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研究開發(fā)的歷史

聚胺酯的研究開發(fā)最初是由Otto Bayer和他的同事合作于1937年在德國(guó)勒沃庫(kù)森的I.G.Farben實(shí)驗(yàn)室開始的。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用加成聚合原理，利用液態(tài)異氰酸酯和液態(tài)聚醚或二醇聚酯生成一種有別于當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的聚烯烴和縮聚生成塑料的新型塑料－聚胺酯。新的單體混合物也不同于Wallace Carothers已取得的對(duì)于聚酯的專利。起初，應(yīng)用僅限于纖維和軟質(zhì)泡沫。隨后其發(fā)展受二次世界大戰(zhàn)影響（期間PU只小范圍用于航空座椅），直到1952年異氰酸酯才開始可以通過(guò)商業(yè)途徑購(gòu)買到。1954年，開始使用甲苯二異氰酸酯（TDI）和聚酯多元醇生產(chǎn)用于商業(yè)用圖的軟質(zhì)聚胺酯泡沫。這種泡沫（起初被發(fā)明者稱作仿制的瑞士奶酪）的發(fā)明歸功于把水加入到反應(yīng)體系當(dāng)中，這些物質(zhì)也用來(lái)生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫，粘膠和彈性體。線性纖維是由六亞甲基二異氰酸酯（HDI）和1,4-丁二醇（BDO）反應(yīng)生成的。

第一種商業(yè)生產(chǎn)的聚醚多元醇，聚（四亞甲基醚）乙二醇，是由杜邦于1956年用四氫呋喃聚合生成的。BASF和陶氏化學(xué)在隨后的1957年推出比較便宜的聚烷烴二元醇。這些聚醚多元醇表現(xiàn)出了技術(shù)和商業(yè)上的優(yōu)勢(shì)，如：低成本，易處理，優(yōu)異的水解穩(wěn)定性；而且在制備聚胺酯時(shí)可以快速取代聚酯多元醇。其他的PU推進(jìn)者還有Union Carbide和Mobay Corporation，一家Monsanto/Bayer合資創(chuàng)辦的公司。1960年軟質(zhì)聚胺酯泡沫的產(chǎn)量達(dá)到四萬(wàn)五千噸。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，隨著氯氟烷烴鼓泡劑的出現(xiàn)，便宜的聚醚多元醇，和二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的出現(xiàn)推動(dòng)了硬質(zhì)聚胺酯泡沫在高性能的隔熱材料的運(yùn)用。基于聚合MDI（PMDI）的硬質(zhì)聚胺酯泡沫比基于TDI的材料有更好的熱穩(wěn)定性和燃燒性能。

1967年，胺基甲酸乙酯改性的聚異氰酸酯硬質(zhì)泡沫被生產(chǎn)出來(lái)了，生產(chǎn)出來(lái)的低密度隔熱材料顯示出更好的熱穩(wěn)定性和阻燃性。也是在60年代，汽車的內(nèi)部安全組件如儀表盤和門的面板開始使用熱塑性塑料回填半硬質(zhì)泡沫制成。

在1969年，Bayer AG在德國(guó)的杜塞爾多夫展出了一輛全塑料車。汽車的有些部件是利用一種叫做RIM（反應(yīng)注塑成型）的新工藝制造而成。RIM技術(shù)是用高壓注入液態(tài)組分然后快速注入反應(yīng)組分至模腔內(nèi)。大的部件如汽車儀表盤和面板，也可以用同樣的方法注塑成型。聚胺酯的RIM包括許多不同的產(chǎn)品和工藝。利用二元胺鏈增長(zhǎng)劑和胺基甲酸、異氰酸酯和聚脲的三聚工藝，加入添加劑，如研磨過(guò)的玻璃、云母，加工過(guò)的纖維等，就是所謂的RRIM。可以改善彎曲模量和熱穩(wěn)定性。1983年美國(guó)利用這種技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)汽車塑料車身。在模穴內(nèi)預(yù)先加入玻璃纖維，可以進(jìn)一步改善彎曲模量，這就是所謂的SRIM或叫結(jié)構(gòu)RIM。

從二十世紀(jì)80年代初，水吹微孔柔性聚胺酯泡沫被用于汽車面板和輪胎密封空氣過(guò)濾器的模型墊圈。此后，由于能源價(jià)格上升、以及減少PVC在汽車中使用的要求日增，聚胺酯的市場(chǎng)份額不斷增加。昂貴的原料價(jià)格因部件重量的減輕，如金屬蓋和過(guò)濾器外殼的減少而得到補(bǔ)償。高填充的聚胺酯彈性體和未填充的聚胺酯泡沫現(xiàn)在被用于高溫油過(guò)濾器當(dāng)中。

