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本论文主要研究聚氨酯泡沫孔结构的控制技术以及作用机理。通过聚氨酯泡沫均匀成孔合成条件的研究,得出泡沫均匀成孔的实验室条件。在泡沫均匀成孔的基础上,进行泡沫孔结构的控制研究,重点是孔径控制。从影响泡沫孔径的基本原理出发,实验得出了泡沫孔径控制的技术途径。 在泡沫均匀成孔合成条件的研究中,探讨了催化体系、水发泡剂、TDI指数以及温度对泡沫均匀成孔的影响,得出了聚醚、聚酯多元醇体系较为理想的实验配方与条件。研究表明:泡沫均匀成孔必须实现发气反应和凝胶发应间的速率平衡,其中叔胺催化剂与有机锡催化剂间的用量比是影响反应平衡的首要因素。发泡剂水的用量,TDI指数以及温度的变化都对凝胶反应与发气反应间的平衡有影响。 通过对泡沫合成中的物理过程系统分析得出:泡沫的孔径大小主要受气泡成核与气泡生长两阶段的影响。改善空气成核状态,抑制体系中存在的消泡行为可以实现对泡沫孔径的改善。因而对泡沫孔径的控制研究工作主要从改善空气成核与抑制消泡而展开。 提高搅拌速度与引入微粉异相成核点可从改善气泡成核的角度来控制泡沫孔径。研究结果表明:提高搅拌速度可以降低泡沫孔径,改善孔径分布。但微粉的加入对泡沫孔径改善没有明显效果,反而容易导致泡沫孔径增大。改变有机锡催化剂用量从抑制消泡行为的角度来控制泡沫孔径,实验结果显示增加有机锡催化剂用量对低粘度的聚醚体系孔径改善较为有效,对高粘度的聚酯体系效果不明显。有机硅表面活性剂对气泡成核与抑制消泡都有显著的作用,研究结果表明,特定体系对硅油表面活性剂有选择性。一定范围内增加L-600用量可明显改善聚醚泡沫孔径,但却导致聚酯泡沫孔径明显增大。将硅油表面活性剂L-600与SE-232复配使用可实现聚酯泡沫孔径在一定范围内良好控制。发泡处于压力环境,既可抑制气泡的生长,又可提高整个体系中气泡核数目和均匀性,使用变压发泡工艺得到了孔结构细密均匀的泡沫体。 通过实验研究最终实现了泡沫孔径在10~60PPI范围内的良好控制;同时利用变压发泡工艺可将泡沫孔径提高到100PPI水平,且孔径分布较窄。