使用多元醇C、D、E类型，可制备超软质聚氨酯泡沫，其制品25%硬度比使用A、B类型多元醇的制品25%硬度低。 
1.2　扩大IFD范围的多元醇 
　　DOW化学公司研制的扩大IFD(异氰酸酯指数)范围的多元醇是具有特殊结构的聚醚多元醇，它在减少助发泡剂用量时用于生产低密度、低IFD超软质聚氨酯泡沫。 
　　XUS-15216.01是引入工业生产、设计为短期部分替代CFC_s和二氯甲烷的第一种扩大IFD范围的聚醚多元醇。它的优势在于直接可用性，而且采用通常的发泡组分，按泡沫等级的不同，每100份多元醇取消2～6份助发泡剂已经获得成功，使发泡剂总消耗量减少约35%。 
　 　XU-15241.00L是DOW化学公司研制的第二种扩大IFD范围的聚醚多元醇，它能使发泡剂总消耗量减少80%。它对于通用发泡配方可在不同助发 泡剂的情况下产生很宽范围的泡沫等级，包括低密度、超软质泡沫。而要生产该等级泡沫，每100份多元醇，通常需要26份助发泡剂。在Varimax发泡机 上开发了设计操作范围之外的泡沫等级，在不用助发泡剂时，生产密度为17.6 kg/m³，IFD为13的超软泡沫已获成功。 
1.3　两种多元醇组成的聚醚多元醇 
　 　日本第一工业制药公司研制的聚醚多元醇由两种多元醇组成。多元醇A是以二、三或多官能多元醇的一种或两种以上组成的混合物作起始剂，使其平均官能基数为 2.8以上，EO和PO嵌段或无规加成，使每个羟基聚合的分子量达1000～1500，其中EO质量分数为5%～30%，端羟基中伯羟基质量含量为20% 以下。 
　　多元醇B是以二、三或多官能多元醇及氨、乙醇胺、乙二胺等胺化合物的一种或多种的混合物作起始剂，其官能基数为2～3，加成PO和EO，每个羟基聚合的分子量为100～600，端羟基中伯羟基含量10%以下。 
　　将上述多元醇A和B，按m_A/m_B=(95～70)/(5～30)的比例混合，平均官能基数为2.5～3。此聚醚多元醇用于全水发泡的聚氨酯模塑软泡，按JISK 6401方法测定的硬度较低，而且泡沫外观及状态良好，与使用F-11发泡的泡沫相比，能够降低硬度，缩短熟化时间，工业实用价值高。 
　　上述多元醇A和B，单独任何一种都达不到混合作用的效果。 
1.4　多元醇XOF-1749 
　　使用少量三井东压化学公司开发的特殊多元醇OXF-1749，即能降低通用泡沫块和热模塑泡沫的硬度。在96份聚醚多元醇MN-3050中加入4份XOF-1749，使泡沫硬度降低20%，而且可以从通用发泡配方中减去8份CFC-11，泡沫的性质还可改善。 
　　同样，在95份聚醚多元醇EP-2256中加入5份XOF-1749，使泡沫软化了27%，也可从发泡配方中减去8份CFC-11，泡沫的性质更为优异。 
　　聚氨酯软泡的物理性质，特别是硬度在很大程度上取决于聚合物的形态。聚氨酯软泡由聚醚软相和聚 硬相构成，该硬相的结晶度是测定泡沫硬度的一个因子。通过减少 中间体的氨键会减少相分离，也就使泡沫比较软。 
　　经红外光谱分析，在发泡配方中加入XOF-1749，会造成聚 氢键的连接程度降低，也就使泡沫变软。另外，加入XOF-1749，也导致泡沫软相(玻璃化温度Tg)的提高，也就降低了相分离，这与红外光谱分析得出的结果是一致的。 
1.5　其它 
　　BASF AG公司研制的由两种多元醇混合物组成的聚醚多元醇，在全水发泡的情况下，与使用通用聚醚相比，泡沫硬度降低了40%，而且泡沫硬度随两种多元醇混合比例的不同呈现有规律的变化，据此可以控制不同的泡沫硬度。 
　　为生产无CFC_s柔软的软质聚氨酯泡沫块，ARCO公司开发了以其专有多元醇(ARCOL ) 为基础含有聚合物多元醇的改性多元醇系统。使用该系统的多元醇A为基础的配方与以通用多元醇ARCOL 1131(分子量3500)为基础的配方相比较，前者取消了10份CFC-11，在相等密度下，仍然具有同等的承载性质。而且在全水发泡时，采用多元醇A 的配方，其泡沫硬度40% CLD值比用通用多元醇配方的泡沫降低了40%。 
　　DOW化学公司也开发了实验多元醇用于生产无CFC_s的超软质聚氨酯泡沫块的配方，取得了一定的效果。 
 
2　添加软化剂 
2.1　醛类 
　 　壳牌公司发现在聚醚多元醇中加入水杨醛、戊二醛、乙二醛、邻苯二醛等制成的泡沫硬度低于3.0 kPa。加入1份水杨醛使泡沫硬度降低30%以上，在全水发泡配方中加入2份乙二醛，泡沫硬度降低接近50%。这些醛类软化剂在发泡期间与胺反应产生 结构中间体，“封端” 的生成阻止了“正规” 的构成，从而抑制了多异氰酸酯与聚醚多元醇反应时 的沉淀，达到使泡沫制品硬度降低的目的。 
2.2　磺化聚丁二烯 
　　这种可作为聚氨酯泡沫软化剂的磺化聚丁二烯的结构为：