生產(chǎn)聚胺酯泡沫（包括泡沫橡膠）時(shí)，要往反應(yīng)混合物中加入少量揮發(fā)性物質(zhì)，叫做鼓泡劑。這些簡(jiǎn)單的物質(zhì)賦予聚胺酯優(yōu)異的隔熱性能。20世紀(jì)90年代初，為了減少對(duì)臭氧層的影響，蒙特利爾協(xié)議限制使用部分含氯的鼓泡劑。如三氯氟甲烷（CFC-11）。其它的鹵代烷，如氯氟烴，1,1-二氯-1-氟乙烷（HCFC-141b）被1994年的IPPC溫室氣體指令和1997年的歐盟有機(jī)揮發(fā)性氣體指令列為逐漸被淘汰的物質(zhì)。到90年代末期，雖然還有部分發(fā)展中國(guó)家使用含鹵鼓泡劑，北美和歐洲已越來(lái)越多地使用二氧化碳、戊烷，1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）、1,1,1,3,3-五氟丙烷（HFC-245fa）作為鼓泡劑。

基于已有的聚胺酯噴涂技術(shù)和聚醚胺化學(xué)理論，聚胺酯的噴涂彈性材料在二十世紀(jì)九十年代得到迅猛的發(fā)展。它們的快速反應(yīng)和對(duì)潮濕相對(duì)不敏感的特性使得它們成為大面積項(xiàng)目的涂裝的首選涂料。如次級(jí)安全外殼，人孔和通道涂層，罐的內(nèi)襯。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)拇虻缀捅砻嫣幚砗?，?duì)混凝土和鋼有很好的粘結(jié)力。在相同時(shí)期，新的雙組分聚胺酯和聚胺酯聚脲共混彈性體技術(shù)被運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)施工的負(fù)載床襯墊。這種對(duì)小卡車和其它運(yùn)載貨箱的涂裝技術(shù)創(chuàng)造出一種耐用，耐摩擦的復(fù)合金屬材料。熱塑性塑料內(nèi)襯彌補(bǔ)了金屬在易腐蝕和脆性方面的缺陷。

合成

聚胺酯是指具有胺基甲酸酯結(jié)構(gòu)的高分子材料，生產(chǎn)反應(yīng)見(jiàn)下圖：

聚胺酯屬于反應(yīng)型高分子材料，同類的塑料還包括：環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛塑料。其中的胺基甲酸酯基團(tuán)是由異氰酸酯官能團(tuán)-N=C=O和羥基-OH反應(yīng)生成的。聚胺酯是由聚亞胺脂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。既然這樣，聚亞胺酯是一個(gè)含有兩個(gè)以上異氰酸官能團(tuán)R-(N=C=O)n≥2的分子，而多元醇是一個(gè)含有兩個(gè)以上羥基官能團(tuán)R"-(OH)n≥2的分子。反應(yīng)產(chǎn)物是包含有胺基甲酸酯基 -RNHCOOR"-的聚合物。異氰酸酯會(huì)和任何含有活潑氫離子的分子發(fā)生反應(yīng)。更重要的是，異氰酸酯會(huì)和水反應(yīng)生成脲鍵并放出二氧化碳。它們還會(huì)和聚醚胺反應(yīng)生成聚脲。商業(yè)制造時(shí)，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)生成聚胺酯。這兩種組分即通常所指的聚胺酯配方體系。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“POLY"，這種混合物有時(shí)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。樹脂混合的助劑可以包括鏈增長(zhǎng)劑、交聯(lián)劑、表面活性劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、顏料和填料。

聚胺酯中第一個(gè)必不可少的的組分是異氰酸酯。含有兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)的分子叫二異氰酸酯。這些分子也被稱作單體，因?yàn)樗麄兪怯脕?lái)生成含有三個(gè)以上異氰酸酯官能團(tuán)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(tuán)（平均2.7個(gè)官能團(tuán)）的分子混合組成的。異氰酸酯可以通過(guò)和多元醇反應(yīng)生成一種預(yù)聚物。當(dāng)異氰酸酯和羥基官能團(tuán)的化學(xué)當(dāng)量比率大于2：1時(shí)，生成一種準(zhǔn)預(yù)聚物，當(dāng)其當(dāng)量比率等于2：1時(shí)，生成真正的聚合物。異氰酸酯的比較重要的性質(zhì)包括分子結(jié)構(gòu)、NCO含量，功能特性和粘度。

