂对异氰酸酯与水的反应催化效率大 ,而锡类催化剂对异氰酸酯与羟基反应的催化效率大 。
46.为什么聚氨酯树脂可以看作是一种嵌段聚合物 ,链段结构有何特点?
答:因为在聚氨酯树脂的链段是有硬段和软段组成 ,硬段是指聚氨酯分子主链上由异氰酸酯、扩链剂、交联剂反应所 形成的链段 ,这些基团内聚能较大、空间体积较大、刚性较大 。而软段是指碳碳主链聚合物多元醇 ,柔顺性较好 ,在聚氨酯主链中为柔性链段 。
47.影响聚氨酯材料性能的因素有哪些?
答:基团的内聚能 ,氢键 ,结晶性 ,交联度 ,分子量 ,硬段 ,软段 。
48.聚氨酯材料分子主链上软段、硬段各来自哪些原料
答:软段由低聚物多元醇(聚酯、聚醚二醇等)组成 ,硬段由多异氰酸酯或其与小分子扩链剂组成 。
49.软段、硬段如何影响聚氨酯材料的性能?
答:软段:(1)软段的分子量:假定聚氨酯分子量相同 ,其软段若为聚酯 ,则聚氨酯的强度随着聚酯二醇分子量的增加而提高;若软段为聚醚 ,则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降 ,不过伸长率却上升 。
(2)软段的结晶性:对线性聚氨酯链段的结晶性有较大的贡献 。一般来说 ,结晶性对提高聚氨酯制品的性能是有利的 ,但有时结晶会降低材料的低温柔韧性 ,并且结晶性聚合物常常不透明 。
硬段:硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及高温性能 。芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯由于硬段含刚性芳环 ,因而使其硬段内聚强度增大 ,材料强度一般比脂肪族异氰酸酯型聚氨酯的大 ,但抗紫外线降解性能较差 ,易泛黄 。脂肪族聚氨酯则不会泛黄 。
50.聚氨酯泡沫分类
答:(1)硬泡及软泡 ,⑵高密度及低密度泡沫 ,⑶聚酯型、聚醚型泡沫 ,⑷TDI型、MDI型泡沫 ,⑸聚氨酯泡沫及聚异氰脲酸酯泡沫 ,⑹一步法及预聚法生产 ,⑺连续法及间歇法生产 ,⑻块状泡沫和模塑泡沫 。
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