摘要 本文对常见的各种聚氨酯材料的性能及用途作了综述，并简介了其研究发展过程及最新产品。 前言 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 。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。【5】
聚氨酯（ＰＵ）是聚氨基甲酸酯的简称，它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合物。聚氨基甲酸酯，是分子结构中含—NHCOO—单元的高分 子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：
—N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ[6]
2、聚氨酯材料的具体应用
根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。
2．1 聚氨酯软泡
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。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。
[8]
主要用途:
垫材——如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域；
吸音材料——开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料；
织物复合材料——垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具
2.2聚氨酯硬泡
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。
主要用途：
冷冻冷藏设备——如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料；
工业设备保温——如储罐、管道等；
建筑材料——在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大；
交通运输业——如汽车顶篷、内饰件（方向盘、仪表盘）等；
仿木材——高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。
灌封材料——例如防水灌浆材料、堵漏材料、屋顶防水材料
花卉行业——PU花盆、插花泥等
聚氨酯硬泡体保温材料一种新型的绝热防腐高分子合成材料，其泡孔结构有无数个闭孔所组成，这些微孔互不相通，因此，它导热系数低、密度小、强度高、吸水性小、绝热、绝缘、化学稳定性能好。在建筑业中，高密度的聚氨酯硬泡体还可以做房屋的支架、窗架、窗扇、窗框、门等；普通密度的可以用作房顶的排水沟、通风口、天花板、积水槽等等。不过聚氨酯泡沫都是易燃物，一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体，人如果吸入一口就会中毒死亡，上海“11·15”特别重大火灾、 2008年深圳市龙岗区舞王俱乐部“9·20”火灾都证实了其危害性。[2]
2．3 聚氨酯半硬泡
吸能性泡沫体——吸能性泡沫体具有优异的减震、缓冲性能，良好的抗压缩负荷性能及变形复原性能，其最典型的应用是用于制备汽车保险杠；
自结皮泡沫体——用于制备汽车方向盘、扶手、头枕等软化性内功能件和内部饰件。
自结皮泡沫制品通常采用反应注射模塑成型（简称RIM）加工技术；
微孔弹性体——聚氨酯微孔弹性体最典型的应用是用于制鞋工业。
2.4聚氨酯弹性体
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 转子动平衡“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：
浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU）——是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的一种；
热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU）——热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量的25%左右；
混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）——占聚氨酯弹性体总量的10%左右。
实心轮胎；印刷、输送胶辊；压型胶辊；油封、垫圈球节、衬套轴承；O型圈；撑垫；鞋底、后根、包头；衬里；齿轮等，不同应用领域，选择的弹性体的硬度范围不同。
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；
在建筑工业方面的应用——防水材、铺装材、灌封材等。[]
2．5聚氨酯鞋底料
聚氨酯鞋底具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等等。聚氨酯多用于制造高档皮鞋、运动鞋、旅游鞋等。
2．6聚氨酯浆料
聚氨酯浆料分为湿法和干法两大类，是一种高分子的溶液体系，外观透明或微浊，固体分
含量大约（30-35）%，也就是说其中的（65-70）%是溶剂，简单的说1吨浆料中含有（650-700）公斤的溶剂，对于干法来说就是含有这么多的甲苯和丁酮，甲苯用量大些，因为甲苯的溶解性能较好，对于湿法来说就是含有650-700公斤的纯DMF，因此对于浆料来讲，像甲苯、DMF的价格的变动很大程度上影响了浆料的成本，原因很简单用量所占比重大。
聚氨酯浆料用作涂层制备聚氨酯合成革、人造革。聚氨酯合成革具有光泽柔和、自然，手感柔软，真皮感强的外观，具有与基材粘接性能优异、抗磨损、耐挠曲、抗老化、抗霉菌性好等优异的机械性能，同时还具备耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便、价格优廉等优点，是天然皮革的最为理想的替代品，广泛应用于服装、制鞋、箱包、家具、体育等行业。凡是真皮应用的领域，它都可替代，而且还可应用于真皮无法应用的领域，真皮的行情很容易受动物（牛、羊、猪等行情的影响，疯牛病）。
干法聚氨酯浆料——在应用的过程中，靠加热蒸发将浆料中的溶剂蒸发掉，溶剂大都是用甲苯、丁酮，蒸发掉的溶剂无法回收，不仅污染环境，而且还造成了不必要的浪费。
湿法聚氨酯浆料——由于加工过程采用的是将DMF用水抽提（原因是DMF丁pv病毒与水有无限的
溶解性），比较环保，而且生产出的合成革具有良好的透湿、透气性能，手感柔软、丰满、轻盈，更富于天然皮革的风格和外观，因此发展速度极为惊人。[3]
2．7聚氨酯纤维（氨纶）
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氨纶的优异性能：突出的高回弹性，氨纶的高回弹性是目前所有弹性纤维都无法比拟的，它的断裂伸长率大于400%环保材料服装，最高可达800%，即使在300%拉伸形变时，回弹回复率仍在95%以上；优异的抗张强度、抗撕裂强度；耐候、耐紫外线照射能力强；耐化学品、耐洗涤；与染料的亲和性好。
氨纶已被广泛应用于纺织品中，是一种高附加值的新型纺织材料，其使用形式主要有四种：裸丝、包芯纱、包覆纱、合捻线。如丝袜、泳衣、舞蹈衣、莱卡（纯棉包覆氨纶丝）、服装等，在传统纺织品中，只需加入不到10%数量的氨纶，就可以使传统织物的档次大为提高，显示出柔软、舒适、美观、高雅的风格。“人造鲨鱼皮泳衣”就是使用了能增加浮力的聚氨酯纤维材料。【3】
2．8聚氨酯涂料
聚氨酯涂料（简称为ＰＵ涂料），涂膜外观优美，具有良好的装饰性，且因其良好的柔韧性、耐冲击性、耐腐蚀性、耐化学品性及优异的耐低温性和耐磨性、硬度大、高弹性等特点，已广泛地应用于车船、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护 中，同时也大量用于石化设备、管道、海洋设施、重型机械等工业的防腐蚀保护和装饰。
水性聚氨酯涂料——以水为主要介质，具有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一。已在许多领域得到广泛的应用，如：（1）木器漆及木地板漆；（2）纸张涂层；（3）建筑涂料；（4）皮革涂层；（5）织物涂层等等。 【9】
2．9聚氨酯胶粘剂
聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性的-NCO-（异氰酸根）、-NHCOO-（氨基甲酸酯基团），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；
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，它在基材之间形成具有软-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；
水性聚氨酯胶粘剂——水性聚氨酯胶粘剂具有低VOC电子标签读写器含量、低或无环境污染、不燃等特点，是聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。[7]
2．10聚氨酯密封胶
密封胶是用来填充空隙（孔洞、接头、接缝等）的材料，兼备粘接和密封两大功能。聚氨酯密封胶与硅酮密封胶、聚硫密封胶构成了目前高档密封胶的三大品种。
聚氨酯密封胶广泛用于土木建筑、交通运输等行业：
在建筑方面的应用——门窗、玻璃等的填充密封；
在土木方面的应用——高速公路、桥梁、飞机跑道等的嵌缝密封；
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