聚胺酯中另一個(gè)必不可少的的組分是多元醇。含有兩個(gè)羥基官能團(tuán)的分子叫做二元醇，含有三個(gè)羥基官能團(tuán)的分子叫做三元醇，依此類推。在生產(chǎn)實(shí)踐中，多元醇被分為短鏈或低分子量鏈增長(zhǎng)劑和交聯(lián)劑如乙二醇（EG），1,4-丁二醇（BDO），二乙基乙二醇（DEG），甘油，和三羥甲基丙烷（TMP）。多元醇是一種特殊的聚合物。是由氧化丙烯（PO）、氧化乙烯（EO）、催化加成到含有羥基或胺基的有機(jī)物上，或由二元酸如脂肪酸和二元醇如乙二醇或二丙醇（DPG）縮聚而成。PO，EO加成而制得的多元醇為聚醚多元醇。通過(guò)縮聚反應(yīng)制得的多元醇為聚酯多元醇。引發(fā)劑、增長(zhǎng)劑、和多元醇分子量的不同大大影響聚胺酯的物理狀態(tài)和物理性質(zhì)。多元醇的比較重要的特性包括它們的分子架構(gòu)、引發(fā)劑、分子量、羥基含量、功能特性和粘度。

聚合反應(yīng)使用的催化劑有：叔胺如二甲胺基環(huán)己烷，或有機(jī)金屬化合物如：月桂酸二丁基錫、辛酸鉍。此外，催化劑的選用可以考慮其是否有利于聚胺酯（凝膠）反應(yīng)，如1,4二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷（也叫DABCO或TEDA），或脲（鼓泡）反應(yīng)，如二(2 -二甲)醚，或者只是催化異氰酸酯的三聚反應(yīng)，例如辛酸鉀。

聚胺酯最吸引人的一個(gè)特性是它們可以做成泡沫。發(fā)泡劑如水和幾種鹵化物如HFC-245fa（1,1,1,3,3-五氟丙烷）和HFC-134a（1,1,1,2-四氟乙烷），以及碳?xì)浠衔锶缯焱?，被加入到樹脂組分當(dāng)中，或者從輔助途徑加入。水和異氰酸酯反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成的氣體填充并且擴(kuò)展攪拌過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡。反應(yīng)分為三個(gè)步驟：一個(gè)水分子和一個(gè)異氰酸官能團(tuán)反應(yīng)生成一個(gè)胺基甲酸。胺基甲酸不穩(wěn)定，會(huì)分解成為一個(gè)二氧化碳和一個(gè)氨，生成的氨和更多的異氰酸酯反應(yīng)生成脲。水的分子量很小，所以即使很少量的水它的摩爾比也很大，也會(huì)產(chǎn)生很大量的脲。脲在反應(yīng)組分中的溶解性很差就會(huì)形成一種含有聚脲的獨(dú)立的固相。這種聚脲相的濃度和結(jié)構(gòu)T會(huì)極大地影響聚胺酯泡沫的性質(zhì)。選用鹵化物和碳?xì)浠衔飼r(shí)要確保其沸點(diǎn)接近室溫。因?yàn)榫酆戏磻?yīng)是放熱反應(yīng)，這些發(fā)泡劑在反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)成氣體。它們填充和擴(kuò)展蜂窩狀的聚合物體系，形成泡沫。要知道的是，發(fā)泡劑不能產(chǎn)生氣泡，它們只是擴(kuò)散到由攪拌過(guò)程中形成的氣泡當(dāng)中。實(shí)際上，高密度微孔泡沫可以在不添加發(fā)泡劑，而只是在使用前對(duì)樹脂組分預(yù)先進(jìn)行機(jī)械發(fā)泡。

表面活性劑用于在發(fā)泡過(guò)程中改善聚合物的特性。用于乳化液體組分，調(diào)節(jié)氣泡的大小，和穩(wěn)定氣泡的結(jié)構(gòu)以防塌陷和表面缺陷。硬質(zhì)泡沫表面活性劑用于生成很小的氣泡和很高的氣泡含量。軟質(zhì)泡沫表面活性劑用于穩(wěn)定反應(yīng)物質(zhì)同時(shí)增大氣泡含量以防止泡沫皺縮。選用表面活性劑時(shí)要考慮使用的異氰酸酯、多元醇、組分的兼容性、系統(tǒng)的反應(yīng)性、工藝條件和設(shè)備、工具、部件形狀和制品重量等影響因素。

