聚氨酯

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聚氨酯(Polyurethane,PU)

目录

什么是聚氨酯[1]

  聚氨酯是拥有氨酯结合基团的聚合物的总称。由异氰酸酯基团与拥有氢氧基等活性氢的化合物进行化合反应后形成。聚氨酯既有橡胶弹性,又有塑料的强度和优异的加工性能,在隔热、隔音、耐磨、耐油、弹性等方面有其它合成材料无法比拟的优点,是继聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS后第六大塑料,已广泛应用于国防、航天、轻工、化工石油纺织、交通、汽车、医疗等领域,成为经济发展和人民生活不可缺少的新兴材料。

聚氨酯的应用[2]

  聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯制品可分为泡沫制品和非泡沫制品两大类,而泡沫制品有软质、硬质、半硬质之分,非泡沫制品则包括涂料、胶粘剂、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,其各种不同的制品可以用于众多领域。

  1.聚氨酯泡沫塑料

  聚氨酯泡沫具有轻质、回弹性和耐久性优良、密度和硬度可调节、耐冲击、隔热性能好等特性,同时具有易进行裁剪、穿孔、粘合加工等性能。

  软质聚氨酯泡沫塑料,简称聚氨酯软泡,是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯软泡是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。聚氨酯软泡多为开孔结构,具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能,主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材,工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。按软硬程度,即耐负荷性能的不同,聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等,其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同,聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡,块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品, 模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品。聚氨酯软泡的主要用途包括:垫材,如座椅、沙发、床垫等,聚氨酯是一种非常理想的垫材材料,这也是软泡用量最大的应用领域;吸音材料;织物复合材料;玩具,等等。

  硬质聚氨酯泡沫塑料,简称聚氨酯硬泡,在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡多为闭孔结构,具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性, 同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点,广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库冷藏车等绝热材料,建筑物、储罐及管道保温材料,少量用于非绝热场合,如仿木材、包装材料等。一般而言,较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热(保温)材料,较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料(仿木材)。聚氨酯硬泡的主要用途有:食品等行业冷冻冷藏设备,如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等各种冷藏设备;工业设备保温,如储罐、管道的保温等;建筑材料交通运输业;仿木材;灌封材料,等等。

  2.非泡沫聚氨酯制品

  非泡沫制品的应用范围则按制品种类而异。聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂为基料,以颜料填料等为辅助材料的涂料。在聚氨酯涂层中,除了含有大量的氨酯键外,还有脲键、酯键、醚键、酰胺键等,这些特殊的键结构赋予涂层优异的粘接性、耐磨性、柔韧性、回弹性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽性等,从而集装饰性与保护性于一体。聚氨酯涂料的应用领域十分广泛,主要包括以下几个方面:飞机、船舶、车辆的表面涂装;木材、塑料、橡胶、皮革的表面涂装;建筑物涂装;防腐涂装,以及其他一些要求较高的表面涂装。

  聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶,是在分子链中含有较多异氰酸酯基团的弹性体聚合物材料,其结构特点使其具有优异的耐磨性,以“耐磨橡胶”著称。聚氨酯弹性体与金属材料相比具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点;与塑料相比则具有不发脆、弹性记忆、耐磨等优点;与橡胶相比具有耐磨、耐撕裂、高承载性、透明或半透明、耐臭氧,可灌封、可浇注、硬度范围广等优点。由于聚氨酯弹性体具有非常良好的综合性能,因此应用领域十分广泛,几乎遍及工业、农业、医疗、国防等各个方面:在矿山、冶金等行业的应用—— 筛板、摇床等;在机械工业方面的应用——胶辊、胶带、密封件等;在汽车工业方面的应用——轮胎、密封圈等:在轻工业方面的应用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维等;在建筑工业方面的应用——防水材、铺装材、灌封材等。

  聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨酯基(-NHCOO-)和/或异氰酸酯基(-NCO-)的胶粘剂。与其他胶粘剂相比,聚氨酯胶粘剂具有以下特点:聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性的-NCO-、-NHCOO-基团,与含有活泼氢的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力;聚氨酯胶粘剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性,适用于各种结构性粘合领域,并具备优异的柔韧特性;聚氨酯胶粘剂具备优异的橡胶特性,能适应不同热膨胀系数基材的粘合,它在基材之问形成具有软.硬过渡层,不仅粘接力强,同时还具有优异的缓冲、减震功能;聚氨酯胶粘剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的胶粘剂;在高温、高湿环境下,易水解而降低粘接强度。

参考文献

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