聚氨酯保溫板

中國聚氨酯軟泡市場容量大，增長速度快。近幾年在家具、汽車產業高速發展的帶動，軟質聚氨酯泡沫產量增速明顯。據業內人士粗略估計，PU軟泡年消費量可達499萬噸，在全國軟泡亦當列在整個PU泡沫*。中國2015年軟泡消費在210萬噸，以此可以預計在今后的若干年內，將保持年增長率10%～15%的速度高速增長，前景令人樂觀.聚氨酯軟泡多為開孔結構，具有密度低、彈性回復好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、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。目前來看，高回彈、慢回彈、自結皮、高阻燃的泡沫等在各領域的應用會越來越廣泛。

聚氨酯保溫板
聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，被譽為“第五大塑料”，因其的性能而被廣泛應用于國民經濟眾多領域。
產品應用領域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫療、建筑、建材、汽車、國防、航天、等。本文從聚氨酯的微觀結構開始入手分析，得出聚氨酯的主要性能，然后根據這些性能，列舉了四個具體的聚氨酯材料的實際應用：鯊魚皮泳衣、聚氨酯鞋底、聚氨酯涂料和聚氨酯膠黏劑。

聚氨酯是指分子結構中含有許多重復的氨基甲酸酯基團（）的一類聚合物，全稱為聚氨基甲酸酯，簡稱PU。聚氨酯根據其組成的不同，可制成線型分子的熱塑性聚氨酯，也可制成體型分子的熱固性聚氨酯。前者主要用于彈性體、涂料、膠黏劑、合成革等，后者主要用于制造各種軟質、半硬質、硬質泡沫塑料。  聚氨酯于1937年由德國科學家首先研制成功，于1939年開始工業化生產。其制造方法是異氰酸酯和含活潑氫的化合物（如醇、胺、羧酸、水分等）反應，生成具有氨基甲酸酯基團的化合物。其中以異氰酸酯與多元醇反應為制造PU的基本反應，其反應式為：反應屬于逐步加成聚合，反應過程中沒有小分子副產物生成。如異氰酸酯或多元醇之一有三個以上的官能團，則生成立體的網狀結構。   一、 合成聚氨酯的基本原料合成聚氨酯的基本原料為異氰酸酯、多元醇、催化劑以及擴鏈劑等。  （1）異氰酸酯  異氰酸酯一般含有兩個或兩個以上的異氰酸酯基，異氰酸酯基團很活潑，可以跟醇、胺、羧酸、水等發生反應。目前聚氨酯產品中主要使用的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI）、二本基甲烷二異氰酸酯（MDI）和多亞甲基對苯多異氰酸酯（PAPI）。TDI主要用于軟質泡沫塑料；MDI可用于半硬質、硬質泡沫塑料機膠黏劑等；PAPI由于含有三個官能度，可用于熱固性的硬質泡沫塑料、混煉以及澆注制品。  （2）多元醇  多元醇構成聚氨酯結構中的彈性部分，常用的有聚醚多元醇和聚酯多元醇。多元醇在聚氨酯中的含量決定聚氨酯樹脂的軟硬程度、柔順性和剛性。聚醚多元醇為多元醇、多元胺或其他含有活潑氫的有機化合物與氧化烯烴開環聚合而成，具有彈性大、粘度低等優點。這類多元醇用的比較多，特別是應用于軟質泡沫塑料和反應注射成型產品中。聚酯多元醇是以各種有機多元酸和多元醇通過酯化反應而得到的。二元酸和二元醇合成的線型聚酯多元醇主要用于軟質聚氨酯，二元酸與三元醇合成的支鏈型聚酯多元醇主要用于硬質聚氨酯。  （3）催化劑  在聚氨酯聚合過程中還需要加入催化劑，以加速聚合過程，一般有胺類和錫類兩種，常用的胺類有三乙烯二胺、N-氨基*啉等，錫類有二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫等  （4）擴鏈劑   常用的擴鏈劑是低相對分子質量的二元醇和二元胺，它們與異氰酸酯反應生成聚合物中的硬段。常用的擴鏈劑有乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等。二元胺一般都采用芳香族二元胺，如二苯甲烷二胺、二氯二苯基甲烷二胺等。   二、 結構對性能的影響    任何高分子材料的性能均由其結構決定,聚氨酯結構包含化學結構和聚集結構兩方面?；瘜W結構即分子鏈結構,是合成之初配方設計中需要著重考慮的因素;聚集結構是指大分子鏈段的堆積狀態,受分子鏈結構、合成工藝、使用條件等的影響。具體有以下幾方面的影響：   （1）軟段對性能的影響  聚醚、聚酯等低聚物多元醇組成軟段。軟段在聚氨酯中占大部分，不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯制備的聚氨酯性能各不相同。  極性強的聚酯作軟段得到的聚氨酯彈性體及泡沫的力學性能較好。因為，聚酯制成的聚氨酯含極性大的酯基，這種聚氨酯內部不僅硬段間能夠形成氫鍵，而且軟段上的極性基團也能部分地與硬段上的極性基團形成氫鍵，使硬相能更均勻地分布于軟相中，起到彈性相聯點的作用。在室溫下某些聚酯可形成軟段結晶，影響聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的強度、耐油性、熱氧化穩定性比PPG聚醚型的高，但耐水解性能比聚醚型的差。聚四氫呋喃（PTMEG）型聚氨酯，由于PTMEG規整結構，易形成結晶，強度與聚酯型的不相上下。一般來說，聚醚型聚氨酯，由于軟段的醚基較易旋轉，具有較好的柔順性，*的低溫性能，并且聚醚中不存在相對易于水解的酯基，其耐水解性比聚醚型好。聚醚軟段的醚鍵的α碳容易被氧化，形成過氧化物自由基，產生一系列的氧化降解反應。以聚丁二烯為軟段的聚氨酯，軟段極性弱，軟硬段間相容性差，彈性體強度較差。含側鏈的軟段，由于位阻作用，氫鍵弱，結晶性差，強度比相同軟段主鏈的無側基聚氨酯差。  軟段的分子量對聚氨酯的力學性能有影響，一般來說，假定聚氨酯分子量相同，其軟段若為聚酯，則聚氨酯的強度隨作聚酯二醇分子量的增加而提高；若軟段聚醚，則聚氨酯的強度隨聚醚二醇分子量的增加而下降，不過伸長率卻上升。這是因為聚酯型軟段本身極性就較強，分子量大則結構規整性高，對改善強度有利，而聚醚軟段則極性較弱，若分子量增大，則聚氨酯中硬段的相對含量就減小，強度下降。  軟段的結晶性對線性聚氨酯鏈段的結晶性有較大的貢獻。一般來說，結晶性對提高聚氨酯制品的性能是有利的，但有時結晶會降低材料的低溫柔韌性，并且結晶性聚合物常常不透明。為了避免結晶，可打亂分子的規整性，如采用共聚酯或共聚醚多元醇，或混合多元醇、混合擴鏈劑等。