原材料

要制造聚胺酯，需要有兩類至少兩種功能的物質(zhì)作為反應(yīng)劑：含有異氰酸酯官能團(tuán)的化合物，和含有活性氫原子的化合物。這些化合物的物理化學(xué)特性、結(jié)構(gòu)和分子大小會(huì)對(duì)聚合反應(yīng)、易加工性及聚胺酯加工后的物理特性產(chǎn)生影響。此外，助劑如催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、阻燃劑，光穩(wěn)定劑和填料的加入目的是為了控制和改善反應(yīng)工藝和聚合物的性能。

異氰酸酯

合成聚胺酯時(shí)要有含有兩個(gè)以上官能團(tuán)的異氰酸酯。據(jù)記載，芳香族異氰酸酯占全球二異氰酸酯生產(chǎn)的大部分。脂肪族和脂環(huán)族異氰酸酯也是聚胺酯材料家族的重要組成部分但在量上占的比重不大。這有幾方面原因：1，芳香族鏈接的異氰酸酯基團(tuán)比脂肪族的反應(yīng)活性強(qiáng)，2，芳香族的異氰酸酯更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而脂肪族異氰酸酯只有當(dāng)最終產(chǎn)品要滿足特殊的要求時(shí)使用。如：光穩(wěn)定性好的涂料和彈性體只能由脂肪族異氰酸酯制得。就算是同一級(jí)別的異氰酸酯，由于空間結(jié)構(gòu)的不同，官能團(tuán)的反應(yīng)活性也有顯著的不同，比如對(duì)于2,4-甲基二異氰酸酯，甲基對(duì)位的異氰酸酯的活性就比鄰位的反應(yīng)活性強(qiáng)。

生產(chǎn)異氰酸酯的主要工藝是胺與光氣反應(yīng)。原材料胺是由相應(yīng)的硝化物加氫生成，如甲苯二胺（TDA）是由二硝基甲苯生成，然后轉(zhuǎn)化為甲苯二異氰酸酯（TDI）。二胺基二苯基甲烷或苯基甲烷是由硝基苯生成苯胺，然后轉(zhuǎn)化為二苯基甲烷（MDI）

兩種最重要的芳香族異氰酸酯是：甲苯二異氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）。TDI包括2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6甲苯二異氰酸酯兩種異構(gòu)體，最重要的品種是TDI-80（TD-80），含有80%的2,4-異構(gòu)體和20%的2,6-異構(gòu)體。這種混合物大量用于制造聚胺酯軟質(zhì)塊狀泡沫塑料和模成型泡沫塑料。TDI，特別是粗制的TDI和TDI/MDI混合物可以用于硬質(zhì)泡沫制品，但慢慢被聚合的MDI取代。TDI-聚醚和 TDI-聚酯預(yù)聚物被用于高性能涂料及彈性體預(yù)聚物在使用是需用真空抽走TDI單體，以大大減輕其毒性危害。二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）有三種異構(gòu)體, 4,4"-MDI, 2,4"-MDI，和2,2"-MDI，也可以通過(guò)聚合實(shí)現(xiàn)甚至增強(qiáng)第三種異構(gòu)體的功能。

只有4,4"-MDI單體可以買到純的異構(gòu)體。其產(chǎn)品形態(tài)可以是冷凍狀態(tài)的固體或者片狀物，或者是熔融態(tài)，用于制造高性能的預(yù)聚物。單體混合物，含有大約50%的4,4"-異構(gòu)體and 50%的2,4"-異構(gòu)體，在室溫下是液體，用于制造噴涂聚脲彈性體的預(yù)聚物。4,4"-MDI混合物含有MDI脲酮亞胺，碳二亞胺，和尿基甲酸酯系列，這些物質(zhì)在室溫下也是液態(tài)，用于制造人造革和微空泡沫塑料。4,4"-MDI-乙二醇預(yù)聚物可以改善制品的機(jī)械性能，但在溫度低于20℃時(shí)會(huì)凍結(jié)。聚合MDI（PMDI）用于硬質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)澆注、噴涂的泡沫塑料和模成型制品。高性能低聚物含量非常高的聚合MDI用于制造硬質(zhì)隔熱板材所用的聚胺酯和聚異氰酸酯。聚合改性的MDI（PMDI），仍含有相當(dāng)數(shù)量的MDI單體，用于生產(chǎn)軟質(zhì)聚胺酯模塑和微孔泡沫塑料。調(diào)整相應(yīng)的4,4"-和2,4"-異構(gòu)體比率可以改變異氰酸酯混合物的反應(yīng)和儲(chǔ)存性能，以及制成品的牢固度和其它物理性能。其它的芳香族異氰酸酯包括對(duì)苯二異氰酸酯（PPDI），萘二異氰酸酯（NDI），及二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯（TODI）。

