聚氨酯产品介绍及使用

聚氨酯(PU)

（一） 聚氨酯简介

聚氨酯为大分子链中含有氨酯型重复结构单元的一类聚合物，全称为聚氨基甲酸酯，英文简称PU或PUR。PU是由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反应的产物，于1937年由德国公司合成。PU可分成弹性体和泡沫塑料两大类。以前一直以泡沫塑料为主，目前弹性体的发展速度十分迅速，用途也越来越广。

（二）聚氨酯弹性体

弹性体是一种PU的密实制品，其性能介于橡胶与塑料之间，具有高回弹性、吸震性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀及耐辐射等性能。由于其加工方法越来越简单，应用越来越广泛，已发展成为PU的主导制品。

PU弹性体可分为混炼型、浇铸型和热塑型三种，目前应用比例为：混炼型10%，浇铸型65%，热塑型25%。

1、 PU弹性体的性能

PU弹性体的性能介于塑料和橡胶之间。不同类型多元醇合成的PU弹性体的性能稍有差异：聚酯型PU的力学性能高、耐油性好，但耐水性较差；聚醚型PU的耐低温性及耐水解性优于聚酯型，但耐油性、力学性能稍差一些。

（1）PU的力学性能    PU弹性体的硬度变化范围比较宽，可从邵氏A10～D80，断裂伸长率高达600%～800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度仅为A70，断裂伸长率为550%。

   PU弹性体的撕裂强度较高，比天然橡胶大2～10倍；回弹性高，减震效果好；耐磨性好，一般为天然橡胶的3～10倍，其摩擦系数在0.2～3范围内变化，适于鞋底材料。

   PU弹性体的应变滞后于应力，从而使损失的能量变成热量。大量的内热使PU弹性体在高速运动场合使用受到限制。

（2）PU的热学性能    PU弹性体的耐热性较差，一般只能在80℃以下使用，温度超过80℃会导致性能下降。但PU弹性体的耐低温性较好，并以聚醚型为**，可在－62℃～70℃低温下使用。

（3）PU的环境性能    PU弹性体的耐水性一般，在水中浸泡或暴露于湿气中，会引起力学性能下降。聚醚型PU的耐水解性要比聚酯型好5～10倍。耐油性、耐非极性和弱极性溶剂性能好，其中以聚醚型好于聚酯型。但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。耐臭氧和耐氧化性都好，耐紫外光和辐射性都好，可长期用于户外使用。

   PU弹性体的生理相容性好，具有良好的抗血栓性，可用于医学领域。

（4）PU的电学性能    PU弹性体的电性能较好。其硬度越大，电性能越好。但PU吸水后电性能下降，限制了在高绝缘场合的使用。

2、PU弹性体的加工

（1）浇铸型PU弹性体（CPUR）   CPUR成型极为方便，将液状反应物注入模具中，经加热即可固化形成形状复杂的制品，特别适合大型制品的制造。

   CPUR的应用很广，可用于合成革、铺装材料、体育跑道、建筑防水材料等。

（2）热塑性PU弹性体（TPUR）    TPUR与CPUR大不相同，它是先合成为线性聚合物或部分交联聚合物，呈颗粒状。此聚合物具有热塑性，可用热塑性方法加工，如注塑、挤出、吹塑、和压延等，也可将其用溶剂溶化后涂覆加工成革制品。

    TPUR可挤出生产异型材、管材、电缆护套、吹塑薄膜及片材等。

（3）混炼型PU弹性体（MPUR）   MPUR以一步法为主，所有反应组分先制成粘流状胶料，送入烘箱固化制得生胶，再加入混炼机中混炼，混炼好的胶料注入模具中交联成型即可。

3、PU弹性体的应用

PU弹性体可代替天然橡胶、丁腈胶及氯丁胶，还可代替通用塑料和金属用于许多方面。

（1）汽车工业    汽车用热塑型弹性体以聚脂型为主，一般常用RIMPUR,并在其中加入6%～8%玻璃纤维或玻璃微珠增强。具体产品有：保险杠、当泥板、方向盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪表盘及防滑链等。

PU弹性体具有弹性大、承载力大、耐磨好、耐切割等优点，制成的轮胎可用于低速行驶的车辆，具体有实芯轮胎、马车胎、叉车胎、平车胎及自行车胎等。（2）建筑材料     主要用于运动场人造跑道、地下管密封件、防水材料、混凝土墙壁和天花板浮雕的模板等。

（3）制鞋工业     利用PU弹性体的耐磨性、高弹性、弯曲强度高、耐低温性好等优点，广泛用于高档鞋底材料如运动鞋、冰鞋及爬山鞋等。

（4）合成革    用PU制成的合成革材料具有接近天然革的性能，手感好、透气性高、柔软适度，广泛用于服装、皮鞋、家具、箱包及车辆座椅等。

（5）医疗器材    利用PU弹性体的生理相容性和抗血栓性的优点，可用于制作绷带、心脏助动器、血泵、人造血管、人工肾及人造心室等。

（6）其他方面    用浇铸PU弹性体制造轧滚，可用于高承重和高磨耗的钢铁及造纸工业中；PU弹性体还可用于油田、采矿和冶金工业中高耐磨和高强度的结构材料，具体有油田旋转除砂器、选媒筛网、浮选机、螺旋选矿机、矿砂输送管、传送带等。