基础原料的影响

在一步法发泡工艺中，所用的聚酯多元醇一般是带有少量支化的已二酸–二元和三元醇系聚酯，其典型性能列于表6-3中。

聚酯多元醇的官能度、分子量是它的重要参数，它直接影响生成聚氨酯聚合物的软、硬链段的构成比例及交联密度的大小。而泡沫制品的柔软性和机械性能，主要是通过聚酯多元酯的分子量、官能度等加以调整。

因聚酯多元醇易吸潮，因此在使用前应妥善保管，不得受潮。通常聚酯多元醇的含水量应小于0.3%，即使如此，作为配方计算，仍应作为水发泡剂的一部分考虑。

目前，用于制备软质泡沫体用的多元醇主要是聚醚多元醇，它们与聚酯多元醇不同，其黏度比聚酯低得多。用于一步法制备聚氨酯软泡的聚醚多元醇，其官能度通常都大于2，羟基当量约在1000左右。其中，以分子量3000左右的三羟基聚醚多元醇使用最多，若使用的三羟基聚醚多元醇的分子量超过4000，生成的泡沫体的泡孔结构粗大，回弹性下降，压缩变定值偏高。通常，当官能度增加时，泡沫体的压缩模量增加，而拉伸强度、撕裂强度和伸长率降低；当官能度下降时，泡沫体的压缩模量降低，其他性能有所增加。

传统使用的聚醚多元醇多为仲羟基型聚醚，由于它的反应活性比伯羟基聚醚要低3倍之多，故催化剂的用量大，生产周期长。近年来已大量使用了伯羟基比例很高的高活性聚醚多元醇，这种高活性聚醚多元醇是用普通三官能聚醚再与氧化乙烯反应，在聚醚分子未端引入伯羟基，从而使聚醚的反应活性大大地提高了。这不仅能使泡沫体的机械性能得以提高，更重要的是缩短了泡沫体熟化的时间，节约能源，提高产量。

在选用聚醚多元醇时，必须密切注意其低沸点物、碱金属离子及醛类化合物等杂质的含量。在聚醚多元醇中含有低沸点物，如少量游离的环氧丙烷，将会与TDI反应能生成如下结构的化合物。

低。它们再与TDI反应时放量比常规异氰酸酯和多元醇反应的放热量要高。金属离子对合成中缩二脲和脲基甲酸酯的生成反应有着强烈的催化作用。如果聚醚中金属离子含量过高，则会加速熟化反应速度，使反应热过于集中，造成局部过热，并容易引起聚合物分子链的断裂，产生大量的自由基，引发链式反应。如此时聚醚中醛类杂质较多时，它的氧化将会使链式反应不能终止，相反，却能加速这种反应，从而使生成的泡沫体发生黄变，烧芯，甚至分解、冒烟和自燃。

一步法技术制备聚氨酯软质泡沫塑料，使用的异氰酸酯多半为甲苯二异氰酸酯。Gmit-ter和Gruber系统地研究了TDI异构体变化对一步法软质泡沫体性能的影响，研究结果列于表6-4中。

从上述结果中可以看出65/35 TDI和80/20 TDI制备的泡沫体密度和压缩模量较高，泡沫体的发泡时间也随2,4-TDI异构体比例的上升而有所增加。从反应释放出的热量上也可得到佐证，使用65/35TDI，发泡时放热温度为100～102℃，而使用纯2,4-TDI发泡时，放热温度仅能达到87～92℃.研究还发现，2,6-TDI异构体比例增加，泡沫体生成的支化反应比例较多。相反，在一定范围内，随着2,4-TDI异构体比例的增加，泡沫体的柔软性提高，但全部使用2,4-TDI时，则会产生严重收缩。因此，在制备聚氨酯软质泡沫体时一般都使用80/20 TDI和65/35 TDI,而使用前者更为普遍。

在理论上讲，TDI指数应该是100，但由于反应中存在副反应，要消耗一部分TDI,同时也为了改善泡沫体性能，尤其是湿老化性能，所以在实际生产配方中，实际加入量要比理论消耗量高，基比值为异氰酸酯指数，在一步法生产聚氨酯软质泡沫塑料中，异氰酸酯指数通常控制在1.03～1.10之间。当异氰酸酯指数过高时，泡沫体压缩模量提高，泡沫网络结构粗大，闭孔增加，有时会导致制品开裂。同时，由于未反应的TDI持续进行反应，发热量大放热时间延长，有时可达数小时之久。这样会使泡沫体中心温度长时间处于高温状态下，容易引起块状中心焦化，烧芯，若异氰酸酯指数过低，泡沫体的机械强度和回弹下降，泡沫体会出现细小的裂缝，发泡加工工艺的重复性差。