聚氨酯功能性助剂对弹性体材料的抗撕裂强度、耐磨性和压缩永久变形的调控作用。

各位朋友，各位同仁，大家早上好！

非常荣幸今天能在这里和大家聊聊聚氨酯弹性体这位“多面手”以及它背后的“秘密武器”——功能性助剂。聚氨酯弹性体，在我们的生活中可谓是无处不在，从我们脚下的鞋底，到汽车的轮胎，再到工业生产中的各种密封件，都能看到它的身影。它凭借着优异的力学性能、耐磨性和耐化学腐蚀性，赢得了广泛的应用。但是，就像一位优秀的演员也需要化妆师的精雕细琢一样，聚氨酯弹性体的性能也需要功能性助剂的“魔法加持”，才能达到更高的境界。

今天，我们就聚焦于三个关键的性能指标：抗撕裂强度、耐磨性和压缩永久变形，来深入探讨功能性助剂是如何在这三个方面发挥“调控大师”的作用。我会尽量用通俗易懂的语言，加上一些有趣的例子，让大家更好地理解这些看似高深的化学概念。

一、抗撕裂强度：守护弹性体的“铜墙铁壁”

首先，我们来说说抗撕裂强度。想象一下，一块橡皮筋，如果轻轻一拉就断了，那它还能用来做什么呢？抗撕裂强度就像是守护弹性体的“铜墙铁壁”，它指的是弹性体抵抗撕裂破坏的能力。一个抗撕裂强度高的弹性体，即使受到外力作用产生裂纹，也能有效阻止裂纹的扩展，从而延长使用寿命。

那么，哪些功能性助剂可以提升聚氨酯弹性体的抗撕裂强度呢？

• 交联剂：构建牢固的“骨架”

  交联剂，顾名思义，就是能让聚氨酯分子之间“手拉手”，形成三维交联网络的物质。交联密度越高，分子间的连接就越紧密，抗撕裂强度自然也就越高。

  常用的交联剂包括：

  • 多元醇类交联剂： 比如甘油、季戊四醇等。它们分子结构中含有多个羟基，可以与聚氨酯分子中的异氰酸酯基反应，形成交联。
  • 胺类交联剂： 比如二胺、三胺等。胺基与异氰酸酯基的反应活性很高，可以快速形成交联。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	交联度	应用领域
  多元醇交联剂A	季戊四醇改性物	适中	汽车密封件、工业皮带
  胺类交联剂B	芳香族二胺	高	高性能轮胎、矿山机械部件

  作用机制： 交联剂就像水泥一样，将聚氨酯分子粘结在一起，形成坚固的网络结构。当弹性体受到撕裂力时，这个网络结构能够有效地分散应力，阻止裂纹的扩展。

• 增韧剂：赋予弹性体“柔韧的身躯”

  如果说交联剂是构建弹性体“骨架”的材料，那么增韧剂就是赋予弹性体“柔韧身躯”的关键。增韧剂可以改善聚氨酯弹性体的韧性，使其在受到外力作用时，能够更好地吸收能量，从而提高抗撕裂强度。

  常用的增韧剂包括：

  • 弹性体相容性树脂： 例如端羧基丁腈橡胶（CTBN），可以通过化学键或物理缠绕与聚氨酯基体结合，形成两相结构。
  • 液体聚丁二烯： 能够均匀分散在聚氨酯基体中，形成微区，提高弹性体的韧性。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	增韧效果	应用领域
  端羧基丁腈橡胶（CTBN）	丁二烯-丙烯腈共聚物	显著	航空航天密封件、高性能涂料
  液体聚丁二烯	聚丁二烯	较好	汽车缓冲器、减震垫

  作用机制： 增韧剂就像弹性体的“减震器”，当弹性体受到冲击时，增韧剂能够吸收冲击能量，减少应力集中，从而提高抗撕裂强度。

二、耐磨性：让弹性体“历久弥新”

接下来，我们聊聊耐磨性。想象一下，一双鞋子，如果穿几天就磨破了，那可真是让人头疼。耐磨性指的是弹性体抵抗摩擦磨损的能力。一个耐磨性好的弹性体，即使经过长时间的使用，也能保持良好的外观和性能。

那么，哪些功能性助剂可以提升聚氨酯弹性体的耐磨性呢？

• 硬度调节剂：打造合适的“硬度铠甲”

  弹性体的硬度是影响耐磨性的一个重要因素。一般来说，硬度适中的弹性体具有较好的耐磨性。硬度过低，容易发生塑性变形，导致磨损加剧；硬度过高，则容易发生脆性断裂，也会降低耐磨性。

  常用的硬度调节剂包括：

  • 小分子多元醇： 例如乙二醇、丁二醇等。可以增加聚氨酯的硬度，提高耐磨性。
  • 长链多元醇： 例如聚醚多元醇、聚酯多元醇等。可以降低聚氨酯的硬度，提高弹性。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	硬度调节效果	应用领域
  乙二醇	乙二醇	提高	高硬度鞋底、耐磨涂层
  聚醚多元醇	聚醚化合物	降低	弹性密封件、减震缓冲垫

