多元醇

1. 聚醚多元醇
   • 來(lái)源及特點(diǎn)：
     • 它是由環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷等環(huán)氧化合物在催化劑作用下開(kāi)環(huán)聚合而成，聚醚多元醇分子鏈上含有醚鍵，具有較好的柔順性，使得合成的海綿具有一定的彈性和較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的物理性能。
     • 常見(jiàn)的聚醚多元醇如聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇等，聚氧化丙烯二醇的分子結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由多個(gè)環(huán)氧丙烷單元連接而成，其官能度一般為2；聚氧化丙烯三醇則是官能度為3的聚醚多元醇，在海綿合成中能提供更多的交聯(lián)點(diǎn)，有助于形成更緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高海綿的強(qiáng)度和彈性。
   • 作用：

     作為海綿合成的主要原料之一,它是形成海綿高分子骨架的基礎(chǔ)成分，在與異氰酸酯反應(yīng)時(shí)，聚醚多元醇中的羥基（-OH）與異氰酸酯基（-NCO）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐步構(gòu)建起海綿的大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同分子量和官能度的聚醚多元醇會(huì)影響海綿的最終性能，如分子量較大時(shí)，海綿的強(qiáng)度和耐磨性可能會(huì)提高；官能度增加則有助于提高交聯(lián)密度，使海綿更加堅(jiān)韌且彈性適中。

2. 聚酯多元醇
   • 來(lái)源及特點(diǎn)：
     • 聚酯多元醇通常由二元醇（如乙二醇、丙二醇等）和二元酸（如己二酸、鄰苯二甲酸等）通過(guò)縮聚反應(yīng)制備而成，聚酯多元醇分子鏈中含有酯鍵，與聚醚多元醇相比，其分子間作用力較強(qiáng)，這使得基于聚酯多元醇合成的海綿具有較好的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和硬度。
     • 由己二酸和乙二醇合成的聚酯多元醇,其分子鏈規(guī)整性較好，酯鍵的存在賦予了海綿一定的剛性。
   • 作用：

     聚酯多元醇在海綿合成中同樣起著關(guān)鍵的骨架構(gòu)建作用,它與異氰酸酯反應(yīng)形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)比聚醚型海綿更緊密，從而使海綿具有更好的力學(xué)性能和耐化學(xué)性，在一些對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求較高的海綿產(chǎn)品中，如工業(yè)用海綿、汽車座椅海綿等，聚酯多元醇常被大量使用，以滿足產(chǎn)品的使用需求。

異氰酸酯

1. 甲苯二異氰酸酯（TDI）
   • 來(lái)源及特點(diǎn)：
     • TDI 是由甲苯與光氣反應(yīng)生成二硝基甲苯，再經(jīng)還原、光氣化制得，它有兩種異構(gòu)體，即 2,4 - TDI 和 2,6 - TDI，通常以一定比例混合使用，TDI 具有較高的反應(yīng)活性，其-NCO 基團(tuán)能迅速與多元醇的-OH 基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，是海綿合成中常用的異氰酸酯原料。
     • 它揮發(fā)性較大,毒性相對(duì)較高，在使用過(guò)程中需要特別注意防護(hù)措施。
   • 作用：

     在海綿合成反應(yīng)中,TDI 作為交聯(lián)劑，與聚醚多元醇或聚酯多元醇發(fā)生逐步加成聚合反應(yīng)，它的兩個(gè)-NCO 基團(tuán)分別與多元醇分子中的-OH 基團(tuán)反應(yīng)，形成氨基甲酸酯鍵，將多元醇分子連接起來(lái)，構(gòu)建起海綿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)過(guò)程中，隨著 TDI 與多元醇的不斷反應(yīng)，體系的粘度逐漸增大，最終形成具有一定形狀和性能的海綿材料，TDI 的用量和反應(yīng)條件對(duì)海綿的性能有重要影響，如增加 TDI 用量會(huì)提高交聯(lián)密度，使海綿硬度增加、彈性模量提高，但同時(shí)可能會(huì)降低海綿的柔韌性。

2. 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）
   • 來(lái)源及特點(diǎn)：
     • MDI 由苯胺與甲醛反應(yīng)生成二苯基甲烷二胺，再經(jīng)光氣化制得，它有多種異構(gòu)體，常見(jiàn)的有 4,4'-MDI、2,4'-MDI 等，4,4'-MDI 是主要的工業(yè)應(yīng)用形式，MDI 反應(yīng)活性適中，蒸氣壓較低，毒性相對(duì) TDI 較小，與 TDI 相比，MDI 形成的聚氨酯分子鏈段較長(zhǎng)，分子間作用力更強(qiáng)。
     • 4,4'-MDI 分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在反應(yīng)中能更有效地參與交聯(lián)反應(yīng)，形成規(guī)整的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
   • 作用：