最重要的脂肪和脂環(huán)族異構(gòu)體是1,6-六亞甲基二異氰酸酯（HDI）, 1-異氰酸酯-3-異氰酸酯亞甲基-3,5,5-三甲基-環(huán)己基（異氟爾酮二異氰酸酯, IPDI），和4,4"-二異氰酸酯二環(huán)己基甲烷（H 12 MDI）。它們被用來(lái)生產(chǎn)光穩(wěn)定的，不黃變的聚胺酯涂料和彈性體。因?yàn)橹咀瀹惽杷狨误w有毒，它們先要被轉(zhuǎn)化成預(yù)聚物，縮二脲、二聚物、三聚物. HDI廣泛用于耐候、耐磨涂料和清漆之中。IPDI用于制造涂料、彈性體膠粘劑和密封膠H 12 MDI預(yù)聚物用于生產(chǎn)具有優(yōu)異的光學(xué)性能和抗水解的高性能涂料和彈性體。其它的脂肪族異氰酸酯包括環(huán)己烷二異氰酸酯（CHDI），四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯（TMXDI），和1,3- 二（異氰酸根合甲基）環(huán)己烷（H 6 XDI）。

多元醇

多元醇是由單體基團(tuán)和起始劑生成的更高分子量的物質(zhì)。它們經(jīng)常被分為1）聚醚多元醇，是由含活潑氫的化合物為起始劑，與氧化烯烴在催化劑作用下開環(huán)聚合而成。2） 聚酯多元醇，是由多元酸和多元醇混合脫水縮聚而成。它們又可以根據(jù)最終用途進(jìn)一步分為硬質(zhì)和軟質(zhì)多元醇，取決于引發(fā)劑的作用和其分子量?？紤]到實(shí)用性，軟質(zhì)多元醇的分子量一般在2000到10000（羥基含量18-56）。硬質(zhì)多元醇的分子量一般在250到700（羥基含量300-700）。分子量從700到2,000（羥基含量60到280）的多元醇用于調(diào)節(jié)基礎(chǔ)體系的軟硬度，同時(shí)增加低分子量的乙二醇在高分子量的多元醇當(dāng)中的溶解性。

聚醚多元醇根據(jù)它們的最終用途可以分成很多種牌號(hào)，但它們的大體結(jié)構(gòu)相似。軟質(zhì)多元醇使用低官能度的引發(fā)劑如二丙（撐）二醇（f=2）或甘油（f=3）。硬質(zhì)多元醇使用高官能度的引發(fā)劑如蔗糖（f=8），山梨（糖）醇（f=6），甲苯二胺（f=4），及曼里斯堿（f=4）。將氧化丙烷加入到引發(fā)劑當(dāng)中直到達(dá)到希望的分子量。多元醇加成到氧化丙烯的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)由次級(jí)的羥基基團(tuán)終止。為了改變多元醇的兼容性、流變性和反應(yīng)活性環(huán)氧乙烷被作為副反應(yīng)物加入，以生成任意雜合體雜聚物。環(huán)氧乙烷加成后的多元醇含有很高比率的原始羥基，這種羥基比次級(jí)羥基有更高的反應(yīng)活性。由于粘度高（470羥基含量的蔗糖多元醇的粘度是33,000 cps /25℃），糖類引發(fā)的多元醇經(jīng)常用甘油或二甘醇做為共引發(fā)劑，以降低粘度以便加工處理。（490羥基含量的蔗糖-甘油聚醚多元醇的粘度為5,500 cps /25℃）。接枝聚醚多元醇（也叫填充聚醚多元醇或聚合聚醚多元醇）含有細(xì)微分散的苯乙烯與丙烯腈的共聚物，丙烯腈，或聚脲（PHD）聚合物固體被化學(xué)接枝到一個(gè)高分子量的聚醚分子骨架內(nèi)。用以改良低密高彈泡沫塑料的負(fù)載牢固度，以及增加微孔泡沫塑料和模注彈性體的韌性。聚脲PHD多元醇用于改善高彈軟泡沫的阻燃性能。固含量從14%到50%，典型使用的是22%和43%.一些用于制造低分子量的硬質(zhì)泡沫多元醇的引發(fā)劑如乙二胺和三乙醇胺因?yàn)楣羌苤杏械拥拇嬖诙哂袃?nèi)在的催化活性。它們用于增加系統(tǒng)的反應(yīng)性和構(gòu)成物理特性，和減少模成型硬質(zhì)泡沫的松軟度。此外還有一種特殊的聚醚多元醇，聚四氫呋喃是由四氫呋喃聚合而制得。它們用于高性能涂料和彈性體。

