一、核心反應基礎：聚氨酯合成的化學本質

1. 異氰酸酯與多元醇（如聚酯多元醇、聚醚多元醇）反應，生成含氨基甲酸酯鍵（-NH-CO-O-）的聚合物；

2. 若涉及擴鏈 / 交聯，異氰酸酯會進一步與小分子擴鏈劑（如乙二醇、乙二胺）反應，提升分子量或形成交聯結構。

二、反應釜的核心構成與功能匹配

三、工作流程：從原料到聚氨酯樹脂的全環節

1. 原料預處理：去除雜質，保障反應純凈度

• 脫水處理：多元醇（如聚醚多元醇）易吸水，而水分會與 - NCO 反應生成 CO?（導致產品發泡、性能下降）。因此，原料需在釜內（或預處理罐）通過真空加熱（如 80-120℃，真空度 - 0.09MPa 以上）脫水，釜體的真空系統在此階段啟動，將水分以蒸汽形式抽除。

• 預熱處理：部分原料（如高粘度多元醇）需加熱降低粘度，便于后續輸送和混合，此時加熱系統（夾套通導熱油）啟動，將原料預熱至 30-60℃。

2. 進料與混合：精準配比，確保反應均勻性

• 按比例進料：通過計量泵將預處理后的異氰酸酯、多元醇、催化劑（如有機錫、胺類）、助劑（如抗氧劑、色漿）按工藝配方（如 - NCO/-OH 摩爾比 1.0-1.2）泵入釜內。控制系統通過流量計實時反饋進料量，確保配比誤差≤1%。

• 強制攪拌混合：原料進入釜體后，攪拌裝置（轉速通常 50-300r/min）啟動，通過槳葉剪切力使物料快速混合。對于高粘度體系（如反應后期），可能采用變頻攪拌，隨粘度升高降低轉速，避免局部過熱。

3. 反應調控：穩定條件，控制反應進程

• 溫度控制：初始階段通過夾套加熱使物料升溫至反應起始溫度（如 50-80℃）；反應放熱時，夾套切換通冷水（或低溫導熱油），將溫度穩定在工藝區間（如 60-100℃，具體取決于產品類型：軟質泡沫可能 60-70℃，彈性體可能 80-100℃）。若溫度過高，可能導致反應失控（如 “暴聚" 生成凝膠）；溫度過低則反應不，產品分子量不足。

• 壓力與氛圍控制：若需隔絕空氣（避免氧化）或抑制揮發，通過氮氣系統向釜內充入氮氣，維持微正壓（0.01-0.05MPa）；若需脫除反應生成的小分子（如擴鏈階段的微量水），可開啟真空系統抽除。

• 分步反應控制：對于預聚體法合成（如先制異氰酸酯過量的預聚體，再擴鏈），反應釜可通過分段進料（先加多元醇與部分異氰酸酯生成預聚體，再加入擴鏈劑）、調節攪拌速率，確保擴鏈均勻，避免局部交聯過度。

4. 出料與清洗：保障批次穩定性

• 出料：反應達到終點（通過監測 - NCO 殘留量、粘度等指標判斷）后，停止攪拌，打開釜底出料閥（或通過壓料泵），將聚氨酯樹脂（如預聚體、彈性體漿料）輸送至后續工序（如成型、灌裝）。

• 清洗：出料后，通過釜內噴淋球通入溶劑（如丙酮、DMF）或熱水，配合攪拌沖洗釜壁殘留物料，避免殘留物料影響下一批次反應（如殘留 - NCO 可能導致下批物料提前交聯）。

四、核心控制邏輯：以 “產物質量" 為目標

• 若產品為高粘度聚氨酯彈性體，需嚴格控制反應溫度（避免局部過熱導致凝膠）和攪拌均勻性（確保分子量分布窄）；

• 若為聚氨酯預聚體（用于后續固化），需精確控制 - NCO 殘留量（通過調節原料配比和反應時間），反應釜的計量系統和時間控制是關鍵。