  作用机制： 硬度调节剂就像弹性体的“塑形师”，通过调节聚氨酯分子链的柔性和刚性，来控制弹性体的硬度，使其达到佳的耐磨状态。

  

  产品名称	化学成分	硬度调节效果	应用领域
  乙二醇	乙二醇	提高	高硬度鞋底、耐磨涂层
  聚醚多元醇	聚醚化合物	降低	弹性密封件、减震缓冲垫

  作用机制： 硬度调节剂就像弹性体的“塑形师”，通过调节聚氨酯分子链的柔性和刚性，来控制弹性体的硬度，使其达到佳的耐磨状态。

• 填料：增强弹性体的“筋骨”

  填料是添加到聚氨酯弹性体中的固体颗粒物质。它可以提高弹性体的强度、硬度和耐磨性。

  常用的填料包括：

  • 碳黑： 具有优异的补强性和耐磨性，可以显著提高弹性体的耐磨性。
  • 二氧化硅： 可以提高弹性体的硬度和耐磨性，同时还可以改善加工性能。
  • 氮化硼： 具有优异的耐磨性和导热性，可以提高弹性体的使用寿命。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	性能特点	应用领域
  碳黑N330	纯碳	高补强性，高耐磨性	轮胎、橡胶制品
  二氧化硅	SiO2	提高硬度，耐磨性	鞋底、涂料

  作用机制： 填料就像弹性体的“钢筋”，能够增强弹性体的强度和硬度，使其在受到摩擦力时，不易发生磨损。

三、压缩永久变形：保持弹性体的“完美身材”

后，我们来谈谈压缩永久变形。想象一下，一个弹簧，如果长时间压缩后，就失去了弹性，无法恢复原状，那它也就失去了作用。压缩永久变形指的是弹性体在受到压缩力作用后，卸载后不能完全恢复原始形状的程度。一个压缩永久变形小的弹性体，可以长时间保持其弹性性能，从而延长使用寿命。

那么，哪些功能性助剂可以降低聚氨酯弹性体的压缩永久变形呢？

• 耐热稳定剂：抵御高温的“守护神”

  高温是导致聚氨酯弹性体发生压缩永久变形的一个重要因素。高温会加速聚氨酯分子链的断裂和重排，导致弹性体失去弹性。

  常用的耐热稳定剂包括：

  • 受阻酚类抗氧剂： 可以捕获自由基，阻止聚氨酯分子链的氧化降解。
  • 亚磷酸酯类抗氧剂： 可以分解氢过氧化物，阻止聚氨酯分子链的氧化降解。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	性能特点	应用领域
  抗氧剂1010	受阻酚类化合物	高效抗氧化，耐热性好	汽车零部件、电子电器
  亚磷酸酯抗氧剂TNPP	三壬基苯基亚磷酸酯	优异的分解氢过氧化物能力	塑料、橡胶

  作用机制： 耐热稳定剂就像弹性体的“防火墙”，能够抵御高温的侵袭，保护聚氨酯分子链的完整性，从而降低压缩永久变形。

• 抗水解稳定剂：防止水解的“利器”

  水解也是导致聚氨酯弹性体发生压缩永久变形的一个重要因素。水分子会攻击聚氨酯分子链中的酯键，导致分子链断裂，从而降低弹性体的弹性。

  常用的抗水解稳定剂包括：

  • 碳化二亚胺类化合物： 可以与水反应，生成惰性物质，从而阻止水解反应的发生。
  • 环氧类化合物： 可以与聚氨酯分子链中的端基反应，形成稳定的结构，从而提高抗水解性。

  产品参数实例：

  产品名称	化学成分	性能特点	应用领域
  碳化二亚胺类抗水解剂	多取代碳化二亚胺	高效抗水解，稳定性好	聚氨酯密封件、电缆护套
  环氧树脂	双酚A型环氧树脂	增强抗水解性	涂料、粘合剂

  作用机制： 抗水解稳定剂就像弹性体的“防水衣”，能够阻止水分子的侵入，保护聚氨酯分子链的完整性，从而降低压缩永久变形。

总结

总而言之，功能性助剂在聚氨酯弹性体的抗撕裂强度、耐磨性和压缩永久变形的调控中扮演着至关重要的角色。它们就像一群默默奉献的“幕后英雄”，通过不同的作用机制，赋予聚氨酯弹性体更加优异的性能，使其在各种应用领域中发挥更大的作用。

希望今天的分享能让大家对聚氨酯弹性体和功能性助剂有更深入的了解。当然，这只是一个简单的介绍，实际应用中还需要根据具体的应用场景和性能要求，选择合适的助剂和配方。如果您在实际应用中遇到任何问题，欢迎随时与我交流，我们共同探讨，共同进步！

谢谢大家！

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。