聚氨酯反应速率影响因素

聚氨酯反应速率影响因素

(一)催化剂的作用 在聚氨酯蓬勃发展的过程中，催化剂的作用功不可没。根据聚氨酯制品生产和用途的差异，选择使用催化剂的三种功能：

1、促进链增长反应 使液态的中、小分子量的化学原料．通过催化剂作用、使其迅速反应，分子链快速增长、形成高分子量的聚合物材料。

2、促进反应体系中某些特定的化学反应的反应速度。 如在聚氨酯泡沫体的合成中，促进-NCO与H2O的反应速度，使之快速反应产生大量二氧化碳气体；促进－NCO与多元醇端羟基间的反应，使之迅速生成氨基甲酸酯基团，分子链迅速增加，加速材料的凝胶速度。

3、调节反应速度 在聚氨酯合成的诸多复杂反应中，通过使用不同类型的催化剂，调节诸多竞争反应历程和平衡，促进设计的主反应的反应速度，减缓或抑制副反应的发生和进行，借助催化剂的功能，获得最佳分子结构的设计目的

此外，异氰酸酯和羟基化合物反应活性还受到各自分子结构的影响。各类羟基化合物反应活性为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基。

(二）、原料酸碱值 对聚氨酯反应来说，原料的酸碱值会影响到与异氰酸酯的反应性。就聚醚多元醇和聚酯多元醇原料而言而言，酸值是残留的端羧基的量，它与异氰酸酯反应生成酰胺并释放二氧化碳，不仅会造成链的终止，还容易形成气泡。酸同时对反应催化产生不良的作用，而且降低制品的耐水解性能。合理的保持反应体系呈弱碱性，有利于反应的顺利进行。过高的碱值，会造成反应速率不好控制，严重影响生产进行和产品质量。

（三）、催化剂 就同品种催化剂而言，添加合理的催化剂用量，有利于控制合理的反应速率。催化剂过量，也会牺牲制品品质，某些有机锡类催化剂会影响制品耐水解性能。

（四）、水分 虽然很多聚氨酯配方有添加水分，但代表水分就是聚氨酯生产应该必须使用的原料。但对于聚氨酯反应来说，反应体系中混合物水分含量是必须严格控制的。因为随着水的用量增多，反应速率会增加。特别是在催化剂存在下，异氰酸酯与水的反应可加速进行。水与异氰酸酯反应活性尽管比伯羟基低，却与仲羟基相当。在聚氨酯泡沫塑料以外的聚氨酯制品生产中，水完全是必须严格控制的，因为水与异氰酸酯反应，会生成不稳定的氨基甲酸，易再分解成二氧化碳和胺。另外在预聚体中，水分还会降低预聚体中NCO的含量。

（五）、官能团 官能团越大，反应速率越快，同时物料粘度越高。

（六）、分子量 在官能团等条件相同的情况下，分子量越小，反应活性越高。

（七）、二醇与二胺 二醇与二胺反应速率相差很大，二醇活性比二胺低很多。尤其是脂肪族伯胺与异氰酸酯反应的活性特别快，一般很难控制，所以常用活性比较低的芳香族二胺。

（八）、温度 一般来说，反应温度越高，反应速率越高。但实际中，聚氨酯反应温度控制在60-100 ℃之间。因为超过130 ℃，特别是线性分子链反应易出现不良问题，产生支化和交联，并影响分子间的规整性。低于60 ℃，反应速率很慢，不利反应进行。

（九）、其他 溶剂极性越大，影响反应速率越慢，反之越快；固含量越低，反应速率越小，反之越快；物料粘度越高，反应速率越慢；搅拌速度快，反应快；硬度（模量）越高，反应速率越快；