高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005聚胺酯(PU)弹性体之设计及应用 施 文 昌 OutlineIntroductionClassification of PU elastomersSynthesis and Characterization of PU elastomersApplication of of PU elastomersQuestions and discussions高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005What is a Polyurethane?One of the most versatile polymers ever invented.It can be made as a soft or rigid foam or a soft or hard elastomeric strong plastic.By changing the chemistry a infinite range of materials can be made.高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005IsocyanatePolyolUrethane groupsWhat is a Polyurethane?高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005What are PU elastomers?A broad family of rubber-like condensation polymers generally composed of:A high molecular weight hydroxyl terminated polyolA low molecular weight diol or diamine chain extender or curativeA polyisocyanateCatalysts,additives,etc.高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005PU树脂由于具有不兼容的软段（Soft Segment）及硬段（Hard Segment），产生相分离，导致硬段在PU结构中呈现类似海岛 的结晶相，使PU在室温下有物理交联（即假性交联）的现象， 因此PU分子量虽仅有数万，但由于相分离所产生的物理交联， 使得其机械性质十分优异。 What are PU elastomers?高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Unique of PU elastomersHardness of PU elastomers fromshore 000toshore D-80PU PU elastomerselastomers 高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005柔性/硬质泡沫 SlabstockLaminatedMoldedRIMSpray弹性体TPU Cast RIM Spray Fiber MillableACSAdhesiveCoatingHot MeltSealantUrethane/Urea Chemical 高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005The definition of PU elastomersThermoplastic polyurethanes-Available as granules or pellets suitable for conventional thermoplastic processing such as extrusion,calendaring or injection moulding.Cast elastomers-Made by low-pressure mixing and casting the liquid components into a mould to form a solid article with typical applications being high performance industrial wheels,seals,rollsetc.RIM elastomers-Produced by high-pressure mixing and injection into a closed mould with typical applications as automotive bumper fascias,body panels plus body components for a variety of other vehicles.The definition of PU elastomers高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Spray elastomers-Made by high-pressure mixing and spraying on to a substrate where the key applications are industrial protective coatings for bridges,pipes or linings for transport containers.Elastomeric fibers-These are made by solution spinning directly from the polymerisation mixtureMillable polyurethane gums-Available as slabs or crumb that are processed by the traditional methods used in the rubber industry异氰酸酯高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005The special monomer of isocyanates高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005同分异构体分类NCO种类优点缺点 (环) 脂 肪 族IPDI耐磨耗性佳、屈曲性佳耐候性、耐热性 不佳HDI耐热性佳、机械性质优价格高、人体毒 性高H12MDI耐热性佳、机械性质优价格高、人体毒 性高、反应较慢TMXDI人体毒性较低、柔软性佳耐热性不佳、反 应更慢芳 香 族MDI价格低、机械性优异、反 应快黄变型TDI价格低、柔软性佳、反应 快黄变型、人体毒 性高PU树脂二异氰酸酯原料之特性比较高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005异氰氰酸酯酯速度常数 k1k2 2,4-TDI42.51.6 2,6-TDI52 1,5-NDI6.1- MDI168.6 HDI0.2- XDI3- H12MDI0.3- (IPDI)2.40.5高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005二异氰酸酯之相对反应速率之比较高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Oligomerols高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005特殊单体的多元醇Property polyester polyetherCompression set Low temp. flexibility Oil/solvent resistance Hydrolytic resistance Heat aging Wear resistance UV./O3stability :favorable:unfavorable高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Ester vs.ether for PU elastomers高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,20051=最好5=最差性能PTMEGPOLYESTERPPG拉伸强度114耐撕裂124 动态力学性能244 回弹153 耐冲击磨损245 耐滑动摩擦314 热稳定性(60)325水解稳定性141 耐油/溶剂 415UV稳定性 414耐霉菌性 141价格 321多元醇聚氨酯弹性体的比较 Cross-linkers/chain extenders-OH高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Cross-linkers/chain extendersNH2高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005反应型防火剂反应型防火剂/ /阻燃剂阻燃剂 高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,20052. 2.:Solvay Company-:Solvay Company-High performance halogenated polyether polyol: Hydroxyl number=2003003 3.ADEKA POLYETHERS.ADEKA POLYETHERS 4. 4.Fyrol 6=Diethyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphonateHydroxyl number=400500IXOL-M125/B251高分子弹性体研讨会 勤益技术学院/材料与化学工程研究所 Tim shih/Aug. 18,2005Tin and Lead Carboxylic Acid SaltsGelationBlowingBlowingIsocyanate -Water ReactionIsocyanate-Polyol ReactionGelation MercurySaltsTD-33A DMCHA ZR-50 TD-20 DMEA PMDETA ZR-70 ZF-51 ZF-53 ZF-57 ZF-65 ZF-52 ZF-62 DMP DM-70 E-40 MM-70 PM ZF-20 ZF- 54 NMM, NEM M-75 DMDEECatalysts for the NCO/OH/H2O reactio