ポリウレタンフォーム（PUフォーム）の主成分はポリウレタンです。原料は主にポリイソシアネートとポリオールです。発泡に関与する一連の発泡添加剤を中心に、適切な添加剤を添加することにより、反応生成物中に多量の泡が生成され、ポリウレタンフォーム製品が得られる。この記事では、PUフォームを製造するための原料と発泡助剤について簡単に紹介します。

1. ポリイソシアネート
ポリウレタンフォームの製造に最も一般的に使用されるポリイソシアネートは、トルエンジイソシアネート（TDI）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（PAPI）、ジフェニルメタンジイソシアネート（MDI）および液化MDI（L-MDI）です。

TDI は主に発泡プラスチック業界で軟質ポリウレタンフォームを製造するために使用されます。 MDI は TDI よりも反応性が高く、揮発性が低くなります。一部の液化変性 MDI は、高密度軟質ポリウレタン フォームや半硬質フォームまたは微小セル ポリウレタン弾性材料などの軟質ポリウレタン フォームの製造において、TDI の代替品として使用できます。製造。

PAPI はクルード MDI およびポリマー MDI とも呼ばれます。典型的な PAPI 製品の平均分子量は 30 ～ 400 の範囲にあり、NCO 質量分率は 31% ～ 32% です。低粘度 PAPI の平均官能価は、通常 2.5 ～ 2.9 です。

発泡プラスチックの分野では、PAPI および変性 PAPI は主に各種硬質ポリウレタンフォームの製造に使用され、少量は高反発軟質フォーム、ホールスキンフォーム、半硬質フォームの製造に使用されます。 PAPI を TDI と混合して、低温硬化された高反発フォームを作成できます。 2. ポリエーテルおよびポリエステルポリオール

1. ポリエーテルポリオール
軟質ポリウレタンフォームの製造に使用されるポリエーテルポリオールは、一般に長鎖の低官能性ポリエーテルです。軟質フォーム配合物中のポリエーテルポリオールの官能価は一般に 2 ～ 3 で、平均分子量は 2000 ～ 6500 です。ポリエーテルトリオールは、ソフトフォームに最も一般的に使用されます。一般に、1,2-プロピレンオキシドを開環重合して得られるグリセリン（グリセリン）、または少量のエチレンオキシドと共重合したグリセリン（グリセリン）が出発剤として使用されます。分子量は通常3000～7000です。

このうち高反応性ポリエーテルは主に高反発軟質フォームに使用されており、半硬質フォームなどの発泡製品にも使用できます。少量のポリエーテルグリコールを補助材料として使用し、軟質フォーム配合物中でポリエーテルトリオールと混合することができます。不飽和度が低く、分子量が高いポリエーテルポリオールを使用すると、柔らかいフォームを製造し、TDI の量を減らすことができます。

一般に、硬質フォーム配合物には高官能性および高水酸基価のポリエーテルポリオールが使用され、十分な架橋と剛性が得られます。硬質フォームポリエーテルポリオールの水酸基価は一般に 350~650mg KOH/g で、平均官能価は 3 以上です。 一般的な硬質フォーム配合物は主に 2 種類のポリエーテルが混合されており、平均水酸基価は約 4000mg KOH/g です。

半硬質フォーム配合物は一般に、高分子量ポリエーテルの一部、特に高反応性ポリエーテルポリオールと、高官能性の低分子量硬質フォームポリエーテルの一部を使用します。

2. ポリエステルポリオール
ヒドロキシル価が約 56 mg KOH/g のポリジエチレンアジペート ジオールなどの通常の低粘度脂肪族ポリエステル ポリオール、またはわずかに分岐したポリエステル ポリオールを使用して、ポリエステル ポリウレタンの軟質フォームを製造できます。ポリエステルポリオールは反応性が高いです。現在、ポリエステル PU ブロック フォームは、衣料品などの少数の分野でのみ使用されています。

二塩基酸（無水フタル酸、テレフタル酸など）と小分子ジオール（ジエチレングリコールなど）またはポリオールから合成される芳香族ポリオール。その中でも高い水酸基価を利用してポリウレタン硬質フォームやポリオールを製造することができます。イソシアヌレート硬質フォーム。無水フタル酸ポリエステルアルコールのより低いヒドロキシル価は、高反発軟質フォーム、ホールスキンフォームおよび半硬質フォーム、および非発泡ポリウレタン材料にも使用できます。

3. ポリマーポリオール
ポリマーポリオール (グラフト化ポリエーテルポリオール) には、硬質スチレン、アクリロニトリルのホモポリマーおよびコポリマー、およびグラフトポリマーが含まれます。これらのビニルポリマーは有機「充填剤」のように作用し、耐荷重性能を向上させます。

ポリマーポリオールは、高硬度の軟質フォーム、高反発フォーム、熱成形軟質フォーム、半硬質フォーム、セルフスキンフォーム、反応射出成形（RIM）製品などの製造に使用でき、製品の厚さを減らすことができます。発泡密度を下げるとコストが削減され、発泡プラスチックの連続気泡も増加し、製品に一定の難燃性能を与えることができます。

ポリウレアポリオール (PHD ディスパージョン) も特殊なポリマー変性ポリオールで、高反発軟質フォーム、半硬質フォーム、軟質フォームに使用できます。現在、市場に出回っている製品はほとんどありません。

