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泡沫塑料发泡性能影响效果
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硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定负荷作用下不发生明显形变,当负荷过大发生形变后不能恢复到初始状态的聚氨酯泡沫塑料,具有优良的力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能。RPUF的泡孔以闭孔为主,采用CFCs为发泡剂时制品具有极低的热导率,是聚苯乙烯和其他泡沫塑料及天然保温材料都无法相比的,并可现场喷涂成型,是目前最理想的绝热材料。RPUF可直接从单体原料一次加工成聚合物制品,而且可通过改变原料化学结构、规格、品种等方式调节配方,得到各种性能和用途的终端制品,广泛应用于保温行业、包装工业、造船工业等领域。

在RPUF发泡体系中,催化剂是必不可少的一部分,对于调节反应时间、发泡反应与凝胶反应的平衡及泡孔尺寸都起到重要作用。目前广泛使用的催化剂主要是有机锡类和胺类,前者催化效率更高且对凝胶反应有较强的催化作用,后者在水发泡体系中对发泡反应有较强的催化作用。在胺类催化剂中醇胺类物质比较特殊,因其分子中含有叔氮原子而具有催化作用,同时每个分子又含有两个或两个以上羟基,可与异氰酸酯反应从而具有交联作用。

多异氰酸酯和聚醚多元醇反应生成聚氨基甲酸酯,此反应为主要链增长反应,又称凝胶反应,形成聚合物的分子主链;多异氰酸酯和水形成不稳定的氨基甲酸,然后分解成胺和二氧化碳,胺基进一步和异氰酸根反应生成含有脲基的聚合物。此反应可看作异氰酸酯与水生成取代脲和CO2,既是链增长反应又是发泡反应。

发泡反应产生的气体浓度超过平衡饱和浓度后,体系中开始形成微小气泡,即为核化过程,此过程所需时间为乳白时间。泡沫上升至体积最大的时间为上升时间。泡沫定形后变硬干燥,不再黏手时为脱黏时间。

聚合物泡沫塑料的力学性能主要由基体聚合物性质、气体在制品中所占的体积比(或泡沫塑料的密度)和泡孔结构的几何性质决定。对于RPUF,由于其同时具备低密度和优良的力学性能,可作为结构材料使用。无论用于何处,深刻理解其微观结构与力学性能的关系是将它最优化使用的前提。制品的力学性能决定于其结构,以及作为泡孔壁的聚合物自身的性质。制品结构由泡孔壁厚度、孔径分布和泡孔形状决定。

聚合物的热降解在温度升高后是不可避免的。对很多聚合物来说,热降解温度是制约材料使用寿命的一个非常重要因素。即使在适中的使用温度下,长期的缓慢热降解也会对制品使用寿命产生限制。热降解时发生的化学反应会导致聚合物相对分子质量及分布的变化、颜色变化和多数物理性能的下降。对于RPUF,可通过保持其分子链结构不变来防止热降解,从而提高其分解温度。反过来说,分解温度上升说明样品分子链结构稳固。

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