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聚氨酯(PU)
（一） 聚氨酯簡介
聚氨酯為大分子鏈中含有氨酯型重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物,，全稱為聚氨基甲酸酯，英文簡稱PU或PUR,。PU是由多異氰酸酯與聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反應(yīng)的產(chǎn)物,，于1937年由德國公司合成。PU可分成彈性體和泡沫塑料兩大類,。以前一直以泡沫塑料為主，目前彈性體的發(fā)展速度十分迅速,，用途也越來越廣,。
（二）聚氨酯彈性體
彈性體是一種PU的密實制品，其性能介于橡膠與塑料之間,，具有高回彈性、吸震性,、耐磨性,、耐油、耐撕裂,、耐化學(xué)腐蝕及耐輻射等性能,。由于其加工方法越來越簡單，應(yīng)用越來越廣泛,，已發(fā)展成為PU的主導(dǎo)制品,。
PU彈性體可分為混煉型、澆鑄型和熱塑型三種,，目前應(yīng)用比例為：混煉型10%，澆鑄型65%,，熱塑型25%,。
1、 PU彈性體的性能
PU彈性體的性能介于塑料和橡膠之間,。不同類型多元醇合成的PU彈性體的性能稍有差異：聚酯型PU的力學(xué)性能高、耐油性好,，但耐水性較差,；聚醚型PU的耐低溫性及耐水解性優(yōu)于聚酯型,，但耐油性、力學(xué)性能稍差一些,。
（1）PU的力學(xué)性能 PU彈性體的硬度變化范圍比較寬,，可從邵氏A10～D80，斷裂伸長率高達(dá)600%～800%,。而天然橡膠的最高邵氏硬度僅為A70，斷裂伸長率為550%,。
PU彈性體的撕裂強(qiáng)度較高,，比天然橡膠大2～10倍,；回彈性高，減震效果好,；耐磨性好,，一般為天然橡膠的3～10倍，其摩擦系數(shù)在0.2～3范圍內(nèi)變化,，適于鞋底材料。
PU彈性體的應(yīng)變滯后于應(yīng)力,，從而使損失的能量變成熱量,。大量的內(nèi)熱使PU彈性體在高速運(yùn)動場合使用受到限制,。
（2）PU的熱學(xué)性能 PU彈性體的耐熱性較差,，一般只能在80℃以下使用，溫度超過80℃會導(dǎo)致性能下降,。但PU彈性體的耐低溫性較好,，并以聚醚型為**,，可在－62℃～70℃低溫下使用。
（3）PU的環(huán)境性能 PU彈性體的耐水性一般,，在水中浸泡或暴露于濕氣中,，會引起力學(xué)性能下降。聚醚型PU的耐水解性要比聚酯型好5～10倍,。耐油性、耐非極性和弱極性溶劑性能好,，其中以聚醚型好于聚酯型,。但其不耐強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿及極性溶劑的作用。耐臭氧和耐氧化性都好,，耐紫外光和輻射性都好,，可長期用于戶外使用。
PU彈性體的生理相容性好,，具有良好的抗血栓性，可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,。
（4）PU的電學(xué)性能 PU彈性體的電性能較好,。其硬度越大，電性能越好,。但PU吸水后電性能下降，限制了在高絕緣場合的使用,。
2,、PU彈性體的加工
（1）澆鑄型PU彈性體（CPUR） CPUR成型極為方便,，將液狀反應(yīng)物注入模具中，經(jīng)加熱即可固化形成形狀復(fù)雜的制品，特別適合大型制品的制造,。
CPUR的應(yīng)用很廣,，可用于合成革、鋪裝材料,、體育跑道、建筑防水材料等,。
（2）熱塑性PU彈性體（TPUR） TPUR與CPUR大不相同,，它是先合成為線性聚合物或部分交聯(lián)聚合物,，呈顆粒狀。此聚合物具有熱塑性,，可用熱塑性方法加工，如注塑,、擠出,、吹塑、和壓延等,，也可將其用溶劑溶化后涂覆加工成革制品。
TPUR可擠出生產(chǎn)異型材,、管材,、電纜護(hù)套、吹塑薄膜及片材等,。
（3）混煉型PU彈性體（MPUR） MPUR以一步法為主，所有反應(yīng)組分先制成粘流狀膠料,，送入烘箱固化制得生膠,，再加入混煉機(jī)中混煉，混煉好的膠料注入模具中交聯(lián)成型即可,。
3、PU彈性體的應(yīng)用
PU彈性體可代替天然橡膠,、丁腈膠及氯丁膠,，還可代替通用塑料和金屬用于許多方面,。
（1）汽車工業(yè) 汽車用熱塑型彈性體以聚脂型為主，一般常用RIMPUR,并在其中加入6%～8%玻璃纖維或玻璃微珠增強(qiáng)。具體產(chǎn)品有：保險杠,、當(dāng)泥板,、方向盤、阻流板,、行李箱蓋、門把手,、扶手,、儀表盤及防滑鏈等。
PU彈性體具有彈性大,、承載力大,、耐磨好、耐切割等優(yōu)點(diǎn),，制成的輪胎可用于低速行駛的車輛,，具體有實芯輪胎,、馬車胎、叉車胎,、平車胎及自行車胎等,。（2）建筑材料 主要用于運(yùn)動場人造跑道、地下管密封件,、防水材料,、混凝土墻壁和天花板浮雕的模板等,。
（3）制鞋工業(yè) 利用PU彈性體的耐磨性、高彈性,、彎曲強(qiáng)度高,、耐低溫性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于高檔鞋底材料如運(yùn)動鞋,、冰鞋及爬山鞋等。
（4）合成革 用PU制成的合成革材料具有接近天然革的性能,，手感好,、透氣性高、柔軟適度,，廣泛用于服裝,、皮鞋、家具,、箱包及車輛座椅等。
（5）醫(yī)療器材 利用PU彈性體的生理相容性和抗血栓性的優(yōu)點(diǎn),，可用于制作繃帶,、心臟助動器、血泵,、人造血管、人工腎及人造心室等,。
（6）其他方面 用澆鑄PU彈性體制造軋滾,，可用于高承重和高磨耗的鋼鐵及造紙工業(yè)中；PU彈性體還可用于油田,、采礦和冶金工業(yè)中高耐磨和高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，具體有油田旋轉(zhuǎn)除砂器,、選媒篩網(wǎng)、浮選機(jī),、螺旋選礦機(jī),、礦砂輸送管、傳送帶等,。
