第一章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 发展与现状 2
1.3 结构特征 7
1.4 合成与加工方法 8
参考文献 9
第二章 原料和配合剂 10
2.1 低聚物多元醇 10
2.1.1 聚酯多元醇 10
2.1.2 聚醚多元醇 15
2.1.3 聚ε-己内酯多元醇 23
2.1.4 其他低聚物多元醇 24
2.1.5 聚合物多元醇 27
2.1.6 蓖麻油 28
2.2 多异氰酸酯 29
2.2.1 合成方法 29
2.2.2 重要的多异氰酸酯 31
2.3 扩链交联剂 44
2.3.1 二胺 46
2.3.2 多元醇 53
2.4 配合剂 57
2.4.1 催化剂 57
2.4.2 水解稳定剂 63
2.4.3 阻燃剂 65
2.4.4 溶剂 67
2.4.5 脱模剂 69
2.4.6 着色剂 70
2.4.7 填充剂 72
2.4.8 防霉剂 72
2.4.9 抗静电剂 73
2.4.10 抗氧剂和光稳定剂 74
2.4.11 增塑剂 75
参考文献 76
第三章 聚氨酯化学 77
3.1 与活泼氢化合物的反应 77
3.1.1 与醇的反应 77
3.1.2 与胺的反应 78
3.1.3 与水的反应 78
3.1.4 与酚的反应 79
3.1.5 与羧酸的反应 79
3.1.6 与酰胺的反应 80
3.1.7 与脲的反应 80
3.1.8 与氨基甲酸酯的反应 81
3.2 交联反应 81
3.2.1 硫黄的交联反应 81
3.2.2 过氧化物的交联反应 82
3.2.3 甲醛的交联反应 83
3.3 异氰酸酯的聚合反应 84
3.3.1 加聚反应 84
3.3.2 异氰酸酯的缩聚反应 86
3.4 反应历程 88
3.4.1 —NCO基的电子结构 88
3.4.2 异氰酸酯与活泼氢化合物的反应 88
3.5 反应速度 89
3.5.1 化学结构对反应速度的影响 91
3.5.2 催化剂对反应速度的影响 100
3.5.3 溶剂对反应速度的影响 103
参考文献 103
第四章 聚氨酯弹性体性能与结构的关系 105
4.1 影响性能的结构因素 105
4.1.1 分子量和交联点分子量的影响 105
4.1.2 主链分子结构的影响 106
4.1.3 侧基和交联的影响 106
4.1.4 物理结构的影响 107
4.1.5 氢键的影响 108
4.2 机械性能与结构的关系 109
4.3 耐热性能与结构的关系 112
4.4 低温性能与结构的关系 114
4.5 耐水性能与结构的关系 115
4.6 其他性能与结构的关系 117
4.6.1 耐油性和耐药品性 117
4.6.2 介电性能 118
4.6.3 回弹性、阻尼性和内生热 118
4.6.4 光稳定性 119
参考文献 119
第五章 聚氨酯弹性体的聚集态结构 121
5.1 TPU的氢键 124
5.1.1 概况 124
5.1.2 影响因素 125
5.1.3 氢键的作用 132
5.2 TPU的结晶 136
5.2.1 微相结构 136
5.2.2 软段相的结晶 136
5.2.3 硬段相的结晶 140
5.3 TPU的取向行为 144
5.3.1 结构因素的影响 144
5.3.2 外界因素的影响 147
5.3.3 取向的结果 149
5.3.4 结论 151
5.4 TPU的聚集态 152
5.4.1 微相结构 152
5.4.2 硬段相形态 155
5.4.3 影响因素 158
5.4.4 形态参数 162
5.4.5 形态与性能 167
参考文献 187
第六章 聚氨酯弹性体的特性与应用 189
6.1 聚氨酯弹性体的特性 189
6.1.1 硬度 195
6.1.2 机械强度 196
6.1.3 耐磨性能 198
6.1.4 耐油和耐药品性能 200
6.1.5 耐水性能 203
6.1.6 耐热和耐氧化性能 206
6.1.7 低温性能 207
6.1.8 吸振性能 208
6.1.9 电性能 209
6.1.10 耐辐射性能 211
6.1.11 耐霉菌性能 212
6.1.12 生物医学性能 212
6.2 聚氨酯弹性体的应用 212
6.2.1 胶辊 213
6.2.2 胶轮 214
6.2.3 传动带 214
6.2.4 联轴节 215
6.2.5 密封制品 215
6.2.6 灌封和包覆制品 215
6.2.7 旋流器 216
6.2.8 胶板和胶片 216
6.2.9 筛网 216
参考文献 217
第七章 聚氨酯化学计算 218
7.1 化学量计算 218
7.1.1 当量粒子（当量） 218
