关闭视频

科普:神奇的聚氨酯

2025-04-01 阅读量: 220

在我们的日常生活中,聚氨酯材料无处不在,从家具的舒适坐垫到建筑中的保温隔热材料,从医疗用的导管到运动鞋的弹性鞋底,聚氨酯以其独特的性能和应用领域,成为了人们在工作生活在中不可或缺的一部分。


今天,让我们一起来全面了解一下这种神奇的材料吧!



一、什么是聚氨酯 


680211724f181.png

【德国奥托-拜耳教授】



聚氨酯(PU),全名为聚氨基甲酸酯,是由多元醇和多异氰酸酯经缩聚反应形成且力学性能优异的高分子材料,可塑性极强。


其合成最早可以追溯到1937年,德国的奥托-拜耳教授以1,6-己二异氰酸酯与1,4-丁二醇为原料,最先合成了直链线性聚氨酯树脂。



二、聚氨酯的组成与分类


680211ab79d26.png

【聚氨酯的合成示意图】


聚氨酯的组成主要原料包括有机多元异氰酸酯和端羟基化合物(如聚酯多元醇、聚醚多元醇等)。


此外,还常使用扩链剂、催化剂、表面活性剂等辅助材料。


聚氨酯材料可根据其结构和用途进行多种分类,如聚醚型、聚酯型、聚酰亚胺型、聚脲型等。


三、聚氨酯的主要应用

680211d11079a.png


二战期间,聚氨酯最初作为橡胶替代品用于军事领域,例如飞机涂层、防弹油箱和轮胎,以应对天然橡胶短缺的问题。


20世纪50年代,随着技术成熟,聚氨酯泡沫(软质与硬质)实现工业化生产,开启民用化进程。


经过八十多年的发展,聚氨酯材料已经发展出多种类型,广泛应用于纺织、建筑、航空、船舶、交通、医药、电子等多个领域。


目前,西欧、北美和亚太地区产销量占到全球总量的85%以上,其中亚太地区已经是全球最大的聚氨酯市场,占全球市场份额的45%左右。


时至今日,中国已经成为全球最大的聚氨酯生产和消费国,聚氨酯工业中多数产品对全球聚氨酯产业的发展都形成了直接影响。


1、聚氨酯泡沫:


软质泡沫:具有热塑性线性结构,比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能,广泛应用于包装、隔音、过滤材料等领域。


硬质泡沫:质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品,电性能好,易加工,吸水率低,主要用于建筑、汽车、航空工业的保温隔热结构材料。


2、聚氨酯纤维:


聚氨酯纤维也称为氨纶,是一种高弹性纤维,广泛应用于纺织行业,如运动服、泳衣、紧身衣等需要高弹性的服装。


3、聚氨酯弹性体:


聚氨酯弹性体,包括浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑聚氨酯弹性体(TPU)及混炼型聚氨酯弹性体(MPU)。


这些弹性体材料具有优异的耐磨性、耐切割性、耐撕裂性和高承载性,被广泛应用于机械配件、胶辊、传送带、密封圈、辊轮及轮胎等领域。


4、聚氨酯涂料:


聚氨酯涂料,具有优异的耐候性、耐化学药品性和装饰性,常用于汽车、船舶、建筑等领域的涂装。


5、聚氨酯胶黏剂:


聚氨酯胶黏剂,因其高强度、高韧性和良好的耐水性,被广泛应用于各种材料的粘接。


6、聚氨酯合成革:


聚氨酯合成革,具有类似于天然皮革的外观和手感,广泛应用于箱包、鞋类、家具等领域。


四、聚氨酯对现代生活的影响


聚氨酯的发明和应用,无疑对现代生活产生了深远的影响。


它不仅丰富了我们的物质生活,提高了产品质量和使用寿命,还在环保、节能等方面发挥了积极作用。例如,聚氨酯材料在建筑节能方面的应用,有助于降低能耗和减少温室气体排放,已经成为改变世界的科技元素之一。


未来,随着科学技术的不断进步和环保要求的持续提高,我们相信聚氨酯将在更多领域展现其独特的优势和价值,为人类社会带来更多便利和福祉。