聚酯多元醇根據(jù)組成和運(yùn)用分成兩類：常規(guī)的聚酯多元醇是用原始原材料如高純二元羧酸和二元醇直接縮水聚合而成的，如乙二酸和1,4-丁二醇。他們因所選用單體，分子量和支鏈多少的不同而不同。它們雖然較昂貴，并且因粘度較高不容易處理，它們還是具有聚醚多元醇沒(méi)有的特性，包括優(yōu)異的溶解性、耐磨性和耐割裂性能。其它的聚酯多元醇是使用的再生原料。由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）或二甲基對(duì)肽酸鹽（DMT）和二醇類如二甘醇回流蒸餾發(fā)生酯交換反應(yīng)（糖酵解）制得。這些低分子量的芳香族的聚酯多元醇用于制造硬質(zhì)泡沫，給多異氰脲酸酯（PIR）板材和聚胺酯噴涂泡沫隔熱材料帶來(lái)低成本和卓越的阻燃特性。

還有些特別的多元醇包括聚碳酸酯多元醇，聚己酸內(nèi)酯多元醇，聚丁二烯多元醇，和多硫化物多元醇。這些材料用于彈性體、密封劑和膠粘劑等要求很好的耐候性，耐化學(xué)品和耐環(huán)境沖擊的制品。天然油多元醇采自蓖麻油和其它植物油用于制造彈性體，軟質(zhì)bunstock，和軟質(zhì)模塑泡沫。

三氟氯乙烯或四氟乙烯與含有羥烷基乙烯醚的乙烯醚類共聚生成氟化（FEVE）多元醇。FEVE氟化多元醇和聚亞胺酯反應(yīng)制得的雙組分氟化聚胺酯被用于環(huán)境友好型油漆/涂料。因?yàn)榉郯孵ズ懈弑嚷实姆兼I，氟碳鍵是所有化學(xué)鍵中最穩(wěn)定的鍵。所以氟化聚胺酯有很好的耐紫外線，耐酸、堿、鹽、化學(xué)品、溶劑，耐候、耐腐蝕、耐真菌和衛(wèi)生物性能，成為高性能涂料/油漆的首選材料。

擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑

擴(kuò)鏈劑（f=2）和交聯(lián)劑（f=3或更大）是小分子胺類和醇類，在聚胺酯纖維、彈性體、膠粘劑、人造革和微孔泡沫塑料的結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中起重要的作用。這些材料的彈性就源自聚合物內(nèi)共聚物硬段和軟段的相分離。聚胺酯硬段充當(dāng)非結(jié)晶態(tài)聚醚（或聚酯）軟段之間的交聯(lián)劑。這種相分離的發(fā)生是由于主要的非極性、低熔點(diǎn)軟段和極性的，高熔點(diǎn)的硬段不兼容。由高分子量多元醇組成的軟段可移動(dòng)，呈卷曲狀；而由異氰酸酯和鏈增長(zhǎng)劑組成的硬段是堅(jiān)硬、不可移動(dòng)的，因?yàn)橛捕问峭ㄟ^(guò)共價(jià)鍵和軟段相連的，阻止了聚合分子鏈的屬性流動(dòng)，因此形成了彈性回彈。當(dāng)發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，一部分的軟段被彎曲力拉伸，硬段就沿拉伸方向排列。這種硬段的重定向及因此而產(chǎn)生的氫鍵能形成了很高的抗拉伸強(qiáng)度，延伸率，和抗撕裂性。鏈增長(zhǎng)劑的選用也決定材料的彎曲性能、熱性能、和耐化學(xué)品性能。最重要的鏈增長(zhǎng)劑是乙二醇、1,4-丁二醇（1,4-BDO or BDO）、1,6-己二醇，環(huán)己烷二甲醇和對(duì)苯二酚雙（2-羥乙基）醚（HQEE）。所有這些二醇類使聚胺酯相分離效果好，形成明確的硬段，可熔融加工。它們當(dāng)中除乙二醇外均適合用于熱塑性聚胺酯。因?yàn)橐叶际怯啥交郯孵ソ?jīng)過(guò)在高硬段中不適當(dāng)?shù)慕到舛玫降摹６掖及泛腿掖及酚糜谲涃|(zhì)模塑泡沫塑料以增加堅(jiān)硬度和催化活性。二乙基甲苯二胺（DETDA）廣泛用于RIM，及聚胺酯和聚脲彈性體的配方之中。