7.1.2 胺值 221
7.1.3 异氰酸酯指数 221
7.1.4 分子量 221
7.1.5 交联度 223
7.2 配方计算 225
7.2.1 聚酯配方计算 225
7.2.2 聚醚和聚内酯配方计算 226
7.2.3 端异氰酸酯预聚物配方计算 228
7.2.4 成品胶配方计算 231
参考文献 232
第八章 浇注型聚氨酯弹性体 233
8.1 概述 233
8.2 原料及配合剂 234
8.3 分类 236
8.4 合成方法 237
8.4.1 预聚物法 237
8.4.2 半预聚物法 237
8.4.3 一步法 239
8.4.4 一步法与预聚物法比较 239
8.5 生产工艺 239
8.5.1 低聚物多元醇脱水 240
8.5.2 预聚物合成 240
8.5.3 制品生产 249
8.5.4 一步法配方及其制品 255
8.5.5 影响产制品的因素 256
8.5.6 主要生产设备 283
8.5.7 典型产（制）品 295
8.6 预聚物规格及质量（商品牌号及规格） 308
8.6.1 日本聚氨酯公司 308
8.6.2 法国博雷公司 317
8.6.3 ERA聚合物公司 328
8.6.4 美国Uniroyal公司 333
8.6.5 美国Mobay化学公司 339
8.6.6 美国UCC公司 341
8.6.7 美国Conap公司 343
8.6.8 德国Bayer公司 343
8.6.9 美国WTTCO化学公司 344
8.7 封闭型聚氨酯 345
8.7.1 封闭型PU的特点 346
8.7.2 封闭型PU的制备 346
8.7.3 封闭剂的选择 347
8.7.4 封闭型PU的配方设计 348
8.8 CPUE与金属的粘合 350
8.9 CPU的着色 351
8.10 模具设计 352
8.10.1 模具设计的要求 352
8.10.2 模具材料 353
8.10.3 分型面的选择 355
参考文献 356
第九章 混炼型聚氨酯弹性体 358
9.1 混炼型聚氨酯的合成 358
9.1.1 原材料的选择 359
9.1.2 合成方法 359
9.1.3 生胶合成工艺流程 361
9.1.4 生胶的贮存 363
9.2 加工成型工艺 364
9.3 硫化体系 365
9.3.1 异氰酸酯硫化体系 365
9.3.2 过氧化物硫化体系 370
9.3.3 硫黄硫化体系 374
9.4 影响混炼型聚氨酯弹性体性能的因素 377
9.4.1 低聚多元醇结构及分子量的影响 377
9.4.2 异氰酸酯结构和用量影响 379
9.4.3 异氰酸酯与聚醇配比的影响 380
9.4.4 扩链剂的影响 381
9.4.5 硫化点位置的影响 381
9.4.6 硫化体系的影响 382
9.4.7 填充剂的影响 383
9.5 混炼胶聚氨酯弹性体的主要特点及应用 384
9.6 国内外几种主要的混炼型聚氨酯弹性体 385
9.6.1 Urepan 385
9.6.2 Genthane S、SR 387
9.6.3 Vibrathane 388
9.6.4 Elastothan 388
9.6.5 Adiprene C、CM 390
9.6.6 HA-1 392
9.6.7 HA-5 394
9.6.8 南京-S胶 394
参考文献 396
第十章 热塑性聚氨酯弹性体 397
10.1 绪论 397
10.2 TPU的合成工艺 399
10.2.1 合成TPU的原料 399
10.2.2 合成TPU的基础反应 402
10.2.3 TPU的结构参数 405
10.2.4 TPU配方的计算 409
10.2.5 TPU的合成方法 412
10.3 TPU的性能 421
10.3.1 力学性能 422
10.3.2 物理性能 448
10.3.3 环境介质性能 465
10.4 TPU的加工工艺 500
10.4.1 TPU颗粒的熔融加工 500
10.4.2 TPU的溶液加工 522
10.5 TPU的应用 526
10.5.1 工业方面 526
10.5.2 医疗卫生 529
10.5.3 体育用品 530
10.5.4 生活用品 530
10.5.5 军用物资 531
10.5.6 其他行业 531
10.6 TPU的品种牌号 531
10.6.1 Estane 531
10.6.2 Texin 534
10.6.3 Pellethane 537
10.6.4 Cynaprene 538
10.6.5 Q-Thane 538
10.6.6 Rucothane 539
10.6.7 Roylar 540
