聚氨酯泡沫的特點(diǎn)在于有多變的聚合物結(jié)構(gòu)，可滿足大范圍的應(yīng)用需要。這種結(jié)構(gòu)上的不同不僅是由于用作原料的異氰酸酯和多元醇不同引起的，也與這些原料進(jìn)行的不同反應(yīng)有關(guān)。這些反應(yīng)深受所用催化劑的類型和用量的影響。

異氰酸酯與多元醇的反應(yīng)，被稱作膠凝反應(yīng)，終生成氨基甲酸酯。異氰酸酯和水的反應(yīng)，被稱作發(fā)泡反應(yīng)，終生成豚。當(dāng)氨基甲酸酯和晚進(jìn)一步與異氰酸酯反應(yīng)時(shí)，可能會發(fā)生交聯(lián)作用，可分別生成眠基甲酸酯和縮二眼。異氰酸酯可以幾種不同的方式自縮合，成為三聚物、二聚和碳化二亞胺。

催化劑的選擇影響著整個(gè)發(fā)泡體系的反應(yīng)活性及對上面所敘述的一些個(gè)別反應(yīng)的選擇性。發(fā)泡體系的反應(yīng)活性通過系統(tǒng)的活化時(shí)間、固化過程、脫模或固化時(shí)間來表述。反應(yīng)選擇性的變化作為催化劑選擇變化的函數(shù)，影響所發(fā)生的反應(yīng)的平衡、形成的聚合物鏈的類型和次序及發(fā)泡系統(tǒng)的流動(dòng)性，由此，影響到終泡沫的加工和物理性能。

聚氨酯發(fā)泡常用的催化劑是叔胺、季胺、胺鹽和金屬核酸鹽(通常為SnⅡ、SnIV或K+)。叔胺用于促進(jìn)膠凝。發(fā)泡和交聯(lián)反應(yīng)。肢鹽和熱敏胺類，如重氮二環(huán)十一碳烷，用于提供延遲作用。金屬造酸鹽強(qiáng)烈地影響膠凝反應(yīng)。亞錫化合物(SnⅡ)成本低，但是易水解，不穩(wěn)定。其典型用途是用于能夠計(jì)量單獨(dú)的物流的場合，例如軟質(zhì)塊料。錫化合物(SnⅣ)不易水解，并可被摻入系統(tǒng)，例如軟質(zhì)模壓和硬質(zhì)發(fā)泡。例如季胺、核酸鉀、三(二甲胺基甲基)酚和2，4，6一三[3-(二甲胺基)正丙基]六氫化均三障等一類特定的化合物對三聚作用具有很強(qiáng)的選擇性。

軟質(zhì)塊料泡沫

軟質(zhì)塊狀聚醚多元醇基泡沫是典型的和有機(jī)錫催化劑一起使用的叔胺催化反應(yīng)產(chǎn)物。膠催化劑可以是諸如三乙撐二胺和雙(二甲氨基乙基) 醚的純化合物的稀釋物，或是性能優(yōu)化的摻混物。用于軟質(zhì)塊料發(fā)泡的典型錫催化劑是純的或稀釋的辛酸亞錫。稀釋產(chǎn)品(包括胺和錫)是為了解決原料處理、計(jì)量精確度和泵送粘度限制等問題。性能優(yōu)良的摻混物用于專門的發(fā)泡設(shè)備上可改進(jìn)加工，配方范圍寬，并使泡沫的物理性能的差異變化小。

軟質(zhì)塊狀體系的反應(yīng)特性要求發(fā)泡和膠凝反應(yīng)精確平衡。在獲得足夠的聚合物粘度/強(qiáng)度之前，系統(tǒng)過早地發(fā)泡可導(dǎo)致粗泡、裂縫或癟泡。過早膠凝可導(dǎo)致流動(dòng)性低、密度高、閉孔及發(fā)泡體系的收縮。

