聚氨酯基本知識概括 聚氨酯屬于反應(yīng)型高分子材料，其中的氨基甲酸酯基團是由異氰酸酯官能團和羥基反應(yīng)生成的。聚氨酯是由聚亞氨酯和多元醇在催化劑和其它助劑存在下加成聚合反應(yīng)而生成。如此，聚亞氨酯是一個含有兩個以上異氰酸官能團的分子，而多元醇是一個含有兩個以上羥基官能團的分子。商業(yè)制造時，液態(tài)異氰酸酯和包含多元醇、催化劑和其它助劑的混合物反應(yīng)生產(chǎn)聚氨酯，這兩種組分即通常所指的聚氨酯配方體系。北美稱異氰酸酯為A組分，或叫“ISO”，多元醇和其它助劑的混合物被稱為B組分，或叫“POL Y”，這種混合物有時也被稱作樹脂或樹脂混合物。在歐洲，A組分和B組分正好相反。樹脂混合的主劑可以包括鏈增長劑、交聯(lián)劑、表面活性劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、顏料和填料。 一、聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能 聚氨酯可看作是一種含有軟鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物（～軟段～硬段～軟段～硬段～軟段～）。軟段由低聚物多元醇（通常是聚醚或聚酯二醇）組成，硬段由多異氰酸酯或其與小分子擴鏈劑組成。由于非極性、低熔點的軟段與極性的、高熔點的硬段熱力學(xué)不兼容，產(chǎn)生微觀相分離，在聚合物體內(nèi)部形成相區(qū)或微相區(qū)。而聚氨酯的粘彈性就來自硬段和軟段的相分離。聚氨酯中存在氨酯、脲、酯、醚等基團產(chǎn)生廣泛的氫鍵，其中氨酯和脲鍵產(chǎn)生的氫鍵對硬段相區(qū)的形成具有較大的貢獻(xiàn)。聚氨酯的硬段起增強作用，提供多功能團度物理交聯(lián)（即形成氫鍵而起“交聯(lián)”作用），軟段基體被硬段相區(qū)交聯(lián)。 軟段是由低聚物多元醇構(gòu)成的，這類多元醇的分子量通常在600-3000之間。通常來說，軟段在PU中占大部分，不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯制備的PU 性能各不相同。軟段的結(jié)晶性對最終聚氨酯的機械強度和模量有較大的影響。特別在收到拉伸時，由于應(yīng)力而產(chǎn)生的結(jié)晶化（軟段規(guī)整化）程度越大，拉伸強度越大。PU結(jié)晶性與其軟段低聚物的結(jié)晶性基本一樣。結(jié)晶作用能成倍地增加粘結(jié)層的內(nèi)聚力和粘結(jié)力。軟段的分子量對聚氨酯的力學(xué)性能有影響。 硬段由多異氰酸酯或多異氰酸酯與擴鏈劑組成。異氰酸酯的結(jié)構(gòu)對PU材料的性能有很大的影響。擴鏈劑對PU性能也有影響。提高PU中硬段的含量通常使硬度增加、彈性降低，且一般來說，聚氨酯的內(nèi)聚力和粘結(jié)力亦得到提高。但若硬段含量太高，由于極性基團太多會約束聚合物鏈段的活動和擴散能力，有可能降低粘接力。含有游離—NCO基團的膠黏劑卻不是如此，因為—NCO會與基材表面發(fā)生化學(xué)作用。 對于大多數(shù)反應(yīng)性PU膠粘劑體系來說，PU分子量對膠粘劑粘接強度的影響主要應(yīng)從固化前的分子擴散能力、官能度及固化產(chǎn)物的韌性、交聯(lián)密度等綜合因素來看。分子量小則分子活動能力和膠液的潤濕能力強，是形成良好粘接的一個條件，倘若固化時的分子量增長不夠，則粘接強度仍較差。膠粘劑中預(yù)聚體的分子量大則初始粘接強度好，分子量小則初粘力小。 二、異氰酸酯 異氰酸酯是聚氨酯中一個必不可少的組分。含有兩個異氰酸酯官能團的分子叫二異氰酸酯。這些分子也被稱作單體，因為它們是用來生成含有三個以上異氰酸酯官能團的聚合異氰酸酯。異氰酸酯可以分成芳香族的，如二苯甲烷二異氰酸酯（MDI)或甲苯二異氰酸酯（TDI)；還有脂肪族的，如六亞甲基二異氰酸酯（HDI）或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)。聚合的異氰酸酯如聚合二苯基甲烷二異氰酸酯,它是由含有二、三、四或更多異氰酸酯官能團（平均2.7個官能團）的分子混合組成的。異氰酸酯可以通過和多元醇反應(yīng)生成一種預(yù)聚物。當(dāng)異氰酸酯和羥基官