1、聚氨酯的應(yīng)用聚氨酯的隔熱、隔音和彈性是所有合成材料中最優(yōu)異的，其它材料無(wú)法比擬。 同時(shí)其耐磨性、耐油性和耐水性都極為優(yōu)異。物性范圍寬，可加工性好，可以根 據(jù)不同物性要求靈活設(shè)計(jì)出各種高分子結(jié)構(gòu)，而且還可以現(xiàn)場(chǎng)加工成型。聚氨酯品種眾多，性能變化無(wú)窮，是一種多用途產(chǎn)品。聚氨酯可以從中間分 為原料和下游制品兩部分。用于合成聚氨酯的原料主要是異氤酸酯和多元醇，其 中異氤酸酯有20多種：MDI、TDI、HDI、IPDI；還有NDI、XDI等等，其中最 主要的是MDI和TDI，這兩種的用量占總用量的95%以上；多元醇也有20多 種：PPG、PTMEG、PEG、聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇等。

2、通過(guò)不同的原料配比，分子設(shè)計(jì)，可以生產(chǎn)不同性能、不同狀況的聚氨酯制品。 如軟質(zhì)、硬質(zhì)、半硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體、涂料、合成革、纖維、膠粘劑、透濕 防水材料、彈性鋪裝材料、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、鞋底材料、醫(yī)療器械材料等等。聚氨酯材 料給人類生活帶來(lái)了便利和舒服。聚氨酯在建材方面的應(yīng)用聚氨酯是一種重要的建筑材料。國(guó)外建筑的保溫和防水都是以聚氨酯為主 的，包括屋頂、墻體內(nèi)外保溫、窗戶的密封保溫等等。同時(shí)聚氨酯膠粘劑是替代 脲醛膠生產(chǎn)無(wú)醛板材的最優(yōu)材料。聚氨酯板材從2003年開始在我國(guó)的工業(yè)建筑 上廣泛使用，但在民用建筑上的使用才剛剛開始，中國(guó)發(fā)展節(jié)能經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)， 聚氨酯材料將可大顯身手。1.1聚氨酯硬泡良好的

3、防火耐溫性能雖然聚氨酯硬泡是聚合物，但它是熱固性材料，在燃燒中呈現(xiàn)惰性，不會(huì)產(chǎn) 生熔融的燃燒性火焰滴落物，而是將形成一個(gè)焦化的保護(hù)層，這一特性有效抑制 了熔融導(dǎo)致火勢(shì)蔓延的危險(xiǎn)。同時(shí)，聚氨酯硬泡能夠抵抗飛濺的火星和輻射熱， 它還可以阻止氧氣進(jìn)入板材、或墻體保溫層內(nèi)部與泡沫塑料芯材接觸，因而不會(huì) 引起芯材的直接燃燒，能夠保證建筑的完整性。同時(shí)通過(guò)調(diào)整配方，聚氨酯硬泡 材料完全可以滿足建筑保溫材料較高的防火性能要求。聚苯乙烯泡沫（EPS或XPS）是熱塑性材料，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)首先軟化變 形，然后伴隨著燃燒熔化收縮，并會(huì)有灼熱的液體滴落或流淌。燃燒到一定程度 后，整個(gè)保溫結(jié)構(gòu)系統(tǒng)將會(huì)倒塌。1.2聚氨

4、酯涂料（包括溶劑）我國(guó)聚氨酯涂料是從60年代中期發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)年產(chǎn)量已達(dá)2.6萬(wàn)噸,其產(chǎn)量 占涂料總比例的2.43%。目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)非反應(yīng)型聚氨酯醇酸漆等涂料,而反應(yīng) 型涂料產(chǎn)量較低，今后應(yīng)加快反應(yīng)型涂料的研制與開發(fā)，使我國(guó)聚氨酯涂料更合理 地發(fā)展。1999年我國(guó)聚氨酯涂料年表觀消費(fèi)量為2.6萬(wàn)一3萬(wàn)噸,而目前國(guó)內(nèi)的年 需求量已接近6.6萬(wàn)一7萬(wàn)噸。上海翔雄科技公司開發(fā)了一種水性聚氨酯樹脂。 該產(chǎn)品具有優(yōu)越的不變黃性、耐水性，適合于各種纖維加工,各種水性樹脂可與之 以任意比例稀釋而相容,可用于涂花、印花用漿料，可添加于水性涂料，防止涂層的 開裂，增加光澤及潤(rùn)滑感，用于真皮和PU革的光亮劑、防

