低游离TDI预聚物的研究.doc

聚毓酯及其弹性体 特刊 低游离TDI预聚物的研究 曹志强张杰韦永继“ 周文英 (黎明化工研究院，洛阳471001) 摘 要介绍了减压蒸馏、栽气蒸馏、循环萃取、共沸蒸馏等几种降低预聚物中游离1、r)I 含量的有效方法。降低游离TDI含量能延长釜中寿命的同时大大缩短后脱模时阿。 关键词 低游离 域压蒸馏 共沸蒸馏栽气蒸馏 釜中寿命 然十分莺要。特别是我国部分聚氯酯弹性体制品 1前言 制造商仍然以手工工艺为主。为此，如何研制较长 聚氯酯(PU)弹性体的机械性能远远优于普 釜中寿命的预聚体以满足市场需求具有十分重要 通橡胶和塑料，其用途十分广泛。聚氧酯材料已成 的意义。 为当今六大合成材料之一。由于聚氨酯弹性体在 分析测试表明．TDI预聚体都含有一定量的 宽的硬度范围内仍能保持良好的弹性和机械性 游离TDI单体．一般情况下．理沦设计NCO含量 能，其重要性越柬越得到人HJ的广泛重视，普遍用 越高，预聚体内游离TD]含量越高。其存在直接 于机械，汽车、矿山、印刷、水利、纺织、航空和罔防 影响聚氨酯弹性体制品的性能。游离的TDI单体 等部门，显示了良好的应朋前景。 与扩链剂反应生成小分子．对弹性体制品的(如抗 浇沣聚氯酯弹性体的合成一般采用一步法、 张强度、伸长率、断裂强度等)机械性能有明显的 半预聚法和预聚法。一步法合成聚氯酯弹性体．工 影响；因此，降低坝聚体中游离TDI含量还町以 艺简单、能耗低、浇注时间长．具有易于手】浇注 提高聚氯酯弹性体制品的物理性能。 等优点，但性能不够稳定，批l’口】重复性蔗。预聚体 同时．游离的TDI含鼍愈高，预聚体扩链时 法合成聚氯酯弹性体，稳定性好．制品性能优良。 单体愈容易从中挥发出来．严重影响操作人员的 目前，浇注弹性体约占整个聚氨酯弹性体制 健康。各国对空气中’FI)I的含最都有明确的限 品的百分之六十．而浇注型弹性体中主要为预聚 度。必须认识到，最高限度比能嗅到气味的临界浓 体法，一步法只占一小部分。采用预聚体法合成聚 度低得多．也就是说，如果嗅到了空气中TDI的 氯酯弹性体时，由于体系粘度大，物料的釜巾寿命 气味，其实际的浓度就已经远远超过了上述允许 十分关键。釜中寿命直接影响物料混合均匀性和 值。 浇注的可操作性。对于手工操作浇注聚氯酯弹性 UNIROYOI，公司对有不同游离TD]含量 体。混合物料的釜中寿命直接影响着制品性能和 的顶聚物在各种不问温度下的蒸汽压进行了测 制品合格率。随着聚氨酯弹性体机器制备I：业的 量，这屿实验结果与根据预聚物的TDI浓度和纯 发展．出现了自动计量的浇注设备，推动了聚氨酯 TDl的蒸汽压所进行的简单计算的结果大致相 弹性体的技术进步和1：业化．也有助于实验窜研 同。同时．低游离TDl预聚体其饱和蒸汽压大大 究和技术探索。但即便如此，现在聚氯酯弹性体制 低于许多常规预聚物的值，但依然大大高于空气 品的体积越来越大，为了保持制品性能的均一性 中可允许值。实际上只有采用密闭容器才能达到 和稳定性，延长蕞中寿命埘于浇注预聚体来说仍 上述TDI的允许值。当然．空气中TI)I含量值的 1，通讯联系人  2001年6月 曹志强等．1医游离TDl预聚物的研究 ·57· 水平还受现场通风和预聚物中TDI含量等因素 是相当困难的；减压蒸馏也能降低游离TDI的含 的影响。 、 量．但要达到小于0．1％的水平比较困难；用萃取 既然游离TDI在预聚体中的含量对聚氯酯 的方法也是一种可以尝试的降低游离TDI的途 制品及操作工人的健康有较大的影响．生产预聚 径，但必须对萃取剂进行干燥和回收处理，费用和 体时尽鼍降低游离TDI的含量显得十分重要。国 能耗较高。 内对此研究不多．听国外对此相对比较重视。美国 本研究在综台比较上述各种方法的基础上， UNIROYOI。公司于九十年代推出的 参考国内外新近研究成果，重点研究了共沸蒸馏 ADIPRENE LF(I．OW FREE)系列的预聚体，以 的方法。共沸蒸馏能有效降低游离TDI的含量， 其低游离TDI含量(小于0．1％)的特点，合成出 己进行的实验结果表明，能达到游离TDI含量 性能稳定的聚氨酯弹性体制品，而且预聚物的储 0．1％．达到国外九十年代先进水平。同时考察了 存期也大大延长，受到用户的欢迎。 ． 已有的几种方法，并对其处理结果进行了比较。 由TDI和聚酯或聚醚多元醇合成顶聚体，都 2实验部分 含有一定数量的游离单体．其含量一般为0．3％ ～5％，这与各方面的因素有关．但主要可能是由 2．1原材料 于随着预聚物高分子量的增加．空间位阻大，反应 PTMG(分子量2000) 进口 活性中心碰撞频率低等因素造成。而且制备的预 PTMG(分子量1000) 进口