开题报告（聚氨酯）

安徽建筑工业学院

材料与化学工程学院 毕业论文（设计）开题报告

题 目

专 业 姓 名 班 级

学 号 指导教师

年产400万米聚氨酯合成革生产工艺设计

高分子材料与工程

一、选题依据及意义 1选题依据 聚氨酯（以下简称PU）合成革是目前世界上时必的皮革产品代用材料之一。 PU合成革具有许多聚氯乙烯合成革所不能比拟的优点 ，即它具有手感柔软、光泽自然、颜色柔和、耐寒、耐老化、屈挠性能好、透气性好、机械性能好、剥离强度高等物理性能和不闷汗、可洗涤等使用性能以及加工简单，价格低廉的特点。是代替天然皮革较为理想的仿革制品。 因此，其使用范围也越来越广。 PU合成革目前主要应用于各种鞋类、衣料，各种家具，汽车和各种箱包袋类及其他许多用途。 随着世界经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，人们对皮革制品的需求量也日益增长，传统的天然皮革由于资源有限及环保的要求，已远远不能满足工业和人们消费增长的需要，取而代之的将是人造革合成革，其中PU合成革应用最广泛。PU合成革行业是我国新兴产业，其产品取代牛、猪、羊等天然皮革，以花色品种多、外观鲜艳及物美价廉而深受制鞋、箱包、服装等行业的欢迎。PU合成革将是今后合成革发展的方向和主流。 随着PU合成革品种的不断增加，其生产技术也需要得到不断完善。这样才能提高产品的质量满足市场的需求。 2.选题意义 （1）了解行业发展情况 国外PU合成革应用于六十年代初期，从七十年代开始每年以约2o℅ 的速度增长。我国从七十年代后期开始生产PU合成革，到2008年已增长到10.60亿米，比重超过50℅。展望十二五，新材料包括各种PU合成革的未来发展前景广泛。 （2）研究聚氨酯树脂合成工艺 PU合成革是近年来人们较为关心的一个话题， 对PU合成革的研究不仅在于其加工工艺，还要对作为PU合成革的主原料-聚氨酯树脂进行研究，本文将着重介绍聚氨酯树脂的制备工艺。 （3）分析现实中待解决问题 在聚氨酯合成革的生产过程中会存在各种问题，通过实际计算可知道PU合成革生产的物料等问题。通过分析其中问题可以更加全面深入的了解PU合成革的性能、

生产处理等。 二、研究概况及发展趋势 1研究介绍 目前对聚氨酯合成革的研究主要为PU合成革生产工艺研究，水性PU合成革的性能研究，改性PU合成革的性能研究，PU合成革表面性能的研究，PU合成革湿透性能的研究，PU合成革防老化性能的研究等。 其论文有《湿法聚氨酯合成革生产工艺》，《湿法聚氨酯合成革》，叶龚兰、姜祥、朱玉芳、夏华的《水性聚氨酯的合成及改性研究》，刘玉磊、孟家光的《水性聚氨酯的合成及在纺织中的应用》，郭云飞的《有机硅改性聚氨酯合成革涂层剂的合成和性能研究》，姚和平 、王义峰 、徐晓庆、黄万里、李道鹏的《聚丙烯酸酯改性聚氨酯合成革压花性能的研究》，蒋培清、储才元的《聚氨酯合成革的老化与防老化》，徐凡、李哲的《防水透湿PU合成革的研制》，郝文涛、王小明、朱德强、唐涛、惠坚强、姚和平的《环糊精在透湿型聚氨酯合成革中的应用》等。 国外的研究有井手文雄《特性別にわかる実用高分子材料》， 日本TRADIC公司的《涂层技术交流资料》，意大利ROLLMAC 公司的《多功能涂层技术》，德国G.厄特尔的《聚氨酯手册》等。 2.研究趋势 PU合成革发展的方向主要是：天然皮革的外观优美性及品位的再现化；高耐久性、防污性、抗菌性等功能性的强化；追求天然皮革所没有的感性及功能；提高通气性、透湿性、轻量化、弹性等的穿着用舒适性能；生态学的应用(非溶剂系加工、脱除有害物质、再生化、生物降解性)。如高性能超细纤维PU合成革和水性PU合成革。 因此未来会加强对PU合成革相关化学用品和原料以及PU合成革的改性的研究，从而使其达到市场需要的各种使用性能要求。环保、高效是PU合成革发展的方向，清洁生产和技术创新是PU合成革行业健康发展的保证。 3.发展简述 PU合成革行业是一个新兴的产业, 很有发展潜力。我国PU合成革的未来生产发展趋势如下： （1）实行原料本土化