5、雨布、傘面的涂層等。1.3聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高,房屋裝飾己日漸普及，對(duì)聚氨酯漆的需 求正迅猛增加。聚氨酯在家電中的應(yīng)用各種家用電器的保溫普遍采用聚氨酯硬泡保溫層。如冰箱、消毒碗柜、太陽(yáng) 能熱水器等。冰箱在開始生產(chǎn)的初期采用過(guò)玻璃棉、聚苯等材料，但保溫效果太 差，質(zhì)量很低，目前全世界的冰箱冰柜都采用聚氨酯保溫材料，質(zhì)量比以前大幅 提高，耗能也大幅降低。2000年，聚氨醋在家具上的消費(fèi)量是544百萬(wàn)磅，比1998 年報(bào)道的515百萬(wàn)磅增長(zhǎng)了 5.6%,軟泡在家庭家具中的應(yīng)用最大為94%。商用 家具在家具工業(yè)用軟泡的比例是90%。在這一方面，增長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象與家具銷

6、 售。調(diào)查還表明軟泡在家具中每年的增長(zhǎng)率為3.1%。這一調(diào)查是由聚氨醋工業(yè) 聯(lián)盟，美國(guó)塑料委員會(huì)發(fā)起，由Ducker Research執(zhí)行。聚氨酯在交通方面的應(yīng)用各種交通工具的座椅、車體隔熱層、儀表盤、內(nèi)飾件、油漆，以及一些配件。據(jù)了解，越高檔的汽車，其聚氨酯的用量越多，普通轎車的用量在5公斤左右， 高檔車則都在10公斤以上。制革、制鞋聚氨酯合成革是人工皮革的主流產(chǎn)品，而且隨著制革技術(shù)的進(jìn)步，高檔聚氨 酯合成革的性能已經(jīng)超越了真皮。聚氨酯鞋底材料以其輕質(zhì)、耐磨、耐油、美觀、 舒適成為目前世界上普遍推崇的鞋底材料。紡織品中的應(yīng)用聚氨酯彈性纖維，也就是俗稱的萊卡、氨綸。含量排在第三位，之后是日本。

7、 而經(jīng)濟(jì)相對(duì)比較落后的南美、非洲和中東排在最后。5.1普通合成革用纖維纖維主要用于制造構(gòu)成革體骨架的非織造布，如滌綸和錦綸纖維。有時(shí)為達(dá) 到綜合性能要求,同時(shí)使用幾種纖維。無(wú)論選用何種纖維，都要求其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定, 在有機(jī)溶劑中不溶脹，更不能溶解。短纖維長(zhǎng)度一般為3865mm，纖度一般低于2 旦。聚酯纖維又稱滌綸(PET)，強(qiáng)度高、模量大、穩(wěn)定性好、干濕態(tài)下機(jī)械性能 沒(méi)有大的差異，應(yīng)用范圍很廣，適合“耐用型”和“用即棄型”等加工工藝。聚酰胺纖 維又稱錦綸(PA),特點(diǎn)是強(qiáng)度高，耐磨性好,彈性回復(fù)性好。主要用于體育用品革、 鞋材、拋光材料等高強(qiáng)、耐磨、高蓬松性產(chǎn)品。5.2海島超細(xì)纖維海島超細(xì)纖維也

8、稱基質(zhì)原纖型纖維，島相組分為原纖結(jié)構(gòu)，海相組分為連續(xù)結(jié) 構(gòu)9。海島纖維通常采用溶出法進(jìn)行開纖，因此海相組分多選用易被溶出處理的聚 合物，如聚苯乙烯(PS)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯醇(PVA)等，常用的減量技術(shù) 是苯減量和堿減量。海島型超細(xì)纖維在PU合成革應(yīng)用上分兩大類:定島型和不定 島型。國(guó)內(nèi)常用的定島海島纖維有PET/COPET、PA /COPET兩種。前者具有成本 低、色牢度好和磨絨性好等優(yōu)點(diǎn)，多用于制作高檔家具用革，但減量和工藝重復(fù)性 的控制難度較大;后者纖維手感柔軟，有彈性,多用于高檔運(yùn)動(dòng)鞋和休閑鞋鞋革。國(guó) 內(nèi)現(xiàn)在發(fā)展較多的是PET/COPET型。不定島海島纖維是聚合物共混紡

9、絲制得，國(guó)內(nèi)主要是PA6 /LDPE型。纖維中 島的大小、數(shù)量、分布及其長(zhǎng)度都存在隨機(jī)性，溶劑萃取海相組分后纖維呈束狀, 線密度在0. 0010. 010旦。海島超細(xì)纖維具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)單絲線密度小；(2)比表面積大;（3）覆蓋性、蓬松性、保暖性好；（4）具有顯著的防水性、透氣性和高吸附性；（5） 彎曲剛度小；（6）織物手感柔軟，色澤柔，在觸感和舒適性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。定島型和不定島型海島纖維各有優(yōu)勢(shì)。不定島海島纖維在運(yùn)動(dòng)鞋、勞動(dòng)保護(hù)、 體育用品等使用廣泛;定島型海島纖維在服裝、絨面、汽車革、裝飾革等方面有 優(yōu)勢(shì)。近幾年發(fā)展都非常迅速，共同支撐國(guó)內(nèi)高檔人工革市場(chǎng)。5.3新型纖維