     MDI 在海綿合成中同樣作為交聯(lián)劑，與多元醇進(jìn)行反應(yīng)，由于其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，MDI 參與形成的海綿具有較高的強(qiáng)度、較好的耐熱性和耐水解性，在一些對(duì)性能要求較高的海綿產(chǎn)品中，如高性能床墊海綿、隔音隔熱海綿等，MDI 常被選用，它與多元醇反應(yīng)生成的氨基甲酸酯鍵賦予海綿良好的物理性能，如較高的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和壓縮永久變形性能等，MDI 的使用可以使海綿在保持一定彈性的同時(shí)，具有更好的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。

助劑

1. 催化劑
   • 有機(jī)錫類催化劑
     • 種類及特點(diǎn)：
       • 常見(jiàn)的有機(jī)錫類催化劑如二月桂酸二丁基錫（DBTDL），它是一種高效的聚氨酯合成催化劑，其分子結(jié)構(gòu)中的錫原子與兩個(gè)丁基和兩個(gè)月桂酸酯基相連，這種結(jié)構(gòu)賦予了催化劑良好的催化活性，DBTDL 能夠促進(jìn)異氰酸酯與多元醇之間的反應(yīng)，降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率。
       • 它對(duì)-NCO 與-OH 的反應(yīng)具有較高的選擇性，能使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，減少副反應(yīng)的發(fā)生。
     • 作用：

       在海綿合成過(guò)程中,DBTDL 可以顯著縮短反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，它能使異氰酸酯與多元醇迅速反應(yīng)形成氨基甲酸酯鍵，促進(jìn)海綿三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的快速構(gòu)建，合適的催化劑用量可以確保反應(yīng)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的交聯(lián)程度，從而獲得具有良好性能的海綿產(chǎn)品，如果催化劑用量過(guò)少，反應(yīng)速率過(guò)慢，可能導(dǎo)致生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定；而用量過(guò)多，則可能會(huì)引起反應(yīng)過(guò)于劇烈，產(chǎn)生局部過(guò)熱、凝膠等問(wèn)題，影響海綿的質(zhì)量。

   • 叔胺類催化劑
     • 種類及特點(diǎn)：
       • 例如三亞乙基二胺（DABCO），它是一種常用的叔胺類催化劑，DABCO 分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)氮原子，具有較強(qiáng)的堿性，能夠提供孤對(duì)電子與異氰酸酯分子相互作用，從而加速反應(yīng)進(jìn)行，它對(duì)反應(yīng)的催化效果與反應(yīng)體系的酸堿度等因素有關(guān)，在不同的反應(yīng)條件下表現(xiàn)出不同的催化活性。
       • 叔胺類催化劑的優(yōu)點(diǎn)是催化活性較高,且在一些情況下可以與有機(jī)錫類催化劑配合使用，發(fā)揮協(xié)同催化作用，進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程。
     • 作用：

       在海綿合成中,DABCO 能促進(jìn)異氰酸酯與多元醇的反應(yīng)，尤其是在一些需要快速固化或?qū)Ψ磻?yīng)選擇性有特殊要求的體系中具有重要作用，與有機(jī)錫類催化劑配合使用時(shí)，它可以調(diào)節(jié)反應(yīng)的速度和交聯(lián)程度，使海綿的性能更加均勻和穩(wěn)定，在一些軟質(zhì)海綿的合成中，通過(guò)合理搭配 DABCO 和 DBTDL，可以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)并獲得具有合適彈性和強(qiáng)度的海綿產(chǎn)品。

2. 發(fā)泡劑
   • 物理發(fā)泡劑
     • 種類及特點(diǎn)：
       • 常見(jiàn)的物理發(fā)泡劑有二氧化碳（CO?）和低沸點(diǎn)鹵代烴（如氟利昂等，現(xiàn)已逐漸被淘汰）等，二氧化碳可以通過(guò)在反應(yīng)體系中通入氣體的方式引入，它在常溫常壓下是氣態(tài)，在聚氨酯反應(yīng)過(guò)程中，隨著反應(yīng)體系粘度的增加，氣體逐漸被包裹在體系中形成氣泡。
       • 物理發(fā)泡劑的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,不引入其他化學(xué)雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好（如二氧化碳），其發(fā)泡原理主要是利用氣體在體系中的溶解度隨壓力和溫度變化的特性，在反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)降低壓力或升高溫度等方式使氣體從溶液中析出形成氣泡。
     • 作用：

