聚氨酯(PUR和PU)是由氨基甲酸酯(氨基甲酸酯)連接的有機單元組成的聚合物。雖然大多數聚氨酯是熱固性聚合物,加熱時不熔化,熱塑性聚氨酯也可用。
聚氨酯聚合物通常是由二異氰酸酯或三異氰酸酯與多元醇反應形成的。由于聚氨酯含有兩種類型的單體,它們一種接一種地聚合,因此被歸類為交替共聚物。用于制造聚氨酯的異氰酸酯和多元醇平均每個分子含有兩個或多個官能團。
聚氨酯用于制造高彈性泡沫閥座、硬質泡沫保溫板、微孔泡沫密封件和墊圈、耐用的彈性車輪和輪胎(如過山車、自動扶梯、購物車、電梯和滑板車輪)、汽車懸架襯套、電氣灌封料,高性能粘合劑、表面涂層和表面密封劑、合成纖維(如氨綸)、地毯襯墊、硬塑料部件(如電子儀器)、避孕套[1]和軟管。
歷史
奧托拜耳和他的同事在伊格法本在勒沃庫森,德國,第一次制造聚氨酯在1937年。新的聚合物比現有的由烯烴聚合或縮聚制得的塑料有一些優點,早期的工作主要集中在纖維和柔性泡沫的生產上,而PUs在第二次世界大戰期間被應用在飛機涂層上。在1952,多異氰酸酯成為商業上可用的,并且在1954使用甲苯生產軟質聚氨酯泡沫。二異氰酸酯(TDI)和聚酯多元醇。這些材料也被用于生產硬質泡沫、橡膠和彈性體。以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和1,4-丁二醇(BDO)為原料制備了線型纖維。
1956年杜邦公司引進了聚醚多元醇,特別是聚(四亞甲基醚)乙二醇,巴斯夫和陶氏化學公司于1957年開始銷售聚烷基二醇。聚醚多元醇比聚酯多元醇更便宜、更易處理、更耐水,因而越來越受歡迎。聯合碳化物和Mobay,美國孟山都/拜耳合資公司,也開始生產聚氨酯化學品。在1960,超過45000噸的軟質聚氨酯泡沫塑料被生產出來。氯氟烷發泡劑、廉價的聚醚多元醇和亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)的可用性使得聚氨酯硬質泡沫可以用作高性能絕緣材料。1967年,聚氨酯改性聚異氰脲酸酯硬質泡沫塑料問世,具有更好的熱穩定性和阻燃性。在20世紀60年代,汽車內部的安全部件,如儀表板和門板,都是用半硬質泡沫填充熱塑性塑料皮制成的。
1969年,拜耳在德國杜塞爾多夫展出了一輛全塑料汽車。這輛車的一些部件,如儀表板和車身面板,是用一種稱為反應注射成型(RIM)的新工藝制造的,在這種工藝中,反應物被混合,然后注射到模具中。填料(如磨碎玻璃、云母和加工礦物纖維)的加入,產生了增強輪輞(RRIM),改善了彎曲模量(剛度)、降低了熱膨脹系數和更好的熱穩定性。1983年,這項技術被用于制造美國第一輛塑料車身汽車Pontiac Fiero。通過將預先放置的玻璃墊放入輪輞模具型腔(也被廣泛稱為樹脂注射成型或結構輪輞)中,進一步增加了剛度。
從20世紀80年代初開始,用水發泡微孔柔性泡沫用于模制汽車覆蓋件和空氣過濾器密封墊,替代PVC聚合物。聚氨酯泡沫塑料在汽車領域得到了廣泛的應用,目前已應用于高溫濾油器中。
聚氨酯泡沫(包括泡沫橡膠)有時使用少量發泡劑制造,以提供較低密度的泡沫、更好的緩沖/能量吸收或隔熱。20世紀90年代初,由于其對臭氧消耗的影響,《蒙特利爾議定書》限制了許多含氯發泡劑的使用,如三氯氟甲烷(CFC-11)。20世紀90年代末,發泡劑如二氧化碳、戊烷、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)和1,1,1,3-三氟丙烷(HFC-245FA)在北美洲和歐盟得到了廣泛應用,但在許多發展中國家仍使用氯化發泡劑。1,1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)作為替代發泡劑于21世紀初在發展中國家被引入。
聚氨酯產品通常簡稱為“聚氨酯”,但不應與氨基甲酸乙酯混淆,氨基甲酸乙酯又稱。
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