10.6.8 Desmopan 540
10.6.9 Elastollan 543
10.6.10 Pandex 545
参考文献 547
第十一章 离子型聚氨酯和水系聚氨酯 550
11.1 概述 550
11.2 原料 551
11.2.1 软段 551
11.2.2 硬段 552
11.2.3 其他辅助材料 552
11.3 合成方法 554
11.3.1 溶液法 555
11.3.2 预聚体混合法 556
11.3.3 熔体分散缩合法 556
11.3.4 酮亚胺-酮连氮法 557
11.3.5 直接分散法和倒相分散法 557
11.3.6 阳离子型聚氨酯的合成 558
11.3.7 阴离子型聚氨酯的合成 559
11.3.8 两性离子型聚氨酯的合成 561
11.3.9 非离子型聚氨酯的合成 562
11.3.10 水系聚氨酯的交联 562
11.4 生产工艺 563
11.5 聚氨酯乳液的物理化学 564
11.5.1 乳液的形成，粒子尺寸和乳液的稳定性 564
11.5.2 产品组成的统计分布 567
11.5.3 离子浓度对粒子数目的影响 569
11.5.4 离子型聚氨酯分散液中分散粒子的结构和边界层 570
11.6 水系聚氨酯和离子型聚氨酯的性能 570
11.6.1 乳液的品种牌号和胶膜的物理机械性能 571
11.6.2 乳液的成膜性能 574
11.6.3 耐水性能 575
11.6.4 胶膜的物理机械性能 575
11.7 离子型聚氨酯的结构和性能关系 575
11.7.1 化学结构 576
11.7.2 物理结构和微相分离 577
11.7.3 热转变 578
11.7.4 DSC分析 579
11.7.5 动态力学性能 583
11.7.6 应力-应变性能 585
11.8 发展趋势和应用前景 586
参考文献 587
第十二章 微孔聚氨酯弹性体 589
12.1 概述 589
12.1.1 加工方法分类 589
12.1.2 微孔弹性体的性能 590
12.1.3 微孔弹性体的应用 591
12.2 RIM聚氨酯 591
12.2.1 定义 591
12.2.2 发展沿革 591
12.2.3 RIM技术特点 592
12.2.4 原材料及其影响 593
12.2.5 RIM工艺及参数 601
12.2.6 RIM材料制备工艺参数 603
12.2.7 RIM材料的性能 604
12.3 聚氨酯鞋底 610
12.3.1 概述 610
12.3.2 原材料 610
12.3.3 生产工艺 612
12.3.4 产品与性能 614
参考文献 622
第十三章 主要原料和弹性体的分析 623
13.1 概述 623
13.2 异氰酸酯 624
13.2.1 纯度与NCO含量 625
13.2.2 总氯 633
13.2.3 水解氯 636
13.2.4 酸度 638
13.2.5 异构比 640
13.2.6 凝固点 643
13.2.7 色度 646
13.2.8 粘度 648
13.2.9 环己烷不溶物 649
13.2.10 劣化试验 650
13.2.11 相对密度 650
13.3 聚醚多元醇（PET） 651
13.3.1 酸值 652
13.3.2 碱值 654
13.3.3 羟值 655
13.3.4 水分 659
13.3.5 钠和钾 662
13.3.6 不饱和度 664
13.3.7 色度 667
13.3.8 pH值 667
13.3.9 粘度 667
13.3.10 过氧化物 668
13.3.11 外观 668
13.4 聚酯多元醇（PES） 668
13.4.1 酸值 669
13.4.2 羟值 671
13.4.3 水分 676
13.4.4 色度 676
13.4.5 反应指数 676
13.4.6 水解稳定性 677
13.5 聚氨酯预聚物 677
13.5.1 异氰酸酯基含量 678
13.5.2 游离异氰酸酯含量 679
13.6 聚氨酯弹性体 682
13.6.1 初步检验和试验 683
13.6.2 红外光谱分析 685
13.6.3 色谱法 692
13.6.4 热分析 693
13.6.5 核磁共振谱分析 693
13.6.6 PU水解及其水解产物的鉴定 698
13.6.7 溶剂和添加剂的分析 701
参考文献 704
附录 706
附录Ⅰ 聚氨酯工业安全卫生参考资料 706
附录Ⅱ 常用分析测试方法标准号 708
附录Ⅲ 部分常用计量单位与SI单位换算关系 710
附录Ⅳ 聚氨酯文献常用英文略语 710
附录Ⅴ 聚氨酯文献常用专业英语词汇 713
附录Ⅵ 主要科研生产单位 716