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簡析聚氨酯材料特性

更新日期:2021年3月6日 大字 小字
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1 聚氨酯綜合特性
“聚氨酯”是聚氨基甲酸酯的簡稱,英文名稱是polyurethane,英文縮寫PU或PUR。它是一種有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”。聚氨酯最早于1937年在德國發(fā)明,由異氰酸酯(單體)與羥基化合物(聚醚型或聚酯型)在一定比例下反應聚合而成。
PU具有諸多優(yōu)良特性,包括:
(1)性能可調(diào)范圍寬、適應性強;
(2)耐磨性能好;
(3)機械強度大;
(4)粘接性能好;
(5)彈性好,具有優(yōu)良的復原性,可用于動態(tài)接縫;
(6)低溫柔性好;
(7)耐候性好,使用壽命長;
(8)耐油性好;
(9)憎水率高。
聚氨酯是以異氰酸酯和聚醚、聚酯多元醇為主要原料,在發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑等多種助劑的作用下,通過專用設備混合,經(jīng)高壓發(fā)泡而成高分子聚合物,主要分為軟泡(FlexilePU)、硬泡(RigidPU)、彈性體(PU Elastomers)等幾種類型。
2 聚氨酯發(fā)泡材料
聚氨酯發(fā)泡材料是以異氰酸酯和聚醚、聚酯多元醇為主要原料,在發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑等多種助劑的作用下,通過專用設備混合,經(jīng)高壓發(fā)泡而成的高分子聚合物。
聚氨酯軟泡為開孔結構,具有密度低、彈性回復好、吸音、透氣、保溫等性能,發(fā)揮的主要功能是緩沖,非常適合作為墊材材料,墊材也是軟泡用量最大的應用領域如床墊、沙發(fā)、座椅、枕頭等;同時聚氨酯軟泡也是理想的吸音材料,可以用來制成吸音棉。
聚氨酯硬泡是一種熱固型塑料,為閉孔結構,具有保溫與防水功能;導熱系數(shù)低為0.022~0.1W/(m·Κ)相當于擠塑板的一半,是目前所有同一層次保溫材料中導熱系數(shù)最低的。聚氨酯硬泡主要用于建筑行業(yè),如外墻保溫板材、冷藏冷凍設備及冷庫保溫材料、管道保溫材料等。
表1 不同材料的導熱系數(shù)對比

3 聚氨酯彈性體
聚氨酯彈性體的運用同樣十分廣泛,從機械零件到輪胎,從防水材、膠帶到合成革、聚酯纖維。它主要分為:
3.1 澆注型聚氨酯彈性體(CPU)
CPU是聚氨酯彈性體中應用最廣、產(chǎn)量最大的一種,占聚氨酯彈性體總量的65%左右。CPU成型方便,將液狀反應物注入模具中,經(jīng)加熱即可固化成形狀復雜的制品,適合于大型制品的制造。它的應用很廣,可用于合成革、防水鋪裝材料、體育跑道、建筑防水材料等。目前,澆注式斷橋鋁門窗型材中的斷橋填充部分經(jīng)常使用這種材料。
3.2熱塑型聚氨酯彈性體(TPU)
TPU又稱熱塑性聚氨酯橡膠,約占聚氨酯彈性體總量的25%左右。它加熱可以塑化,使用溶劑可以溶解,具有高強度、高韌性、耐磨、耐油等優(yōu)異的綜合性能。加工性能好,廣泛應用于國防、醫(yī)療、服裝、食品等行業(yè),可制造成為氨綸纖維、鞋墊、運動器材、電線電纜護套、消防服、玩具、覆膜材料等。
3.3 混煉型聚氨酯彈性體(MPU)
MPU又稱混煉型聚氨酯橡膠,約占聚氨酯彈性體總量的10%左右。它具有極高的機械強度和優(yōu)良的耐化學藥品性、耐油性。MPU在機械領域使用較多,在濕熱環(huán)境和油性環(huán)境中發(fā)揮穩(wěn)定作用,被制造成為如膠輥、密封圈、油封、軸承、襯套等機械零部件。

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