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聚氨基甲酸酯
聚氨基甲酸酯，英文名：polyurethane一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：—N=C=O+HOˉ→—NH-COOˉ以氨基甲酸酯链节—HN—C（:O）—O—为重复单元所组成的一种合成橡胶。是由二元酸与二元醇经缩聚生成的聚酯或聚醚，再与二异氰酸酯缩合而成的高聚物。可分为聚酯型和聚醚型两类。具有极优良的耐磨性能、高的拉伸强度、良好的耐撕裂和耐氧化等性能。
目录
基本介绍
研发历史
生产规模
生产技术
产品应用
主要种类
相关词条
参考链接
基本介绍
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聚氨基甲酸酯
现于20世纪70年代，德国OttoBayer首先合成了PU。在1950年前后，PU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系PU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，PU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。用途：根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。制备来源：由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。水或多元醇（如三羟甲基丙烷）处理可使形成交链。硫化胶的拉伸强度和伸长率都高。耐油性与氯丁橡胶相近。气密性与丁基橡胶相近。但耐寒性低（在-20℃以上），耐热性不高（在130℃以下）、耐水和耐腐蚀性都较差。用于制造轮胎胎面、实心轮胎、耐油胶管、运输带、传动带、喷砂器材中的耐磨配件和鞋底等橡胶制品。利用其耐辐射作用，可作为航天和核工业用的防护用品。聚氨基甲酸酯泡沫橡胶，具有密度小，压缩负荷量大，绝缘性优越等特点，用于绝热、隔音和减震等方面，可作飞机座垫和衣服衬里等。
研发历史
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聚氨基甲酸酯
聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
1937年德国OttoBayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化台物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。
生产规模
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聚氨基甲酸酯
经过60多年的发展，聚氨酯已成为一种重要的合成树脂品种。世界聚氨酯消耗量1999年估计达7.7Mt，2000年聚氨酯总产量达到8.5Mt。近年来亚太地区成为世界聚氨酯工业发展最快的地区，而中国又是最具发展潜力的国家。据估计，1998年聚氨酯制品总产量约为770kt(扣除溶剂后约为555kt)，2000年约为920kt，预计到2005年聚氨酯材料需求量将达1.4～1.5Mt。
生产技术
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聚氨基甲酸酯
20世纪40年代，德国Bayer实验室用二异氰酸酯及多元醇为原料，制得了硬质泡沫塑料等聚氨酯样品。美国于1946年起开展了硬质聚氨酯泡沫塑料的研究，产品用于飞机夹心板材部件。1952年，Bayer公司报道了聚酯型软质聚氯酯泡沫塑料中试研究成果；1952～1954年，又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料技术，并开发了相应的生产设备；1961年，采用蒸气压较低的多异氰酸酯PAPI制备硬质聚氨酯泡沫塑料，提高了硬质制品的性能和减少了施工时的毒性，并应用于现场喷涂工艺，使硬质泡沫塑料的应用范围进一步扩大。由于价格较低的聚醚多元醇在60年代的大量生产，以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发，聚氨酯软泡获得应用。
60年代中期，冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发，70年代在高活性聚醚多元醇的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫。70年代开发了聚氨酯软泡的Maxfoam平顶发泡工艺、垂直发泡工艺，使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟。后来，随着各种新型聚醚多元醇及匀泡剂的开发，还开发了各种模塑聚氨酯泡沫塑料。
产品应用
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聚氨基甲酸酯
聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已有各种规格用途的泡沫塑料组合料(双组分预混料)，主要用于(冷熟化)高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。
聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。
主要种类
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聚氨基甲酸酯
聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，优势在于：涂层柔软并有弹性；涂层强度好，可用于很薄的涂层；涂层多孔，具有透湿和通气性能；耐磨，耐湿，耐干洗。其不足在于：成本较高；耐气候性差；遇水、热、碱要水解。PU涂层剂按组成分类有：聚酯系聚氨酯；聚醚系聚氨酯；芳香族异氰酸酯系聚氨酯；脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。在大分子主链上含有—NHCOO—基团的重复结构单元的聚合物统称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU）。它是由有机多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。人们常见的聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体的形式出现。
一、硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料（RigidPolyetherPolyurethaneFoams)
1、理化性质
密度：0.04～0.06g/cm3，拉伸强度：0.147MPa，弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.035W/(m.K)。该制品最大特点是：可根据具体使用要求，通过改变原料的规格、品种和配方，合成所需性能的产品。该产品质轻（密度可调），比强度大，绝缘和隔音性能优越，电气性能佳，加工工艺性好，耐化学药品，吸水率低，加入阻燃剂，亦可制得自熄性产品。
2、用途
主要用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料，高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料起保温隔音和轻量化的作用。超低密度的硬泡可做防震包装材料及船体夹层的填充材料。
二、硬质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（RigidPolyesterPolyurethaneFoams)
1、理化性质
密度：0.0368g/cm3，拉伸强度：0.414MPa，压缩强度（10%处变形）：0.323MPa，导热系数：0.035W/(m.K)。该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比，有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。
2、用途
应用领域类似于硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料，当制品对强度、耐温性要求较高时，用聚酯型硬泡较为合适。如雷达天线罩的夹层材料，飞机、船舶上的三层结构材料，电器、仪表、设备的隔热材料和防震包装材料。
三、软质聚醚型聚氨酯泡沫塑料（FlexiblePolyetherPolyurethaneFoams）
1、理化性质
密度：0.03～0.07g/cm3，拉伸强度：8.83～117kPa，伸长率（%）：150～300。弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.034～0.041W/(m.K)。熔点（℃）：170～190。
2、用途
不同密度的软泡沫塑料，其主要用途有些差别。软质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（FlexiblePolyesterPolyurethaneFoams）主要用作服装、鞋帽衬里，垫肩和精密仪器的防震包装等。
中国现状：南京红宝丽股份有限公司是国内最大的聚氨酯硬泡聚醚专业生产厂商,具有20年研发与生产的经验。
相关词条
硫化氢
紫外线
苯
石油
化学元素周期表
异丁醇
参考链接
1、http://www.hellochem.com/xz/xz8/78206ivixu.htm
2、http://info.china.alibaba.com/news/detail/v5003220-d5564527.html