大豆油在软质聚氨酯泡沫塑料中应用及性能研究

论文总字数：11391字

摘 要

软质聚氨酯泡沫塑料因为拥有优异的舒适性能，在家居用品、汽车、鞋材、医疗器械等领域都得到了广泛的运用。本文将改性大豆油应用于软质聚氨酯泡沫中，以提高其性能。实验通过分别改变NCO／OH比值和改性大豆油的加入量对聚氨酯泡沫塑料进行力学性能测试，发现随着NCO／OH比值的增大，泡沫塑料的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率都随之增大，但尺寸稳定性相应变差。随着改性大豆油含量的增加，泡沫塑料的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率都相应减小，同时制品的尺寸稳定性随之降低。

关键字：聚氨酯，大豆油，性能

Abstract： because of the excellent performance of Soft polyurethane foam, it had been widely applied to household goods, cars, shoes materials, medical equipment and other fields. In this paper, we will be modified soybean oil used in soft polyurethane foam, in order to improve its performance. Experiments tested the mechanics performance of polyurethane foam plastic by respectively changing NCO/OH ratio and the addition of modified soybean oil amount.Found that with the increase of NCO/OH ratio, Foam plastic tensile strength, tear strength, elongation at break are getting higher, but the corresponding variation dimension stability. With the increase of content of modified soybean oil, Foam plastic tensile strength, tear strength and elongation at break are reduced accordingly, meanwhile the size stability of the products decreases.

Keywords：Polyurethane, Soybean oil, performance

目录

1 绪论 4

1.1引言 4

1.2聚氨酯泡沫塑料 4

1.2.1聚氨酯泡沫塑料的基本反应 4

1.2.2聚氨酯泡沫塑料的制备工艺 5

1.2.3软质聚氨酯泡沫塑料的应用及研究现状 6

1.3大豆油在聚氨酯泡沫塑料中的应用概况 6

1.3.1大豆油的基本概况 6

1.3.2大豆油多元醇在聚氨酯泡沫塑料中的应用概况 7

1.4本文的研究内容和意义 8

1.4.1立题的背景和意义 8

1.4.2本文研究的内容 9

2 实验部分 9

2.1 材料 9

2.1.1原料与试剂 9

2.1.2主要仪器 9

2.2 实验方法 10

2.2.1改性大豆油新型环保聚氨酯泡沫的制备 10

2.2.2力学性能测试 10

3 结果与分析 10

3.1工艺条件的考察 10

3.1.1 NCO／OH比值的影响 11

3.1.2改性大豆油含量的影响 11

3.1.3改性大豆油含量在聚氨酯泡沫体最大填充量 12

3.2聚氨酯泡沫塑料的红外光谱分析 12

结论 13

参考文献 14

致 谢 15

1 绪论

1.1引言

聚氨酯泡沫塑料在当今社会有着十分广泛的应用范围，在经济社会的方方面面都有它的身影，特别在家具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门都有着非常普遍的应用，是人们生活中不可缺少的一种材料。同时聚氨酯泡沫塑料也是塑料中应用范围最广的一种。其中聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和枕头、靠背垫和床垫等。

在生产合成聚氨酯领域,，植物油多元醇被认为是一种潜在的生物多元醇来源。大豆油多元醇的开发有着多方面的优势，其中大豆作为在全球范围内种植面积最大的油料作物，储量丰富且成本低廉，大豆油多元醇的开发不仅为聚氨酯工业提供了充足的原料来源，而且还减少了对石油类聚醚多元醇的依赖性，同时还可以促进农业发展，可以促进经济的发展。近年来国内外许多科研单位和企业都在大豆油多元醇的开发和大豆油基聚氨酯的研究方面投入了巨大的人力和物力，并取得了一定的成效。

1.2聚氨酯泡沫塑料

1.2.1聚氨酯泡沫塑料的基本反应

聚氨酯泡沫的合成过程一般都主要由链增长反应、气体发生反应和交联反应三类化学反应组合而成。一般在聚氨酯泡沫的制备过程中也都包含了这三类反应，聚氨酯泡沫塑料的性能与这三类化学反应的反应速度有着紧密的联系。

(1)链增长反应

链增长反应不但是制备聚氨酯泡沫的主反应，在所有聚氨酯弹性体和胶黏剂的合成制备过程中也一般会伴随着类似的链增长反应，具体反应如下：

RNCO R’OH→RNHCOOR’

一般的强碱、碱性化合物以及金属化合物都会对此类链增长反应起到较强的催化效果，而如果是在酸性条件下则一般会减慢此类链增长反应的速度。然而大多数多元醇物质都是具有一定的酸度的，他们在常温下与异氰酸酯(RNCO)的反应通常非常缓慢，因此在合成制备聚氨酯泡沫的时候一般会加入一些胺类或锡类催化剂从而使链增长反应的反应速度加快。

(2)气体发生反应

气体发生反应中所产生的气体使得聚氨酯泡沫得到了均匀的泡孔结构，具体反应如下：

RNCO HO→RNHCOOH→RNH CO

异氰酸酯与水的反应是聚氨酯泡沫的合成过程中最为重要的反应之一，在反应会有CO气体产生，这些气体使得聚氨酯泡沫得到了均匀的泡孔。聚氨酯泡沫的性能受到异氰酸酯与水的反应速度的影响，所以反应过程中通常以加入催化剂的方式来调整异氰酸酯与水的反应速度，从而获得性能优异的聚氨酯泡沫。正是由于异氰酸酯可以和水发生反应，所以在异氰酸酯的贮藏过程中，应避免它与空气中水的发生接触。

(3)交联反应

异氰酸酯作为一种非常活泼的化学物质，可以与许多基团发生反应。所以在聚氨酯泡沫的合成过程中会伴随着许多交联反应发生，这些交联反应的存在使聚氨酯泡沫具有较高的拉伸强度，部分交联反应如下：

RNCO HO→RNHCOOH→RNH CO

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