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聚(亞)氨酯的材料特點和應用

  • 聚(亞)氨酯的材料特點和應用

    聚氨酯是一種新興的有機高分子材料,被譽爲“第五大塑料”,因其卓越的性能而被廣泛應用于國民經濟衆多領域。産品應用領域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫療、建築、建材、汽車、國防、航天、航空....

    聚氨酯具有諸多優良特性,包括:(1)性能可調範圍寬、適應性強, 硬度範圍寬(Shore A15~邵D90)
    (2)耐磨性能好;(3)機械強度大;(4)粘接性能好;(5)彈性好,具有優良的複原性,可用于動態接縫;(6)低溫柔性好;(7)耐候性好,使用壽命長達15~20年;(8)耐油性好;(9)耐生物老化;(10)價格適中。

    聚氨酯的分類和用途如下:

    1、PU軟泡Flexible PU
    墊材——如座椅、沙發、床墊等,聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料,墊材也是軟泡用量最大的應用領域;
    吸音材料——開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能,可用作室內隔音材料;
    織物複合材料——墊肩、文胸海綿、化妝棉;玩具
    2、PU硬泡Rigid PU
    冷凍冷藏設備——如冰箱、冰櫃、冷庫、冷藏車等,聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設備的最理想的絕熱材料;
    工業設備保溫——如儲罐、管道等;
    建築材料——在歐美發達國家,建築用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的70%左右,是冰箱、冰櫃等硬泡用量的一倍以上;在中國,硬泡在建築業的應用還不像西方發達國家那樣普遍,所以發展的潛力非常大;
    交通運輸業——如汽車頂篷、內飾件(方向盤、儀表盤)等;
    仿木材——高密度(密度300~700kg/m3)聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結構泡沫塑料,又稱仿木材,具有強度高、韌性好、結皮致密堅韌、成型工藝簡單、生産效率高等特點,強度可比天然木材高,密度可比天然木材低,可替代木材用作各類高檔制品。
    灌封材料——例如防水灌漿材料、堵漏材料、屋頂防水材料
    花卉行業——PU花盆、插花泥等

    3、PU半硬泡Semi-rigid PU

    吸能性泡沫體——吸能性泡沫體具有優異的減震、緩沖性能,良好的抗壓縮負荷性能及變形複原性能,其最典型的應用是用于制備汽車保險杠;
    自結皮泡沫體(Integral Skin Foam)——用于制備汽車方向盤、扶手、頭枕等軟化性內功能件和內部飾件。自結皮泡沫制品通常采用反應注射模塑成型(Reaction Injection Moulding,簡稱RIM)加工技術;
    微孔彈性體——聚氨酯微孔彈性體最典型的應用是用于制鞋工業。
    4、聚氨酯彈性體(PU Elastomers)
    澆注型聚氨酯彈性體(簡稱CPU)——是聚氨酯彈性體中應用最廣、産量最大的一種;
    熱塑型聚氨酯彈性體(簡稱TPU)——熱塑型聚氨酯彈性體約占聚氨酯彈性體總量的25%左右;
    混煉型聚氨酯彈性體(簡稱MPU)——占聚氨酯彈性體總量的10%左右。
    實心輪胎;印刷、輸送膠輥;壓型膠輥;油封、墊圈球節、襯套軸承;O型圈;撐墊;鞋底、後根、包頭;襯裏;齒輪等,不同應用領域,選擇的彈性體的硬度範圍不同。
    在礦山、冶金等行業的應用——篩板、搖床等
    在機械工業方面的應用——膠輥、膠帶、密封件等;
    在汽車工業方面的應用——輪胎、密封圈等;
    在輕工業方面的應用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纖維;
    在建築工業方面的應用——防水材、鋪裝材、灌封材等。

    聚氨酯鞋底具有諸多優點:密度低,質地柔軟,穿著舒適輕便;尺寸穩定性好,儲存壽命長;優異的耐磨性能、耐撓曲性能;優異的減震、防滑性能;較好的耐溫性能;良好的耐化學品性能等等。聚氨酯多用于制造高檔皮鞋、運動鞋、旅遊鞋等。