催化劑

聚胺酯催化劑可以分成兩大類，胺化合物和有機(jī)金屬化合物。根據(jù)它們的特征，平衡和相對(duì)效能還可以進(jìn)一步分類。傳統(tǒng)的胺催化劑為叔胺類如三亞乙基二胺（TEDA，又稱1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷或DABCO），二甲基環(huán)己胺（DMCHA），及二甲基乙醇胺（DMEA）。叔胺催化劑的選用原則是它們是否能加速聚胺酯（多元醇+異氰酸酯，或者凝膠）的反應(yīng)，聚脲（水+異氰酸酯，或鼓泡）的反應(yīng)，或者異氰酸酯的三聚反應(yīng)。因?yàn)榇蟛糠值氖灏反呋瘎┒伎梢栽谝欢ǔ潭壬霞铀偕鲜鋈N反應(yīng)，所以選用時(shí)也要考慮它們是否對(duì)其中一種反應(yīng)的作用優(yōu)于另外的反應(yīng)。比如，四甲基丁二胺（TMBDA）加速凝膠的作用大于鼓泡。 此外，同時(shí)加入[[N-[3-（二甲胺基）丙基]-N,N",N"-三甲基-1,3丙二胺]]和 N-（3-二甲基胺基丙基）-N,N-二異丙醇胺可以平衡鼓泡和凝膠反應(yīng)，雖然前者比后者在重量上更大些。1,3,5-三（二甲基胺丙基）-1,3,5-六氫化三嗪是一種三聚催化劑同時(shí)對(duì)鼓泡有催化作用。我們也可以從分子結(jié)構(gòu)中了解一些催化劑的強(qiáng)度和選擇性。鼓泡催化劑一般含有一個(gè)醚連接兩個(gè)碳和一個(gè)氮原子例如：二甲胺基雙乙基醚（也稱A-99，以前是聯(lián)合碳化物公司的一個(gè)產(chǎn)品），和N-乙基嗎啉。強(qiáng)的凝膠催化劑含有替代烷基的氮原子，如三乙胺（TEA）, 1,8-二氮雙環(huán)[5.4.0]十一烯（DBU），和N-(2-(二甲胺基)乙基)-N,N′,N′-三甲基-1,2-乙二胺（PMDETA）。弱的凝膠催化劑含有環(huán)取代的氮原子，如芐基二甲胺（BDMA）。三聚催化劑含有三嗪結(jié)構(gòu)，或者為季銨鹽。二十世紀(jì)八十年代出現(xiàn)了兩種趨勢(shì)。對(duì)充填大型、復(fù)雜工具以增加產(chǎn)率的要求導(dǎo)致阻止劑的運(yùn)用，以保持后端熟化的同時(shí)延遲前端的反應(yīng)。在美國(guó)，帶酸官能團(tuán)和季胺鹽的TEDA和二（2-二甲）醚常作為阻止劑用于模塑軟質(zhì)泡沫和微孔人造革。隨著人們對(duì)審美及環(huán)境意識(shí)的提高，要求在汽車內(nèi)裝飾材料中使用不易老化的催化劑，以減少塑料表面的氣味、起霧和臟污。含有羥基或活性胺基的催化劑如：?,?,N"-二甲基基-N"-羥乙基二(乙基)醚和N"-(3-(二甲胺基)丙基)-N,N-二甲基-1,3-丙二胺在這些應(yīng)用領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)催化劑和聚合物大分子反應(yīng)