植物油ポリオール、ロジンポリエステルポリオール、ポリマーポリエステルポリオールなど、ポリウレタンフォームの製造に使用される特殊なポリオールもあります。

3. 発泡助剤
ポリウレタンフォームの製造には、触媒、整泡剤（泡安定剤）、発泡剤などの発泡助剤が不可欠ですが、バリアーなど、必要に応じて使用できる任意添加剤もあります。燃焼剤、鎖延長剤・架橋剤、酸化防止剤、光安定剤、発泡軟化剤、気泡開放剤、充填剤、カラーペースト、帯電防止剤、加水分解安定剤、発泡組成物の保存安定剤など。

1.発泡剤
水はポリウレタン材料の製造において重要な発泡剤です。化学発泡剤です。イソシアネートとの反応により発生する炭酸ガスにより、粘弾性発泡材料が膨張、発泡、固化し、各種ポリウレタンフォームが得られます。

二酸化炭素は熱伝導率が高く、浸透性も強いため、高い断熱性が要求される硬質ポリウレタンフォームの配合には物理発泡剤を使用する必要があります。硬質フォーム製造における原料混合の初期段階では、数十秒以内に多量の熱が発生するため、熱の一部を発泡剤が吸収する必要があると同時に、発泡剤のガス化により発泡体が膨張し、フォーム。

軟質ポリウレタンフォームの製造において、水分が多すぎて硬くなることなく低密度の軟質フォームを得るには、一般に水の量を制御し、助剤として適切な量の物理発泡剤を添加する必要がある。発泡剤。

CFC-11（トリクロロフルオロメタン）は、1920 年代後半に工業生産が可能になりました。 CFC-11は、不燃性、適度な沸点、ガス化しやすい、ガス熱伝導率が低い、毒性が低い、ポリウレタン原料との相溶性が良い、腐食しない、低価格、発泡工程が簡単などの特徴があるため、ポリウレタンフォームの製造媒体における非常に理想的な発泡剤。

1960 年代から 1990 年代初頭まで、CFC-11 はポリウレタン フォームの発泡剤として広く使用されました。しかし、1970 年代に科学者たちは、大気中に放出される CFC-11 がオゾン層をゆっくりと破壊する可能性があることを発見し、世界中の環境活動家の注目を集めました。現在 CFC-11 の代替として使用されている発泡剤の主な種類は、HCFC (ハイドロクロロフルオロカーボン)、HFC (ハイドロフルオロカーボン)、HC (アルカン)、液体 CO2、および水です。

2. 泡安定剤
ポリウレタンフォームを製造する場合、整泡剤（整泡剤）は欠かせない成分です。各成分の相互溶解性を高め、発泡材料の乳化、泡の安定化、気泡の調整などの役割を果たします。泡安定剤は界面活性剤であり、非シリコン化合物と有機シリコン化合物の2種類があります。

現在使用されている泡安定剤のほとんどは、ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤であるポリシロキサンオキシアルキレンブロックコポリマーであり、業界では一般に「シリコーンオイル」と呼ばれることもあります。ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤は、その構造組成の広範さと優れた使用効果により、ポリウレタンフォーム業界で泡安定剤として広く使用されています。

3. ポアオープナー
連続気泡ポリウレタンフォームの入手方法：

適切な触媒を使用して、ゲル反応と発泡反応の間で必要なバランスを実現します。発泡材料が最高点まで上昇すると、気泡壁膜の強度が内部の気泡を封じ込めるのに十分ではなくなり、気体が壁から飛び出して連続気泡を形成します。フォーム構造。
適切なポリエーテルポリオール原料を使用して連続気泡フォームを形成します。
触媒や主原料だけでは問題が解決しない場合には、水発泡により生成した尿素を少量の気泡開放剤を用いて分散させ、一定の連続気泡率の発泡体を得る。

気泡オープナーは特殊な種類の界面活性剤であり、通常、疎水性および親水性のセグメントまたは基が含まれています。その機能は、フォームの表面張力を低下させ、気泡の破壊を促進し、ポリウレタンフォームの連続気泡率を高めることです。独立気泡による軟質、半硬質、硬質発泡プラスチック製品の収縮を改善します。

通常の硬質ポリウレタンフォームは架橋密度が高いため、発泡時の気泡膜強度が高く、一般に独立気泡構造となっています。しかし、開気剤を添加することにより、騒音低減やフィルタリングなどの目的で連続気泡硬質ポリウレタンフォームを製造することができます。

初期の疎水性流動パラフィン、ポリブタジエン、ジメチルポリシロキサンなどは、整泡剤や気泡開放剤として使用できます。パラフィン分散液やポリエチレンオキシドも気泡開放剤として使用できます。現在、特殊な化学組成のポリオキシプロピレン・エチレンオキシドコポリエーテル、ポリオキシアルキレン・ポリシロキサン共重合体などが開孔剤として使用されています。

4.柔軟剤
高含水量で配合された軟質ポリウレタンフォームの製造に軟化剤を使用すると、過剰な尿素基によって生じるフォームの剛性が抑制される可能性があります。泡軟化調整剤は、柔軟効果を有する。軟化剤を使用すると、イソシアネートの量が減少し、フォームの硬度が低下する可能性があります。軟質ポリウレタンフォームの製造に使用されます。市販の柔軟剤には通常、特殊なポリエーテル、特殊なポリオール、水が含まれています。