合成PU树脂的主要化学反应

合成PU树脂的主要化学反应：

异氰酸酯与二元醇反应：

异氰酸酯与二元胺反应生成脲：

（1）合成革用溶剂型PU树脂

聚氨酯一般先由线型的端羟基聚酯或聚醚与二异氰酸酯反应，形成预聚体，再经扩链反应，生成高相对分子质量聚合物。

①预聚体的合成 预聚体是由二异氰酸酯与端羟基的聚酯或聚醚进行加成聚合反应制备的。根据异氰酸酯基与羟基的摩尔比，也称r指数或异氰酸酯数（—NCO/—OH），制取端基为异氰酸酯基或羟基的预聚体。根据原料种类的不同和相对分子质量的不同，可制得不同性能的预聚体。

根据研究得知：氨基甲酸酯基团是内聚能较大的特性基团，在聚合物中具有硬链段（硬段）的特征。而以C—C键或C—O为主的聚醚二元醇或以—COO—为主的聚酯二元醇，位垒能较低，单键易于旋转，构成聚合物的软链段（软段）。聚氨酯实际上就是由硬段和软段交替构成的嵌段共聚物。一般使用相对分子质量较高的聚醚多元醇，硬段间的间隔增加，将会使聚合物柔性增大，力学强度降低。

在预聚体反应中，聚（醚）酯多元醇与异氰酸酯的比例（r）直接影响到预聚体的性能，也决定了封端基团的种类以及生成聚合物的相对分子质量的大小。

②扩链反应 端基为异氰酸酯基的预聚体再经进一步的扩链反应，便可制备出高相对分子质量、性能优异的PU树脂。

a.用小分子二元醇扩链时，生成氨基甲酸酯：

b.用小分子二元胺扩链时，生成取代脲基：

c.用水扩链，生成取代脲基，放出二氧化碳：(https://www.xing528.com)

合成革用溶剂型PU树脂，主要包括上面两步合成反应，相对分子质量主要是通过—NCO/—OH投料比来控制。在实际合成过程中，可通过在线（on-line）测定黏度来监控聚合物的相对分子质量。

（2）合成革用水基PU树脂

合成水基聚氨酯，所选用的原材料和合成工艺与溶剂型相比有较大差异，以TDI和PPG、PEG为例说明非离子、水基阴离子、阳离子聚氨酯的制备原理。

①预聚

②扩链

a.用水扩链，生成取代脲基，放出二氧化碳：

b.用二元醇扩链时，生成氨基甲酸酯：

c.用二元胺扩链时，生成取代脲基：

用上述二元醇或二元胺扩链，可获得非离子型聚氨酯。

d.引入亲水基团（阳离子基团）：

④分散（水中） 将上述中和成盐后的PU预聚体在高剪切分散作用下，分散于去离子水中，预聚体中的端基—NCO与水反应继续扩链，即可获得相对分子质量更高的水基聚氨酯（water-based polyuthane，WPU）。