聚氨酯簡述
聚氨酯（Polyurethane, PU) 是聚氨基甲酸酯的簡稱，是一類高分子主鏈上帶有重復(fù)的氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)單元（一NHCOO-基團）的聚合物的總稱。通常由多異氰酸酯和低聚物多元醇以及多元醇或芳香族二胺等通過逐步聚反應(yīng)制備，為典型的多嵌段共聚物。除了生成氨基甲酸酯基團外，還生成脲、縮二脲等基團。所以，從廣義上來說，聚氨酯是異氰酸酯的加成物。實際合成中，根據(jù)反應(yīng)所用原料官能團數(shù)目的不同，可以制成線型或體型結(jié)構(gòu)的聚氨酯材料，所得到的聚合物的性能和用途也不一樣。
在聚氨酯彈性體中，由于軟硬段的不相容性，存在明顯的微相分離結(jié)構(gòu)，其中軟段提供彈性，硬段起到增強填充和交聯(lián)作用。這種多相的高分子具有機械強度高、硬度高、耐磨耗和耐化學(xué)腐蝕等特點。氨基甲酸酯基團的極性特征、基團間形成氫鍵的能力以及長鏈軟段和短鏈硬段溶解性的差異，導(dǎo)致軟硬段熱力學(xué)不相容而產(chǎn)生微相分離，硬段分子之間締合在一起形成許多微區(qū)而分散在軟段相基質(zhì)中。這樣最終形成的－PU 材料并不是統(tǒng)計學(xué)上的無規(guī)共聚物，而是硬段含量很高的聚合物鏈與幾乎是純軟段的“混合物”， 且在化學(xué)鍵連接的兩相微區(qū)中存在著氫鍵相互作用。有強極性和氫鍵作用的硬段在橡膠態(tài)的軟段基質(zhì)中起到物理交聯(lián)點和活性增強填料的作用。聚氨酯合成所用的主要原料有多異氰酸酯、多元醇或多元胺等含氫化合物、助劑等。多異氰酸酯常用的有甲苯二異氰酸酯（TDI) 、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 、六亞甲基二異氰酸酯（HDI) 、多次甲基多苯基多異氰酸酯（PAPI) 、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI) 及特殊用途的其他異氰酸酯。多元醇化合物主要有聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯、聚碳酸酯、聚醚多元醇、氨基聚醚多元醇、聚四氫呋喃醚、聚乙二醇、端羥基聚丁二烯橡膠、環(huán)氧樹脂和含有羥基的丙烯酸樹脂等大分子多元醇。小分子多元醇有乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、1, 4-丁二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等。多元胺有乙二胺、二乙烯三胺、 異佛爾酮二胺等。助劑有中和劑（如三乙胺、醋酸等）、乳化劑（如吐溫、斯盤、烷基硫酸鈉、烷基季銨鹽等）、增稠劑、光亮劑、亞光劑、增黏劑和交聯(lián)劑等。聚氨酯材料性能優(yōu)異，制品種類多，用途廣泛。近30年來，世界聚氨酯工業(yè)發(fā)展非常迅速，已成為化學(xué)工業(yè)中增長最快的行業(yè)，而中國將成為推進世界聚氨酯工業(yè)發(fā)的重要力量。
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