配方设计的注意

由于聚氨酯生产其实就是一个化学反应控制的过程，因而它的反应速率很重要。不同产品、不同工艺及不同配方对反应速率的要求也不因相同。采取合理的适应的需要反应速率，对保证和提高产品品质和质量有重要作用。根据我个人的工作经验，想和大家交流一下，一起进行友好的探讨。我简单谈谈聚氨酯生产中影响反应速率几个方面的因素。

一：OH和NCO比值
        当OH和NCO比值越接近1：1的时候，反应速率越快。在NCO：OH大于或小于1：1时，反应速率减缓。在OH：NCO＞1：1时，会提高制品硬度、热稳定性、弹性、机械强度等物性，却降低伸长率、拉伸强度，并且影响一些液体聚氨酯制品储存期。在NCO：OH＜1：1时，会提高制品柔软手感、伸长率和剥离强度，却会降低硬度、耐磨等一些物性。
        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；