10、采用功能化纖維，如抗菌、調(diào)溫、抗紫外線、阻燃、異形截面纖維及表面改 性纖維，可以改善PU合成革產(chǎn)品的衛(wèi)生性能、抗寒保暖性、透氣性和耐磨性等。 高功能纖維一般都是通過(guò)高分子化合物改性、特殊異形截面化、超細(xì)纖維化、混 纖化等手段制造而成。在合成革應(yīng)用上，主要應(yīng)發(fā)展以水溶性易降解切片做海結(jié) 構(gòu)的纖維,減少溶劑減量。另外還有超細(xì)纖維，如PET/PE （聚乙烯）、PTT（聚對(duì)苯二 甲酸丙二醇酯）/PE, PA/PET/PE、PET/PVA等。玻璃纖維涂層織物廣泛使用橡膠類、樹脂類的聚合物材料作為涂層劑。根據(jù) 涂層劑的不同種類可制得性能各異的涂層制品，可廣泛用于建筑、船舶、航空、 電子、汽車等領(lǐng)域。根據(jù)實(shí)

11、際應(yīng)用中對(duì)涂層織物的要求，可選擇的涂層劑有溶劑 型、水溶型、無(wú)溶劑型，其中使用最多的是溶劑型。溶劑型涂層劑的溶劑用量較 大，在涂層織物的加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)揮發(fā)性氣體（VOC，給涂布加工 企業(yè)增加了昂貴的環(huán)保成本，否則會(huì)對(duì)員工的身體健康造成威脅。作為玻纖涂層 織物領(lǐng)域加工企業(yè)，摒棄高污染高能耗型加工方式、尋求環(huán)保型涂層劑勢(shì)在必行， 無(wú)溶劑型、水溶型聚合物涂層劑等的研究開發(fā)刻不容緩。聚氨酯（PU）涂層材料在 性能上有其獨(dú)特之處，其主要具有耐磨、耐溶劑、耐低溫（-30,C以下），防水透 濕，具有優(yōu)異彈性和柔軟手感等特點(diǎn)，國(guó)際上有人把PU新產(chǎn)品稱為80年代織物 整理史上的一次偉大革命。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)

12、，發(fā)展PU涂層制品更可以改變產(chǎn)品的傳 統(tǒng)格局和結(jié)構(gòu)，是國(guó)內(nèi)發(fā)展涂層的重點(diǎn)之一。水性PU涂層劑的應(yīng)用水性PU涂層劑包括水溶液、分散液和乳液三種水性分散態(tài)。以水為介質(zhì)， 體系中不含或含極少量的有機(jī)溶劑。它們?nèi)咧g的差別在于PU大分子粒子在 水中的分散形態(tài)的不同，但并沒(méi)有不可逾越的界限。例如：在用自乳化法制備離 子型水性PU時(shí)，通過(guò)擴(kuò)鏈劑類型、結(jié)構(gòu)及用量、制備方法和聚合物分子量的不 同來(lái)改變PU分子的骨架結(jié)構(gòu)，可以制得從乳液到水溶性的多種水性PU產(chǎn)品。 為了能得到穩(wěn)定的PU水性樹脂，且能使其涂層的性能接近溶劑型樹脂，需要對(duì) 親水性基團(tuán)含量、異氤酸酯含量、交聯(lián)劑用量等因數(shù)對(duì)PU乳液及其涂層性能的 影

13、響進(jìn)行評(píng)價(jià)。10重要的聚氨酯產(chǎn)品7.1聚氨酯彈性體在聚氨醋工業(yè)中，彈性體是專指介于橡膠與塑料之間的一類材料，按加工方 式可分為澆注型、熱塑型和混煉型三類聚氨醋彈性體（PUE）。澆注型彈性性的 產(chǎn)量約占PUE總量的一半以上，熱塑型彈性體的產(chǎn)量逐年增加，現(xiàn)已占有PUE總 量的35%左右。混煉型彈性體僅占PUE總量的10%以下，其余是微孔彈性體及 彈性纖維也稱氨綸。由于聚氨酷彈性體加工方式的多樣性和化學(xué)合成工藝的靈活 性，通過(guò)選擇不同類別的聚合物多元醇、二異氤酸醋、擴(kuò)鏈劑，再在一定范圍內(nèi)調(diào) 整其配方，就可以制得在結(jié)構(gòu)和性能上各具特色的各種牌號(hào)的制品。據(jù)報(bào)道21世紀(jì)初，全球聚氨酷彈性體的產(chǎn)量將突破10

