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硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定負荷作用下不發(fā)生明顯形變，當負荷過大發(fā)生形變后不能恢復到初始狀態(tài)的聚氨酯泡沫塑料，具有優(yōu)良的力學性能、聲學性能、電學性能和耐化學性能。RPUF的泡孔以閉孔為主，采用CFCs為發(fā)泡劑時制品具有極低的熱導率，是聚苯乙烯和其他泡沫塑料及天然保溫材料都無法相比的，并可現(xiàn)場噴涂成型，是目前最理想的絕熱材料。RPUF可直接從單體原料一次加工成聚合物制品，而且可通過改變原料化學結構、規(guī)格、品種等方式調(diào)節(jié)配方，得到各種性能和用途的終端制品，廣泛應用于保溫行業(yè)、包裝工業(yè)、造船工業(yè)等領域。
在RPUF發(fā)泡體系中，催化劑是必不可少的一部分，對于調(diào)節(jié)反應時間、發(fā)泡反應與凝膠反應的平衡及泡孔尺寸都起到重要作用。目前廣泛使用的催化劑主要是有機錫類和胺類，前者催化效率更高且對凝膠反應有較強的催化作用，后者在水發(fā)泡體系中對發(fā)泡反應有較強的催化作用。在胺類催化劑中醇胺類物質(zhì)比較特殊，因其分子中含有叔氮原子而具有催化作用，同時每個分子又含有兩個或兩個以上羥基，可與異氰酸酯反應從而具有交聯(lián)作用。
多異氰酸酯和聚醚多元醇反應生成聚氨基甲酸酯，此反應為主要鏈增長反應，又稱凝膠反應，形成聚合物的分子主鏈；多異氰酸酯和水形成不穩(wěn)定的氨基甲酸，然后分解成胺和二氧化碳，胺基進一步和異氰酸根反應生成含有脲基的聚合物。此反應可看作異氰酸酯與水生成取代脲和CO2，既是鏈增長反應又是發(fā)泡反應。
發(fā)泡反應產(chǎn)生的氣體濃度超過平衡飽和濃度后，體系中開始形成微小氣泡，即為核化過程，此過程所需時間為乳白時間。泡沫上升至體積最大的時間為上升時間。泡沫定形后變硬干燥，不再黏手時為脫黏時間。
聚合物泡沫塑料的力學性能主要由基體聚合物性質(zhì)、氣體在制品中所占的體積比(或泡沫塑料的密度)和泡孔結構的幾何性質(zhì)決定。對于RPUF，由于其同時具備低密度和優(yōu)良的力學性能，可作為結構材料使用。無論用于何處，深刻理解其微觀結構與力學性能的關系是將它最優(yōu)化使用的前提。制品的力學性能決定于其結構，以及作為泡孔壁的聚合物自身的性質(zhì)。制品結構由泡孔壁厚度、孔徑分布和泡孔形狀決定。
聚合物的熱降解在溫度升高后是不可避免的。對很多聚合物來說，熱降解溫度是制約材料使用壽命的一個非常重要因素。即使在適中的使用溫度下，長期的緩慢熱降解也會對制品使用壽命產(chǎn)生限制。熱降解時發(fā)生的化學反應會導致聚合物相對分子質(zhì)量及分布的變化、顏色變化和多數(shù)物理性能的下降。對于RPUF，可通過保持其分子鏈結構不變來防止熱降解，從而提高其分解溫度。反過來說，分解溫度上升說明樣品分子鏈結構穩(wěn)固。
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