聚氨酯生产中影响反应速率的因素

聚氨酯生产根据不同产品的要求而需要控制其化学反应过程，聚氨酯生产过程中的反应速率很重要。不同产品、不同工艺及不同配方对反应速率的要求也不尽相同。以下简单汇总下聚氨酯生产中影响反应速率的几个方面因素。

一、OH和NCO比值 。

当OH和NCO比值越接近1：1的时候，反应速率越快；在NCO：OH大于或小于1：1时，反应速率减缓。在NCO：OH＞1：1时，会提高制品硬度、热稳定性、弹性、机械强度等物性，却降低伸长率、拉伸强度，并且影响一些液体聚氨酯制品储存期；在NCO：OH＜1：1时，会提高制品柔软手感、伸长率和剥离强度，却会降低硬度、耐磨等一些物性。 

二、异氰酸酯和羟基化合物反应活性还受到各自分子结构的影响，各类羟基化合物反应活性为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基。 

三、原料酸碱值 。

对聚氨酯反应来说，原料的酸碱值会影响到与异氰酸酯的反应性。就聚醚多元醇和聚酯多元醇原料而言，酸值是残留的端羧基的量，它与异氰酸酯反应生成酰胺并释放二氧化碳，不仅会造成链的终止，还容易形成气泡。酸同时对反应催化产生不良的作用，而且降低制品的耐水解性能。合理的保持反应体系呈弱碱性，有利于反应的顺利进行。但过高的碱值，会造成反应速率不好控制，严重影响生产进行和产品质量。 

四、催化剂。

添加合理的催化剂用量，有利于控制合理的反应速率。催化剂过量会牺牲制品品质。某些有机锡类催化剂会影响制品耐水解性能。 

五、水分 。

虽然很多聚氨酯生产配方中有添加水分，但不代表水分就是聚氨酯生产必须使用的原料。对于聚氨酯反应来说，反应体系中混合物水分含量是必须严格控制的。因为随着水的用量增多，反应速率会增加。特别是在催化剂存在下，异氰酸酯与水的反应可加速进行。水与异氰酸酯反应活性尽管比伯羟基低，却与仲羟基相当。在聚氨酯泡沫塑料以外的聚氨酯制品生产中，水完全是必须严格控制的，因为水与异氰酸酯反应，会生成不稳定的氨基甲酸，易再分解成二氧化碳和胺。另外在预聚体中，水分还会降低预聚体中NCO的含量。 

六、官能团与分子量。 

官能团越大，反应速率越快，同时物料粘度越高；在官能团等条件相同的情况下，分子量越小，反应活性越高。 

七、二醇与二胺。

二醇与二胺反应速率相差很大，二醇活性比二胺低很多。尤其是脂肪族伯胺与异氰酸酯反应的活性特别快，一般很难控制，所以常用活性比较低的芳香族二胺。 

八、温度。

一般来说，反应温度越高，反应速率越高。但实际中，聚氨酯反应温度控制在60-100 ℃之间。因为超过130 ℃，特别是线性分子链反应易出现不良问题，产生支化和交联，并影响分子间的规整性。低于60 ℃，反应速率很慢，不利反应进行。 

九、其他因素。

溶剂极性越大，影响反应速率越慢，反之越快；固含量越低，反应速率越小，反之越快；物料粘度越高，反应速率越慢；搅拌速度快，反应快；硬度（模量）越高，反应速率越快。