聚氨酯應用量最大的其實就是海綿泡沫材料，可能占到80%以上；說到海綿我們不禁想到沙發床墊汽車座椅之類的發泡材料，而這些材料多數是用聚氨酯材料制造的，北方所采用的供暖保溫材料及冰箱電器保溫也多數屬于聚氨酯材料，今天跟大家一起討論下這些發泡材料的形態原理。聚氨酯發泡保溫材料
聚氨酯屬于逐步加成型聚合物，發泡材料也概莫能外；只是形態上不同于常見的彈性體實心材料，發泡顧名思義材料是會含有空隙或非實心的一類材料；由于水與異氰酸酯的反應有二氧化碳產生，很多時候人們就利用二氧化碳作為形成孔隙的手段或稱為發泡劑，當然也可以利用其它的小分子氯氟烷烴及環保型的其他物理發泡劑。聚氨酯泡沫保溫材料
不論NCO的活性高低與否，在常溫常壓下水與其反應往往是較為緩慢的，需要數小時才會有二氧化碳出現；為了提高效率人們需要使用催化劑來提高生產效率。而催化劑一般會選擇堿性的居多，胺類較為常見如A33之類，那么為什么優先選擇胺而沒有采用常見的堿性金屬錫鉍類作為催化劑呢？其實也很簡單，可以從NCO與水的反應原理那里找到答案；具體的反應歷程或動力學方面太專業我也不太理解，只能大概說說我自己的認識，水作為兩性特征的小分子，面對極度不飽和的NCO肯定是要做點出什么出來的；氫更容易去親電子于是找到了氧，相應的HO只能相對親核嘍找到了碳，號稱氨基甲酸，而這么一個結構明顯是不穩定的，看著也比較別扭的一個分子結構，于是各個原子間又商量又重排導致二氧化碳氣體出現，NCO轉化為氨基，氨基又和其他的NCO很快反應成為聚脲，從上面過程也可以看出一個水分子能干掉2個NCO基團，也就是說18克的水完全可以打贏250克的MDI，還有22.4升的氣體二氧化碳出來，可見聚氨酯是很怕水的，尤其異氰酸酯的存儲；繼續回到催化劑上，從上面的原理明顯可以看出，水作為發泡劑及固化劑其實是氨基與NCO的反應，根據最簡單的物以類聚人以群分原理或相似相容原理，當然是胺類催化劑更能有效的促進這一類的發泡嘍；催化意味著很好的分散或者容易形成均相或良溶液，提供更多的分子間碰撞機會，這些應該是比較容易理解的。另外一點氨作為SP3軌道分布是典型的四面體構型，這也和發泡材料經常會選擇3官能度聚醚如3050及陶氏4701聚醚結構相呼應，讓海綿材料能多的傾向于三維網狀體型，進而讓氣態的二氧化碳更容易分散均勻，這和彈性體鏈式體型為主導是有所不同的。聚氨酯保溫
發泡材料或配方能不能管用，最為核心的其實就是平衡發泡過程和聚醚與NCO的凝膠過程；發泡太快還沒有形成凝膠難免塌泡及不均勻分布等等，很多問題；反之凝膠太快，泡還沒出現材料還沒膨脹起來就給固定牢了也是一大堆的問題。這些現象除了調配合適的催化劑，也要選擇合理或匹配該產品該配方的表面活性劑來輔助海綿形態的合理形成過程，在限制中表現自由是隨時隨地的，陰中有陽陽中有陰才是合理的存在，兼顧簡單的工藝及較低的能耗是設計配方時應該謹記的。聚氨酯噴涂