       在海綿合成中,物理發(fā)泡劑是形成海綿多孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素之一，它使海綿具有低密度、高彈性的特點(diǎn)，賦予海綿良好的緩沖性能和吸音性能等，通過(guò)控制發(fā)泡劑的用量、引入方式和發(fā)泡條件（如溫度、壓力等），可以調(diào)節(jié)海綿的泡孔結(jié)構(gòu)，如泡孔大小、泡孔均勻性等，合適的泡孔結(jié)構(gòu)對(duì)于海綿的性能至關(guān)重要，例如均勻細(xì)小的泡孔結(jié)構(gòu)可以提高海綿的強(qiáng)度和彈性，而較大的泡孔結(jié)構(gòu)可能會(huì)使海綿的密度降低，但強(qiáng)度也相應(yīng)減弱。

   • 化學(xué)發(fā)泡劑
     • 種類及特點(diǎn)：
       • 常見(jiàn)的化學(xué)發(fā)泡劑有偶氮二甲酰胺（AC 發(fā)泡劑）等，AC 發(fā)泡劑在加熱或與其他物質(zhì)反應(yīng)時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生氣體，如氮?dú)獾龋ǔＴ诟邷叵路纸?，分解反?yīng)產(chǎn)生的氣體量和分解速度可以通過(guò)調(diào)整發(fā)泡劑的種類、用量以及反應(yīng)體系的溫度等條件來(lái)控制。
       • 化學(xué)發(fā)泡劑的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡效果較好,能夠產(chǎn)生均勻的氣泡結(jié)構(gòu)，并且可以通過(guò)配方設(shè)計(jì)精確控制發(fā)泡量和氣泡大小。
     • 作用：

       在海綿合成中,化學(xué)發(fā)泡劑同樣用于形成海綿的多孔結(jié)構(gòu)，它分解產(chǎn)生的氣體在體系中形成氣泡，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣泡逐漸長(zhǎng)大并固定在海綿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，與物理發(fā)泡劑相比，化學(xué)發(fā)泡劑可以在一些特殊的反應(yīng)條件下使用，如在較低溫度或壓力下實(shí)現(xiàn)發(fā)泡過(guò)程，通過(guò)合理選擇和使用化學(xué)發(fā)泡劑，可以優(yōu)化海綿的泡孔結(jié)構(gòu)，提高海綿的性能，如增加海綿的柔韌性、改善其吸音性能等，在一些高性能海綿產(chǎn)品中，化學(xué)發(fā)泡劑的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)更精確的泡孔控制，滿足產(chǎn)品對(duì)密度、強(qiáng)度和彈性等多方面的要求。

3. 穩(wěn)定劑
   • 種類及特點(diǎn)：
     • 常用的穩(wěn)定劑有有機(jī)硅類化合物等,有機(jī)硅穩(wěn)定劑分子結(jié)構(gòu)中含有硅氧鍵（Si-O-Si），具有良好的表面活性和化學(xué)穩(wěn)定性，它可以降低反應(yīng)體系的表面張力，使各組分更好地混合均勻，防止在發(fā)泡過(guò)程中出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。
     • 有機(jī)硅穩(wěn)定劑還能在海綿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表面形成一層保護(hù)膜,阻止異氰酸酯與水等雜質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)，從而提高海綿的穩(wěn)定性和質(zhì)量一致性。
   • 作用：

     在海綿合成過(guò)程中,穩(wěn)定劑可以提高反應(yīng)體系的穩(wěn)定性，確保發(fā)泡過(guò)程的順利進(jìn)行，它有助于保持海綿泡孔結(jié)構(gòu)的均勻性，防止出現(xiàn)大孔、塌泡等缺陷，通過(guò)穩(wěn)定反應(yīng)體系，穩(wěn)定劑可以使海綿的性能更加穩(wěn)定可靠，減少因生產(chǎn)過(guò)程中的波動(dòng)而導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量差異，在連續(xù)化生產(chǎn)海綿的過(guò)程中，穩(wěn)定劑能夠保證每一批產(chǎn)品的泡孔結(jié)構(gòu)和物理性能都保持在相近的水平，提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，穩(wěn)定劑還可以延長(zhǎng)海綿的儲(chǔ)存期，防止海綿在儲(chǔ)存過(guò)程中因發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致性能下降。