三元尼龙改性再生聚氨酯的研究(2)
3.5.5 红外测定 10
4 结果与讨论 11
4.1 正交分析 11
4.2 红外分析 13
4.3 三元尼龙改性性能分析 14
4.3.1 力学性能分析 14
4.3.2 硫化分析 14
4.3.3 耐磨性能分析 15
5 结论 16
1 绪论
1.1 聚氨酯概述
聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应制得的一种具有氨基甲酸酯重复链段结构的聚合物。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫；非泡沫制品有包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤文（氨纶）等[1]。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类繁多，其中尤其以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。
1.2 氨纶废丝的回收与再利用研究
聚氨酯的回收方法有很多种，包括能量回收法、物理回收法、化学回收方法[1]。其中化学回收法又包括水解法和醇解法[2]。
1.2.1 聚氨酯水解法
在20世纪70年代，人们发现用热水蒸汽在一定压力下可以将PU软泡降解成二胺和聚醚型多元醇[3]。但是，PU的水解与PET的水解不同，它不是聚合的逆反应，水解产物中除了二胺和多元醇，还有CO2放出。
在水解反应过程中，提高温度和压力或有溶剂存在的情况下可以使反应加快水解产物经过分离和提纯，多元醇可以作为原材料重新用来合成PU，二胺可以转化为异氰酸酯。连续或非连续水解法在有关文章和专利中均有报道。但是由于水解是在高温高压下进行的，对水解条件和设备要求很高，而且水解产物的提纯技术难度也很大，所以这种方法并没有得到广泛的应用。
1.2.2 聚氨酯醇解法
醇解法的基本原理与水解法相近，但与水解法不同的是醇解产物可以直接使用。醇解法一般采用低分子醇和催化剂在一定温度下[4]，将聚氨酯降解成低分子量液体，这是将聚氨酯废料变成原料回收利用的一种基本方法[5]。一些研究表明选择合适的降解剂和降解条件可以获得高质量的多元醇，解决聚氨酯回收问题[6-9]。
目前，在聚氨酯废料的化学法回收利用的研究中，以醇解法的开发最为活跃，适用范围广。该法既能用于PU软质泡沫体的分解[10]，也适用于分解PU硬质泡沫体及其他PU制品，生产工艺比较简单，并已取得了较好的经济效益和环保效益，是当今重点推广的PU废品处理回收方法。
（1） 聚氨酯醇解机理
醇解法是将聚氨酯废料化学法回收利用的一种基本方法，该法是用小分子的二元醇为醇解剂，与聚氨酯中的氨基甲酸酯或脲发生酯交换反应，生成带有羟基的低分子聚合物、聚醚或聚脂二元醇、二元胺等。醇解剂可以是乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、聚乙二醇等,此外,还使用助醇解剂,如醇胺、叔胺、碱金属或碱土金属的醋酸盐、钛酸酯等,反应温度一般在150～250℃[11]。在醇解反应中，PU 废料、醇解剂、助醇解剂的种类和配比以及反应温度和反应时间都会影响最终产物。多数人认为的醇解机理是：在醇和催化剂的作用下，聚氨酯中的氨基甲酸酯基断裂，被短醇链所取代，释放出长链多元醇和芳香族化合物，由于在降解过程中参与反应的基团比较多，还会发生许多副反应，主要的副反应是在醇解剂的作用下，脲基断裂生成胺和多元醇：