有機(jī)金屬化合物汞，鉛，錫（二丁基二錫），鉍（鉍辛酸），和鋅可用作聚胺酯催化劑。羧基汞類，如phenylmercuric neodeconate，是用于聚胺酯彈性體、涂料和密封劑的特效催化劑，因?yàn)樗鼈儗?duì)多元醇+異氰酸酯反應(yīng)有很高的選擇性。汞催化劑可以少量添加的情況仍能在后期提供很好的效果。鉛催化劑用于高反應(yīng)性的硬質(zhì)噴涂隔熱泡沫塑料，因?yàn)樗诘蜏睾透邼竦沫h(huán)境下仍然保持高效。因?yàn)槠涠拘裕⑶液豌U的化合物是危險(xiǎn)廢物，人們正在開發(fā)它們的替代品。二十世紀(jì)九十年代，鉍和鋅的羧酸鹽被用做替代品，但這種原料本身比較短缺。在彈性體應(yīng)用上，長(zhǎng)壽命體系的綠色化并沒(méi)有汞催化劑體系的發(fā)展迅速。.在噴涂泡沫應(yīng)用上，鉍和鋅在天氣寒冷時(shí)不能及時(shí)催化前端而且需要其它方法改善以取代鉛。烷基羧酸錫，其氧化物和硫醇鹽被廣泛用于各種聚胺酯。比如，二丁基二錫是聚胺酯膠黏劑和密封劑的標(biāo)準(zhǔn)催化劑。丁基硫醇錫用于微孔彈性體，氧化二丁基錫用于聚胺酯漆和涂料。硫醇錫鹽用于含水的配方，因?yàn)轸人徨a容易水解

表面活性劑

表面活性劑用于改善泡沫和非泡沫聚胺酯的特性。它們是聚二甲硅氧烷-聚氧化烯的塊狀共聚物，硅酮油劑，壬基苯酚醚類，和其它有機(jī)化合物。在泡沫塑料中，它們用于乳化液相，調(diào)整氣穴大小，穩(wěn)定氣穴結(jié)構(gòu)以防止塌陷和次表面空。在非泡沫塑料中，它們用于排氣和消泡，也作為潤(rùn)濕劑，和用于減少表面缺陷，如針孔，橘皮和斑點(diǎn)。

性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)

聚胺酯抗多種酸堿和有機(jī)溶劑腐蝕，因此經(jīng)常被用在橡膠制品在惡劣環(huán)境下的替代品。

物理性質(zhì)

聚胺酯的力學(xué)性能具有很大的可調(diào)性。通過(guò)控制結(jié)晶的硬段和不結(jié)晶的軟段之間的比例，聚胺酯可以獲得不同的力學(xué)性能。因此其制品具有耐磨、耐溫、密封、隔音、加工性能好、可降解等優(yōu)異性能。

劣化

在合成初期的性能有抗張力、耐摩擦性、優(yōu)越的耐油性，但當(dāng)素材合成的時(shí)點(diǎn)之后開始劣化。且在高濕度的環(huán)境之下，裂化的情況會(huì)加速 。這種劣化，與使用次數(shù)無(wú)進(jìn)一步的關(guān)系連結(jié)。

生產(chǎn)

按異氰酸、多元醇和水等的配比不同，可以合成硬泡和軟泡等泡沫材料，聚胺酯硬質(zhì)泡沫導(dǎo)熱系數(shù)小，硬度高，被廣泛應(yīng)用于汽車、冰箱等腔體的填充。在當(dāng)今能源緊缺的情況下，聚胺酯材料可以作為墻體內(nèi)層涂料（因?yàn)榫郯孵O其易燃，所以作為涂料時(shí)要加入阻燃劑），以達(dá)到室內(nèi)保溫效果。聚胺酯是生活中最常見(jiàn)的一種高分子材料，廣泛應(yīng)用于制作各種“海綿”制品。以及避震、抗摩擦用途的彈性材料，例如鞋底、拖拉機(jī)及坦克的履帶襯底和田徑運(yùn)動(dòng)的跑道。以及天然橡膠的替代品例如醫(yī)用制品、避孕套等。

回收

聚胺酯材料在自然條件下極難分解，現(xiàn)在廣泛采用的處理方法是燃燒法，燃燒后的氣體經(jīng)過(guò)水，以溶解其中的NO 2 等易溶解的有毒物質(zhì)，在燃燒過(guò)程中還會(huì)生成氰氫酸（HCN），氰氫酸易溶于水，產(chǎn)生的CN-根有劇毒，所以通過(guò)燃燒廢氣的水要經(jīng)過(guò)特殊處理。如果把聚胺酯深埋地下，需要幾十年才能分解，分解物的成分目前還沒(méi)有相關(guān)研究材料，但可能是無(wú)毒無(wú)害的。另外一種回收方法是裂解法，通過(guò)高溫等條件，裂解為一些小分子化學(xué)物質(zhì)，可用于生產(chǎn)燃油等有用材料?，F(xiàn)今已有相關(guān)的科研報(bào)告和成果，但尚未應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

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