PU合成革行业基础工业薄弱, 受制于人。近年来, PU合成革行业发展迅猛, 许多跨国公司纷纷来我国扩建或拟建原料生产厂。同时上下游原料发展也应及时跟进, 原料本土化问题将逐步得以解决。 （2）加大开发力度 鉴于目前行业内以中、低档革产品为主的局面, 加大新产品开发力度、提高产品档次是企业发展的必由之路。以后主要发展PU束状超细纤维合成革、功能化产品、智能化产品及性能多样化产品 （3）建立和完善环保、安全、卫生法规 国家对内墙涂料、溶剂型木漆、室内装饰装修材料胶粘剂等颁布了10多个强制性国家标准, 对及对其它有害物质做出了限制以创造一个全新的PU合成革行业。 （4）发展合成革用水性树脂及水性生态合成革 随着世界各国对环保的日益关注，相关防污治污的法律法规的日益严格。因此，合成革产业要升级，环保要先行。水性生态合成革产业化为其他合成革企业的产业升级提供了学习的方向和标准，也为我国合成革产业升级带来了希望。 三、研究的基本内容，拟解决的主要问题 1研究内容 （1）． 了解国内外聚氨酯合成革发展概况； （2）． 学习PU树脂的合成的相关知识； （3）． 了解PU合成革生产原料性质； （4）． PU合成革生产工艺设计； （5）． PU合成革、PU树脂的合成生产主要设备工艺设计； （6）． 三废处理及车间设计。 2.拟解决问题 聚氨酯合成革的主要生产原料是聚氨酯树脂、二甲基甲酰胺（DMF）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）等。 （2）聚氨酯合成革物料衡算 采用给定的设计参数计算所需各个工段的聚氨酯、DMF、MEK等相关原料的质量及体积。

（3）反应釜等相关设备的计算 包括对聚合釜的体积、高度、直径、搅拌器的功率计算、管径的各种数据及泵的扬程计算、烘箱长度等。 （4）环境问题处理 针对相关的三废问题如相关的溶剂DMF处理。 四、研究步骤、方法及措施 1. 概述 简述聚氨酯的结构、性能、应用、发展情况及目前市场行业分析，但着重介绍聚氨酯合成革的制备工艺。 2. 步骤 (1)、首先在掌握聚氨酯合成原理与合成方法的基础上，进行聚氨酯的合成工艺的学习； (2)、对合成革的基本性质与概况做出详细的调查与了解； (3)、进一步对聚氨酯合成革的生产进行全面学习，从而对聚氨酯合成革的生产进行工艺设计； (4)、进行生产设备的选型与三废处理的设计。 3．研究方法 本设计主要是采用理论学习与实习调研相结合的研究方法，以这两方面的成果为基础，结合化工软件（AUTOCAD）对相关数据模拟及可能的问题校正而进行生产工艺设计。 五、设计大纲 第一章 综述 1.1概述 1.2聚氨酯合成工艺 1.3 聚氨酯合成革制备工艺 1.4 聚氨酯合成革行业分析 1.5 聚氨酯合成革产品标准

1.6 项目可行性报告 第二章 聚氨酯及聚氨酯合成革生产原料 2.1前言 2.2聚氨酯 2.3聚氨酯合成革的生产 2.4物料参数 第三章 聚氨酯合成革生产工艺设计 3.1引言 3.2干法生产工艺 3.3 湿法生产工艺 第四章 聚氨酯合成革生产的物料与能量衡算 4.1湿法工艺物料衡算 4.2干法工艺物料衡算 第五章聚合釜的工艺设计 5.1反应釜体积和个数的计算 5.2聚合釜物料衡算 5.3聚合釜能量衡算 5.4釜式反应器设计 5.5管径和泵的扬程计算 第六章 设备选型 6.1湿法聚氨酯合成革主要生产设备的选型 6.2干法聚氨酯合成革主要生产设备的选型 第七章DMF废气回收装置 7.1概述 7.2基本原理 7.3 工艺特点 7.4主要设备 7.5投资效益 第八章 环境保护与安全生产

