聚氨酯

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聚氨酯(Polyurethane,PU)

目錄

什麼是聚氨酯[1]

  聚氨酯是擁有氨酯結合基團的聚合物的總稱。由異氰酸酯基團與擁有氫氧基等活性氫的化合物進行化合反應後形成。聚氨酯既有橡膠彈性,又有塑料的強度和優異的加工性能,在隔熱、隔音、耐磨、耐油、彈性等方面有其它合成材料無法比擬的優點,是繼聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS後第六大塑料,已廣泛應用於國防、航天、輕工、化工石油紡織、交通、汽車、醫療等領域,成為經濟發展和人民生活不可缺少的新興材料。

聚氨酯的應用[2]

  聚氨酯(PU)樹脂是由異氰酸酯與多元醇反應製成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重覆結構單元的聚合物。聚氨酯製品可分為泡沫製品和非泡沫製品兩大類,而泡沫製品有軟質、硬質、半硬質之分,非泡沫製品則包括塗料、膠粘劑、彈性體和彈性纖維(氨綸)等。聚氨酯材料性能優異,用途廣泛,其各種不同的製品可以用於眾多領域。

  1.聚氨酯泡沫塑料

  聚氨酯泡沫具有輕質、回彈性和耐久性優良、密度和硬度可調節、耐衝擊、隔熱性能好等特性,同時具有易進行裁剪、穿孔、粘合加工等性能。

  軟質聚氨酯泡沫塑料,簡稱聚氨酯軟泡,是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯軟泡是聚氨酯製品中用量最大的一種聚氨酯產品。聚氨酯軟泡多為開孔結構,具有密度低、彈性回覆好、吸音、透氣、保溫等性能,主要用作傢具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材,工業和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料等。按軟硬程度,即耐負荷性能的不同,聚氨酯軟泡可以分為普通軟泡、超柔軟泡、高承載軟泡、高回彈軟泡等,其中高回彈軟泡、高承載軟泡一般用於製造座墊、床墊。按生產工藝的不同,聚氨酯軟泡又可分為塊狀軟泡和模塑軟泡,塊狀軟泡是通過連續法工藝生產出大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫製品, 模塑軟泡是通過間隙法工藝直接將原料混合後註入模具發泡成所需形狀的泡沫製品。聚氨酯軟泡的主要用途包括:墊材,如座椅、沙發、床墊等,聚氨酯是一種非常理想的墊材材料,這也是軟泡用量最大的應用領域;吸音材料;織物複合材料;玩具,等等。

  硬質聚氨酯泡沫塑料,簡稱聚氨酯硬泡,在聚氨酯製品中的用量僅次於聚氨酯軟泡。聚氨酯硬泡多為閉孔結構,具有絕熱效果好、重量輕、比強度大、施工方便等優良特性, 同時還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點,廣泛用於冰箱、冰櫃的箱體絕熱層、冷庫、冷藏車等絕熱材料,建築物、儲罐及管道保溫材料,少量用於非絕熱場合,如仿木材、包裝材料等。一般而言,較低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔熱(保溫)材料,較高密度的聚氨酯硬泡可用作結構材料(仿木材)。聚氨酯硬泡的主要用途有:食品等行業冷凍冷藏設備,如冰箱、冰櫃、冷庫、冷藏車等各種冷藏設備;工業設備保溫,如儲罐、管道的保溫等;建築材料交通運輸業;仿木材;灌封材料,等等。

  2.非泡沫聚氨酯製品

  非泡沫製品的應用範圍則按製品種類而異。聚氨酯塗料是以聚氨酯樹脂為基料,以顏料填料等為輔助材料的塗料。在聚氨酯塗層中,除了含有大量的氨酯鍵外,還有脲鍵、酯鍵、醚鍵、酰胺鍵等,這些特殊的鍵結構賦予塗層優異的粘接性、耐磨性、柔韌性、回彈性、耐化學腐蝕性、耐溶劑性、光澤性等,從而集裝飾性與保護性於一體。聚氨酯塗料的應用領域十分廣泛,主要包括以下幾個方面:飛機、船舶、車輛的錶面塗裝;木材、塑料、橡膠、皮革的錶面塗裝;建築物塗裝;防腐塗裝,以及其他一些要求較高的錶面塗裝。

  聚氨酯彈性體又稱聚氨酯橡膠,是在分子鏈中含有較多異氰酸酯基團的彈性體聚合物材料,其結構特點使其具有優異的耐磨性,以“耐磨橡膠”著稱。聚氨酯彈性體與金屬材料相比具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費用低及耐腐蝕等優點;與塑料相比則具有不發脆、彈性記憶、耐磨等優點;與橡膠相比具有耐磨、耐撕裂、高承載性、透明或半透明、耐臭氧,可灌封、可澆註、硬度範圍廣等優點。由於聚氨酯彈性體具有非常良好的綜合性能,因此應用領域十分廣泛,幾乎遍及工業、農業、醫療、國防等各個方面:在礦山、冶金等行業的應用—— 篩板、搖床等;在機械工業方面的應用——膠輥、膠帶、密封件等;在汽車工業方面的應用——輪胎、密封圈等:在輕工業方面的應用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纖維等;在建築工業方面的應用——防水材、鋪裝材、灌封材等。

  聚氨酯膠粘劑是分子鏈中含有氨酯基(-NHCOO-)和/或異氰酸酯基(-NCO-)的膠粘劑。與其他膠粘劑相比,聚氨酯膠粘劑具有以下特點:聚氨酯膠粘劑中含有很強極性和化學活潑性的-NCO-、-NHCOO-基團,與含有活潑氫的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等錶面光潔的材料都有優良的化學粘接力;聚氨酯膠粘劑具備優異的抗剪切強度和抗衝擊特性,適用於各種結構性粘合領域,並具備優異的柔韌特性;聚氨酯膠粘劑具備優異的橡膠特性,能適應不同熱膨脹繫數基材的粘合,它在基材之問形成具有軟.硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具有優異的緩衝、減震功能;聚氨酯膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑;在高溫、高濕環境下,易水解而降低粘接強度。

參考文獻

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