　　式中：A是从─H、─COOH、─NH₂、─OH中选择的端基，n、x、m的选择使该化合物平均分子量为5000～20000，官能度0～10，磺酸盐的质量分数0.1%～30%。M是反向离子H³⁰、Li⁺、K⁺和NR⁺₄，R为─H或烷基。 
　　使用该软化剂时，基本上对任何二官能以上的多元醇都适用，比较更适用的多元醇分子量为1500～7000，平均官能度2.5～4.0。加入磺化聚丁二烯1.0份/100份多元醇时，泡沫ICL(25%)硬度降低35%～40%。 
2.3　单官能聚醚 
　 　这是由DOW化学公司生产的两种中间体，一种是XF-13507，是由EO和PO各50%无规聚合制成的分子量1700的聚醚﹔另一种是AE-501， 是由EO聚合成的分子量550的聚醚。加入XF-13507 25份/75份多元醇时，泡沫硬度下降35%，加入AE-501 15份/85份多元醇时，泡沫硬度下降38%。 
2.4　亲水聚合软化剂 
　　采用亲水型聚合物软化剂Carapor 2001时，由水-异氰酸酯反应产生的聚 有序化的沉淀，由于软化剂的影响，使该反应生成的聚 段之间的氢键通过导入Carapor 2001而被分布在聚 段之间。不同聚 系列相对浓度的改变，导致聚合物只呈中低浓度的相分离，使泡沫硬度降低。 
　　使用该软化剂，在泡沫生产中可大量减少甚至取消用CFC-11。如泡沫密度为23 kg/m³时，CFC-11减少10份。其加入量和泡沫强度降低情况见表2。

表2　Carapor 2001软化剂

2.5　软化剂Ortegol 300和Ortegol 310 
　 　Galdschmidt公司研制的这两种软化剂能够改性生成聚合物的形态，即由于Ortegol软化剂的作用，生成了兼溶性好的聚 ，在泡沫生产中产生结晶性聚 少，使泡沫硬度降低。加入Ortegol 300 1.0份/100份多元醇，泡沫软化度达30%﹔加入Ortergol 310 1.0份/100份多元醇，泡沫软化度为39%。另外，在以TDI为基础的泡沫中，使用这种软化剂可以减少或取消使用R-11，MeCl₂等。 
2.6　其它 
　　在低密度HR配方中加入XZ 94557软化剂1.2份/100份多元醇，制品性能达到超软级。 
　 　拜耳AG公司的研究表明，硅酸钠对降低泡沫硬度有显著的作用，将其混入多元醇中，能正常地产生加工性能优异的开泡热固化泡沫。在100份多元醇中加入 0.15份硅酸钠，产生的泡沫硬度降低至1.8 kPa。这相当于在标准的热固化泡沫配方中少加入10～12份的CFC-11。据悉，欧洲的几个厂家已使入添加硅酸钠的方法。 
　　美国Osi Specialties公司的Geolite改性剂91和改性剂210，ARCO公司的DP-1022以及一元醇如壬醇，都是有效的泡沫软化剂。 
 
3　添加增塑剂 
　　孟山都公司发现聚氨酯配方中加入邻苯二甲酸酯、磷酸酯或苯甲酸酯等增塑剂，能改善全水发泡聚氨酯软泡的软度和柔韧性，而且它们与聚醚多元醇有很好的互溶性，使聚醚的粘度大幅度下降。 
　 　醚类化合物用作增塑剂时，它不仅能使泡沫制品柔软，而且羟基与异氰酸酯反应，结合到化学结构中，保证了制品柔软稳定、持久。如乙二醇单乙醚、乙二醇单丁 醚、丙二醇单丙醚、二乙二醇单乙醚等都有这种作用。如加入二乙二醇单乙醚6份/100份多元醇，可使泡沫硬度由不加增塑剂时的1401 Pa，下降为541 Pa。 
 
4　降低异氰酸酯指数 
　　DOW化学公司扩大IFD范围的多元醇，用XUS-15216.01代替50份通用多元醇，可以降低异氰酸酯指数，制出超软质泡沫。 
　 　ARCO化学公司开发出新颖的高分子量多元醇，使用高分子量多元醇的一个明显的结果是降低了异氰酸酯指数，因为大多数配方是以100份多元醇为基础，增 大多元醇分子量也就是增大了多元醇的摩尔质量。异氰酸酯摩尔质量是131，分子量为5000的多元醇消耗7.8份异氰酸酯，而10 000分子量多元醇则仅需3.9份异氰酸酯。 
　　李绍雄^﹝17﹞等指出，降低异氰酸酯指数是制备超软泡沫的途径之一。在一步发泡配方中，降低异氰酸酯指数可以降低泡沫的压缩性能，增大抗压强度、拉伸性、加水分解性等，使泡沫物性柔软，拉伸性能好，但压缩变定变差。表3列出超软泡沫配方与标准泡沫配方的比较。

表3　超软泡沫和标准泡沫配方

5　结束语 
　　超软质聚氨酯泡沫由于其手感和舒适度方面的优越性，近年来在欧美市场有较大的发展，尤其是结合CFC-11的替代，是研究超软质聚氨酯泡沫，提高泡沫质量，改善环境，适应市场需要的关键。 
　　我国虽然属于发展中国家，但也必须遵照蒙特利尔议定书的规定，在保护环境、防止破坏臭氧层方面作出自己的贡献。国内有些单位在这方面也作了一定的工作，我们相信在全行业共同努力下，一定会形成无CFC的超软质聚氨酯泡沫的规模生产，以满足市场的需要。 
 
作者单位：天津石化公司第三石油化工厂，300163