聚氨酯英文缩写为PU,包括硬质聚氨酯塑料、软质聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体等多种形态,并分为热塑性和热固性两大类。其原料一般以树脂状态呈现。除了作为成分较单一的材料,聚氨酯也可以和其他材料混合生成复合材料。
1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯,并以此为基础进入工业化应用。英美等国1945—1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术,于1950年相继开始工业化。口本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步,由于聚氨酯应用广泛,我国和亚太地区聚氨酯制品发展较快。目前我国已形成完整的聚氨酯原料和下游产品生产体系,不仅聚氨酯泡沫、聚氨酯弹性体、聚氨酯合成革浆料产量稳居世界第一位,而且是多种聚氨酯制品的主要出口国。
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性溶剂,它具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和黏合性。用不同原料可制得适应温度范围较宽(-50~150℃)的材料,包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解,亦不耐碱性介质。
常用的单体如甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯等。聚合方法随材料性质而不同。合成弹性体时先制备低相对分子质量二元醇,再与过量芳香族或者脂肪族异氰酸酯反应,生成异氰酸根(—NCO)为端基的预聚物,再同多元醇扩链,得到热塑弹性体;若用二元胺扩链并进一步交联,得到浇铸型弹性体。预聚物用肼或二元胺扩链,得到弹性纤维;异氰酸酯和发泡剂混合,可直接得到硬质泡沫塑料。如将单体、聚醚、水、催化剂等混合,一步反应即可得到软质泡沫塑料。单体与多元醇在溶液中反应,可得到涂料;胶黏剂则以多异氰酸酯单体和低相对分子质量聚酯或聚醚在使用时混合并进行反应。(www.daowen.com)
聚氨酯用途很广,其中聚氨酯泡沫塑料产量最大。它的相对密度大多在0.03~0.06之间,硬泡热导率仅为软木或聚苯乙烯泡沫塑料的40%左右,有足够的强度、耐油性和黏接能力,是优良的防震、隔热、隔音材料,广泛用于家电保温(冰箱、冷柜、太阳能热水器、热泵热水器、啤酒保鲜桶、保温箱等)、设备保温(供热管道、原油化工管道、罐体、冷藏运输、客车保温等)、建筑节能(外墙保温、屋面防水保温、冷库、建筑板材、防盗门、卷帘门等)等隔热保温领域以及包装、装修装饰(装饰板、仿木家具、工艺品等)领域。聚氨酯软质泡沫塑料弹性好,广泛用于车辆、居室、服装的衬垫。此外聚氨酯涂料、浆料也有多种用途。
作为一种有机保温材料,聚氨酯泡沫也免不了所有有机保温材料共有的缺点:易燃、耐高温耐火性能差、高温下释放大量有毒有害浓烟等。同时,聚氨酯泡沫材料起火燃烧后,火焰温度高,烟雾弥漫,增加了消防人员施救和现场人员撤离的难度。
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