2025年如何有效提高芳香族聚氨酯材料耐老化性能 .pdfVIP

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

如何有效提高芳香族聚氨酯材料耐老化

性能

摘要：聚氨酯，是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基

甲酸酯，简称聚氨酯。聚氨酯可看作是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物，

通常软段由低聚物多元醇组成，硬段由多异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成，

其中异氰酸酯可分为芳香族与脂肪族；芳香族聚氨酯中使用二苯甲烷二异氰酸酯

（即MDI），含有苯环结构，而脂肪族聚氨酯主要使用的是异佛尔酮二异氰酸酯

（即IPDI），不含苯环；异氰酸酯结构中的刚性苯环可以使得聚氨酯具有良好的

力学性能，但是同时，由于两个苯环间的亚甲基容易被氧化分解，所以老化性能

不如脂肪族异氰酸酯，使用脂肪族异氰酸酯制得的制品的耐老化性大大得到改善。

为让更有价格优势的芳香族聚氨酯材料在更广泛的领域应用，必须要提升其

耐老化性能，提出在聚氨酯制备中添加稳定剂（抗氧化剂和紫外线吸收剂）的方

法，实验中以不同比例的不同组合稳定剂进行试片制备，最终得出同时添加抗氧

化剂B225、紫外线吸收剂SUV的时候，聚氨酯材料耐老化性能最佳。

关键词：聚氨酯材料；耐老化性能；提高措施

聚氨酯（PU），全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。1937年由奥

托·拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。他们可制成聚氨酯塑料

（以泡沫塑料为主）、聚氨酯纤维（中国称为氨纶）、聚氨酯橡胶及弹性

体。

1.

解析芳香族聚氨酯材料耐老化性能低的原因

在自然界中普遍存在着热、空气、阳光、潮气等这些都是影响PU材料老化

的因素，其中的主要因素是日光的直接照射引起的光老化作用和热老化作用。

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

1.1聚氨酯光老化降解机理

聚氨酯材料受到光照射（自然光、紫外光等）所引起的老化降解称为光老化

降解。聚氨酯的吸收波长一般在209-400nm之间，当聚氨酯材料吸收波长大于

340nm的光线后，会在PAPI上的亚甲基发生氧化，形成不稳定的氢过氧化合物，

进一步氧化，生成琨-酰亚胺结构，导致材料变黄；进一步氧化，生成二琨-酰亚

胺结构，最后变为琥珀色。

1.2聚氨酯的热老化降解机理

聚氨酯的热氧降解主要是对分子链化学键的氧化，随着温度的升高而加强，

最终导致键裂物理性能下降。聚氨酯热降解主要是对分子链中的醚键的氧化，大

气中的氧气引发自由基链式反应，使醚键的碳上激发出一个H原子后所生产的仲

碳自由基，与氧结合成一个过氧化物自由基，然后夺取其它的烷基氢形成氢过氧

化物，该过氧化物分解成氧化物自由基和羟基自由基。

1.

提升耐老化性能的实验方法

2.1实验材料的准备

选用多元醇（109-A），异氰酸酯（109-B）；二甲基甲酰胺（DMF）；抗氧

剂包括三种：ChinoxB225、Chinox1010、Chinox245；紫外线吸收剂包括三

种：SUV、UV-328、UV-235。

吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》

实验用设备：反应釜、热老化实验箱（GZX-9140）；电子拉力试验机（GT-

7010-AE）；加速光老化试验仪（QUV）等。

2.2聚氨酯材料制备

把紫外线吸收剂及抗氧剂的不同组合不同比例加入到多元醇（109-A）之中，

进行均匀地搅拌。搅拌后的多元醇按一定比例与异氰酸酯（109-B）在反应釜进

行反应，把配制成功的聚氨