14、0萬(wàn)大關(guān),2003年全球 聚氨醋彈性體的消費(fèi)量將超過(guò)100萬(wàn)t，年平均增長(zhǎng)率為5%左右。以亞太地區(qū)來(lái) 看，盡管前幾年經(jīng)濟(jì)不景氣，但聚氨醋彈性體的年增率仍然超過(guò)世界其他地區(qū)的 增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)自1998 一 2003年間，消費(fèi)量的增長(zhǎng)率大約為6.3%，年消費(fèi)量超 過(guò)27萬(wàn)t；歐洲消費(fèi)量的增長(zhǎng)稍慢一些，平均年增長(zhǎng)率4.3%，但該地區(qū)仍將主宰 這個(gè)行業(yè)，到2003年總消費(fèi)量將達(dá)成42.6萬(wàn)t美國(guó)的消費(fèi)量比亞太地區(qū)高10%。7.2改性聚氨酯彈性體以1，4亞苯基二異氤酸醋（PPDR）為基礎(chǔ)的聚氨醋彈性體具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài) 機(jī)械性能，尤其可貴的是在較高的溫度下仍能保持這種優(yōu)良性能。美國(guó)杜邦公司 已將該產(chǎn)品商品化

15、，商品名為Hylene P，該產(chǎn)品的許多重要性能甚至優(yōu)于NDI為 基的Vulkollan。與此同時(shí)Uniroyal，公司開發(fā)了 PPDI的預(yù)聚物，以其制得的CPUE 具有優(yōu)良的綜合性能，從而使?jié)沧⑿途郯滨椥泽w的性能達(dá)到了一個(gè)新的水平。當(dāng)前，我們所合成的預(yù)聚體中都含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%左右未參與反應(yīng)的游離 TDI，這部分游離TDI，揮發(fā)性較大，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)操作人員毒害很大。另外， 在制備彈性體制品時(shí)，游離TDI的會(huì)與擴(kuò)鏈劑迅速反應(yīng)，致使反應(yīng)物初期粘度明 顯升高，直接影響到預(yù)聚體的使用和制品的性能。降低預(yù)聚體中游離的TDI途徑, 主要是控制物料配比、反應(yīng)溫度、加料方式及制備工藝。間苯二酚雙輕乙基SC

16、HER）用作彈性體的擴(kuò)鏈劑，能最大限度維持彈性體 的持久性、可塑性，而同時(shí)把收縮性限制到最小。HER彈性與它的1,4異構(gòu)體對(duì) 苯二酚雙一 0一經(jīng)基醚（HQEE）都具有芳香族擴(kuò)大鏈劑的優(yōu)點(diǎn)，且不污染環(huán)境，但 當(dāng)使用溫度稍微下降時(shí),HQEE有迅速結(jié)晶的趨勢(shì),因而限制了它的應(yīng)用。HER 在常溫下為白色或米色粉末或結(jié)晶，熔點(diǎn)89C。當(dāng)用HER代替HQEE,作擴(kuò)鏈 時(shí)，彈性體的耐熱性能提高。為降低加工溫度，并延長(zhǎng)操作有效時(shí)間，與可在任 何溫度下混合使用,混用的結(jié)果對(duì)改善彈性體的機(jī)械性能也有（數(shù)據(jù)來(lái)源：五泰 信息咨詢 HYPERLINK 市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告 ）（市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告 ）（數(shù)據(jù)來(lái)源： ）利o 8.聚氨酯輪胎去年底，美國(guó)固特異輪胎橡膠公司與艾美萊泰公司簽訂了一項(xiàng)合作協(xié)議，旨 在共同開發(fā)可以替代橡膠輪胎的新型聚氨酩輪胎11。多年來(lái)，開發(fā)出可以替代橡 膠輪胎的聚氨醋輪胎一直是世界輪胎業(yè)界夢(mèng)寐以求的愿望。因?yàn)椋c普通橡膠輪 胎相比，聚氨酷輪胎的生產(chǎn)工藝要簡(jiǎn)單、快捷得多，項(xiàng)目建設(shè)投資也少得多。從 20世紀(jì)50年代起即有不少輪胎制造商注資進(jìn)行這方面的研究。但遺憾的是，迄 今為止，聚氨醋輪胎在溫滑抓著性能、使用壽命或性能方面都不盡人意