專門的聚氨酯發(fā)泡系統(tǒng)所需要的反應(yīng)特性受所用發(fā)泡設(shè)備的型號的影響。例如，槽式機(jī)要求聚氨酯體系可延遲乳白化時(shí)間，以調(diào)節(jié)泡沫在到達(dá)輸送帶之前在槽里的停留時(shí)間。

高回彈(HR)泡沫由被環(huán)氧乙烷封端的聚醇制成，它比傳統(tǒng)的軟質(zhì)泡沫所用的聚醇反應(yīng)活性高。因此，常用不同類型和不同含量的錫催化劑。特別是二月桂酸二丁錫酯，而不用辛酸亞錫。用三乙撐二胺和雙(二甲氨基乙基)醚和胺稀釋物作助催化劑。

在軟質(zhì)塊狀聚酯型泡沫的生產(chǎn)中，所用的多元醇活性很高。因此，經(jīng)常用象N-乙基嗎啉和N-月桂基嗎啉等中等活性的胺催化劑。也可使用錫助催化劑。

近，用二氯甲烷或1，1，1-三氯乙烷等氯化溶劑替代CFCS的發(fā)展趨勢已出現(xiàn)了一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)。不同沸點(diǎn)和蒸發(fā)性能引起發(fā)泡曲線的變化。另外，在泡沫中殘留的氯化溶劑使泡沫溶融鼓起，導(dǎo)致泡沫物理性能的降低。在考慮到上述這些問題之后，已開發(fā)出各種產(chǎn)品。

軟質(zhì)模制泡沫

軟質(zhì)模發(fā)泡需要與軟質(zhì)塊狀發(fā)泡相同的精確的發(fā)泡/膠凝平衡。在脫模中，流動(dòng)性、穩(wěn)定性和固化是進(jìn)一步的要求。三乙撐二肢和雙(二甲氨基乙基)醚和少量的二月桂酸二丁錫酯混合在一起是軟質(zhì)模發(fā)泡系統(tǒng)中常用的催化劑系統(tǒng)。經(jīng)常用典型的竣酸保護(hù)的肢類延遲性催化劑，使正在固化的泡沫具有足夠的流動(dòng)性通過形狀復(fù)雜的模具。

對于軟質(zhì)塊狀發(fā)泡性能優(yōu)良的催化劑混合物亦經(jīng)常用于軟質(zhì)模塑中。將這些混合物設(shè)計(jì)為與系統(tǒng)反應(yīng)活性、加工條件和固化要求相適應(yīng)。

近，汽車零件生產(chǎn)的焦點(diǎn)是生產(chǎn)環(huán)境和終產(chǎn)品零件的氣味問題，新開發(fā)出的產(chǎn)品已可生產(chǎn)低于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低揮發(fā)氣體濃度的制品。

硬質(zhì)泡沫

硬質(zhì)泡沫寬廣的用途(包括器具。層壓和噴涂泡沫、原位澆注、包裝泡沫等)和化學(xué)組成(聚氨酯和聚異氰脲酸酯)。

聚氨酯硬質(zhì)泡沫由二甲基環(huán)己胺、二甲基乙醇胺、三乙撐二胺、五甲基二乙撐三胺和五甲基二丙撐三胺等催化而成。這些催化劑可單獨(dú)使用或摻混使用。

聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫常用三聚催化劑的混合物制取，例如用辛酸鉀、鉀或含有三(二甲氨鉀基)酚的一種三聚胺催化劑作催化劑。

近期的發(fā)展趨勢是在硬質(zhì)泡沫中廢除使用CFC，因此人們逐漸將注意力集中在使用HCFC上。在發(fā)泡工藝中，HCFC-141b分解可導(dǎo)致大量生成HCFC-1131a，而HCFC-113la的毒性現(xiàn)在還不為人所知。已發(fā)現(xiàn)，使用季按催化劑比用辛酸鉀三聚催化劑能更有效地減少 HCFC-1131a的含量。