异氰酸酯

　　和其他聚氨酷材料一样，异氰酸酯是制备聚氨酯硬泡的基础原料，所用的异氰酸酯主要是TDI、粗品MDI (有时又称为多苯基多亚甲基多异氰酸酯PAPI)。

　　早期生产聚氨酯硬泡主要使用TDI，但在使用中存在两大问题。一是TDI中一NCO质量百分含量太高(48.3%)，生产中反应放出的热量过大，不利于硬泡生产控制。二是TDI的蒸气压大，在生产中对生产环境和操作人员造成的损害很大。因此，目前在聚氨酯硬泡的生产中，TDI的使用量在逐渐减少。大多使用TDI的改性产物，即TDI与多元醇反应生成的端基为一NCO基团的顶聚体，使一NCO的含量下降至25% ~35 % (质量)。同时增大了异氰酸酯的分子量，降低了它的蒸气压，减少了使用纯TDI给人员健康造成的危害程度。另外，在现代聚氨酪硬泡的生产中，大量使用了粗品TDI或使用TDI和粗品MDI掺和，以改进生产环境、发泡工艺及产品的性能。

　　粗品TDI是在TDI生产过程中产生的。在TDI纯品蒸馏中，将会产生10% ~15 %的焦油状物质，过去将它作为生产的废液、废渣丢弃。后经分析发现，其主要成分是TDI多聚物，并含有一定数量的TDI有效成分。在进一步综合利用研究的基础上发现，使用添加一定量纯TDI构成的粗品TDI是制备硬泡的良好原料。实践证明，使用粗品TDI或TDI预聚体制备的聚氨酯硬泡的坚韧性甚至优于粗品MDI基硬泡。

　　粗品MDI是在纯MDI生产过程中生成的产物。在苯胺和甲醛进行缩合反应时，以2分子苯胺和1分子甲醛缩合得二苯基甲烷二胺，再经光气化反应生成MDI，但在缩合反应过程中，由于反应条件控制等原因，将会产生一定数量的链式大分子缩合，生成多苯基多亚甲;胺并随光气化反应，在MDI生产中生成一定数量的多苯基多亚甲基多异氰酸酯。由此可见， MDI生产出来的产品，在未蒸馏出MDI精品以前，体系采是一个混合物，其组成随原料、反应条件、工艺控制等因素的变化，组成也有较大变化。

　　在MDI生产中，经蒸馏提出纯4, 4'-MDI和2, 4'-MDI后，所剩物质就基本上是聚合度大于1的多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。根据聚合度不同，其粘度和一NCO含量也不一样。在利用它们制备聚氨酯硬泡时，应根据加工工艺条件、产品性能要求，选择不同品种的粗品MDI。例如，在浇注复杂结构形状的聚氨酯硬泡时，应优先考虑混合物料的粘度和流动性，建议选择粘度较低、官能度较低的聚合MDI;在生产建筑绝热板材时，则应选择粘度适中、官能度较高的聚合MDI品种，以缩短产品固化时间，提高泡沫体的压缩强度。

　　使用聚合MDI制备聚氨酯硬质泡沫体与TDI相比，具有以下优点。第一，由于在聚合物分子中引入了多苯环结构，改善了泡沫体的热稳定性，提高了产品的尺寸稳定性;第二，由于聚合MDI产品的蒸气压低，挥发性小，在使用中，有害气体挥发量少，有利于操作人员身体健康及工业环保卫生条件的改善;第三，聚合MDI基础的硬泡制品，产品表面光洁，脱模性能优异，耐油、耐化学品性能好。