    6、聚氨酯漿料
    分爲濕法和幹法兩大類,是一種高分子的溶液體系,外觀透明或微濁,固體分含量大約(30-35)%,也就是說其中的(65-70)%是溶劑,簡單的說1噸漿料中含有(650-700)公斤的溶劑,對于幹法來說就是含有這麽多的甲苯和丁酮,甲苯用量大些,因爲甲苯的溶解性能較好,對于濕法來說就是含有650-700公斤的純DMF,因此對于漿料來講,像甲苯、DMF的價格的變動很大程度上影響了漿料的成本,原因很簡單用量所占比重大。
    聚氨酯漿料用作塗層制備聚氨酯合成革、人造革。聚氨酯合成革具有光澤柔和、自然,手感柔軟,真皮感強的外觀,具有與基材粘接性能優異、抗磨損、耐撓曲、抗老化、抗黴菌性好等優異的機械性能,同時還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價格優廉等優點,是天然皮革的最爲理想的替代品,廣泛應用于服裝、制鞋、箱包、家具、體育等行業。凡是真皮應用的領域,它都可替代,而且還可應用于真皮無法應用的領域,真皮的行情很容易受動物(牛、羊、豬等行情的影響,瘋牛病)。
    幹法聚氨酯漿料——在應用的過程中,靠加熱蒸發將漿料中的溶劑蒸發掉,溶劑大都是用甲苯、丁酮,蒸發掉的溶劑無法回收,不僅汙染環境,而且還造成了不必要的浪費。
    濕法聚氨酯漿料——由于加工過程采用的是將DMF用水抽提(原因是DMF與水有無限的溶解性),比較環保,而且生産出的合成革具有良好的透濕、透氣性能,手感柔軟、豐滿、輕盈,更富于天然皮革的風格和外觀,因此發展速度極爲驚人。

    7、聚氨酯纖維(Spandex,簡稱氨綸)
    氨綸的優異性能:突出的高回彈性,氨綸的高回彈性是目前所有彈性纖維都無法比擬的,它的斷裂伸長率大于400%,最高可達800%,即使在300%拉伸形變時,回彈回複率仍在95%以上;優異的抗張強度、抗撕裂強度;耐候、耐紫外線照射能力強;耐化學品、耐洗滌;與染料的親和性好。
    氨綸已被廣泛應用于紡織品中,是一種高附加值的新型紡織材料,其使用形式主要有四種:裸絲、包芯紗、包覆紗、合撚線。如絲襪、泳衣、舞蹈衣、萊卡(純棉包覆氨綸絲)、服裝等,在傳統紡織品中,只需加入不到10%數量的氨綸,就可以使傳統織物的檔次大爲提高,顯示出柔軟、舒適、美觀、高雅的風格。
    8、聚氨酯塗料(PU Coatings)
    聚氨酯塗料的應用領域主要有:飛機、船舶、車輛塗裝;木材、塑料、橡膠、皮革的表面塗裝;建築物塗裝;防腐塗裝,等等。
    水性聚氨酯塗料——以水爲主要介質,具有低VOC含量、低或無環境汙染、施工方便等特點,是溶劑型塗料的主要替代品之一。已在許多領域得到廣泛的應用,如:(1)木器漆及木地板漆;(2)紙張塗層;(3)建築塗料;(4)皮革塗層;(5)織物塗層,等等。

    9、聚氨酯膠粘劑(PU Adhesives)
    聚氨酯膠粘劑中含有很強極性和化學活潑性的-NCO-(異氰酸根)、-NHCOO-(氨基甲酸酯基團),與含有活潑氫的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有優良的化學粘接力;
    具備優異的抗剪切強度和抗沖擊特性,適用于各種結構性粘合領域,並具備優異的柔韌特性;
    聚氨酯膠粘粘劑具備優異的橡膠特性,能適應不同熱膨脹系數基材的粘合,它在基材之間形成具有軟-硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具有優異的緩沖、減震功能;
    聚氨酯膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑;
    水性聚氨酯膠粘劑——水性聚氨酯膠粘劑具有低VOC含量、低或無環境汙染、不燃等特點,是聚氨酯膠粘劑的重點發展方向。

    10、聚氨酯密封膠(PU Sealants)
    密封膠是用來填充空隙(孔洞、接頭、接縫等)的材料,兼備粘接和密封兩大功能。聚氨酯密封膠與硅酮密封膠、聚硫密封膠構成了目前高檔密封膠的三大品種。
    在建築方面的應用——門窗、玻璃等的填充密封;
    在土木方面的應用——高速公路、橋梁、飛機跑道等的嵌縫密封;
    在汽車方面的應用——車窗(主要是風擋玻璃)的裝配密封。

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