8.1 合成革生产污染情况分析 8.2合成革污染控制技术 8.3合成革企业安全生产技术 六、研究工作进度 序号 1 2 3 4 5 6 7 七、主要参考文献 [1] 鄢祝兵.聚氨酯行业深度研究报告[R].武汉:长江证券，2008.1-3. [2] 郑继峰.聚氨酯合成革[J].塑料，1989（2）：19-22. [3] 冯见艳， 曲建波， 罗晓民. 聚氨酯合成革化学用品现状及发展趋势[J].聚氨酯工业，2008（76）：84-88. [4] 赵阿金，杨栋梁．季铵类柔软剂的应用性能探讨[J]．印染，1998，24(1)：45-49. [5] 黄宪章，黄登宇．有机硅消泡剂消泡机理、特性及用途研究[J]．科技情报开发与经济，2003，13(1)：161-163. [6] 刘林，陈旭东，茅仁旭，等．水性聚氨酯涂料的原料、制备及应用[J]．广州化工，2005，33(1)：40-45. [7]刘益军，李晓文，杜春阳，等.聚氨酯原料及助剂手册[M].北京：化学工业出版社，2005.1-8,97-98,166-170,200-204,225-228,349-351. 时间 文献检索、文献综述报毕业实习 设计方案论证 设计工作、中期检查 总结，撰写设计论文 毕业设计评阅、修改 设计答辩 内容 3周（2月21日至3月13日） 1周（3月14日至3月20日） 1周（3月21日至3月27日） 8周（3月28日至5月22日） 2周（5月23日至6月 5日） 2周（6月 6日至6月19日） 1周（6月20日至6月26日）

[8]赵德仁，张慰盛.高聚物合成工艺学[M].北京：北京工业出版社，2009.132-137. [9] 朱吕民.聚氨酯合成材料[M].南京：江苏科技出版社，2002.58-76. [10]尹和钟.聚氨酯合成革的制备[J].塑料.1998,(2)：14-19. [11] 沈涛．湿式聚氨酯合成革透湿性能探讨[J]．聚氨酯工业，1997，12(4)：94-99. [12] 罗瑞林．织布涂层[M]．北京：中国纺织工业出版杜，1994.104-106. [13] 孙世国．论PU革基布[J]．聚氨酯工业，1997，12(4)：28. [14] 沈复国．水刺缠结法非织布的发展应用[C]．全国第二次水刺非织造布生产技术及应用交流会论文集，1997. [15] 沈涛．聚氨酯合成革产品开发及技术发展[J]．聚氨酯工业，1998，13(3)：41-45. [16] 谢国龙.我国PU革发展现状浅析[J]．聚氨酯工业，2003,18（4）：17-22 [17] 黄玲玲.聚氨酯研究概况[R].宁波：万华聚氨酯有限公司报告，2004.1-4 [18]师洪俊、毛炳叔、范继宽、等.合成树脂及塑料技术大全[M].北京：中国石化出版社，2006，399-460。 【19】黄艳，梁国正．国内聚氨酯防水涂料的现状和发展动向［J］．化工新型材料，2003，3l(5)：7-11 【20】柴国梁．中国聚氨醑工业现状和发展［J］．上海化工，2003，23(3)：41-44． 【21】DENISE C．Application of nylon composite recycle technology to automotive parts［J］．SAE Paper，2003，20(1)：794--796． 【22】李少雄，朱吕民，聚氨酯树脂[M]，南京: 江苏科学出版社, 1992: 431 【23】郑彦，王文忠，冷鹏、聚氨酯树脂及其应用［J］．化学教育，2003，(3)：3-5． 【24】钱伯章．世界聚氨醑及其原料工业的现状及进展［J］．国际化工信息，2002，3(5)：1-3． 【25】文庆珍.对反应的影响扩链聚醚率聚氨酯预聚物的研究[J].海军杂志 工程大学，2003，15（1）：23-26.

八、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日 七、教研室意见： 教研室主任签字：

年 月 日

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