彈性聚氨酯材料應用領域和發展前景

       聚氨酯彈性材料屬于嵌段聚合物，即聚氨酯大分子由“軟段”和“硬段”構成并形成微觀相分離結構，其中硬段(來源于異氰酸酯和擴鏈劑)分散在軟段相區(來源于低聚物多元醇)中起到物理交聯點的作用，因此相較其他合成橡膠(彈性體)，聚氨酯彈性體具有更優異的強度和耐磨性，硬度高時仍可保持高伸長率。

　　彈性類聚氨酯材料，國外簡稱“CASE”， 主要包括傳統聚氨酯彈性體制品，聚氨酯塑膠跑道等鋪裝材料、聚氨酯防水涂料、膠黏劑以及密封膠、灌封膠等，約占聚氨酯產品總量的40%左右，絕大多數CASE材料的固化物(水性和溶劑型產品除去水和溶劑后)是非泡沫彈性聚氨酯材料。其中PU合成革樹脂、部分涂料和膠黏劑是溶劑型或水性產品，也可以認為是廣義上的聚氨酯彈性體材料。狹義上的聚氨酯彈性體指澆注型聚氨酯彈性體(CPU)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)和混煉型聚氨酯彈性體(MPU)，占聚氨酯總量的10%或略低，其中CPU和TPU是主要的聚氨酯彈性體，它們的區別在于生產工藝和擴鏈劑等因素。這類傳統的聚氨酯彈性體也稱為“聚氨酯橡膠”，屬于一類特種合成橡膠，高性能的聚氨酯彈性體是所有合成高分子材料中耐磨性最好的材料，有“耐磨王”之稱，在許多領域應用廣泛，并且新的應用還在拓展之中。

       聚氨酯彈性體在某些領域可用來替代金屬、塑料和普通橡膠。

　　與金屬材料相比，聚氨酯彈性體具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費用低及耐酸腐蝕等優點。與塑料相比，有高韌性、高耐磨性等優點。與一般橡膠相比，聚氨酯彈性體具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性，耐臭氧等優點，并且制造簡單，可灌封、澆注，硬度范圍廣。

　　聚氨酯彈性體在應用范圍舉例見表1。
  
                                                                                       表1      聚氨酯彈性體在各領域的應用例

       其他應用箱包PU革，造紙膠輥，印刷膠輥，工具手柄或涂層，鋼鐵廠多種膠輥，輸送帶和膠輥，瓶子和罐涂層，風電葉片，坦克履帶膠，防彈玻璃膠，礱谷輥，某些食品器具，木器漆，汽車漆，復合薄膜膠，等等。

        澆注型聚氨酯彈性體具有優異的耐磨性、耐疲勞、耐介質（耐油等）性能，應用非常廣泛，如聚氨酯膠輥，使用壽命高于普通橡膠輥，主要用于紡織、造紙、印刷、卷材（鐵皮、鋁皮、非金屬等）、糧食加工（礱谷輥等）、物料傳輸等行業；聚氨酯膠輪可用于旱冰鞋、手推車、旅行箱、滑板車等機械、貨運和運動休閑等領域；聚氨酯礦石篩在采礦行業已替代了金屬篩，噪音小，使用壽命長；聚氨酯密封墊等密封件作為零件用于某些機器，作為沖壓模具適應性好；航空航天以及某些軍工產品、海底輸油管保溫和防護等均可采用聚氨酯彈性材料。

        噴涂聚氨酯脲和噴涂聚脲具有無溶劑、可厚涂、固化塊、效率高、涂層無接縫、防腐耐磨性能好等特點，用于混凝土表面、高鐵線路、水工（海工）防腐、化工防腐、各種水池內表面防腐涂層、各種地面（含船舶甲板、船艙）地坪、以及娛樂設施保護涂層等。在易于制作的泡沫塑料道具上噴涂一層聚氨酯脲，成型快，效果逼真，用于影視行業。

        聚氨酯鋪裝材料主要用于鋪設塑膠跑道、球場、幼兒園、體育館以及休閑場所彈性地面，還用于工廠倉庫、車間地坪鋪設等。塑膠跑道有利于運動員速度和技術的發揮，降低摔傷率，是國際上公認的最佳全天候室外運動場地坪材料，是中小學及高校運動場的主流配置。

        聚氨酯密封膠也是一種重要的彈性材料，可用于橋梁連接處的伸縮縫、軌間嵌縫，低模量（軟質）聚氨酯密封膠在建筑領域的需求量也很大。

        除此之外，利用聚氨酯彈性體材料優異的減振降噪性能，還可用作減振彈性墊板、固化道床、彈性軌枕等部分，例如聚氨酯軌枕具有優良的彈性、降噪、耐低溫、耐疲勞等性能。在發達國家如德國、日本的高速鐵路中，聚氨酯產品已得到了廣泛應用。

        聚氨酯材料以其優異的性能應用范圍在不斷的開發中，若從應用領域來看，汽車行業是聚氨酯材料應用的集大成者，例如：車坐墊基本上都是用高回彈聚氨酯泡沫，頂棚采用聚氨酯硬泡做隔熱材料，底盤等采用微孔聚氨酯緩沖器，濾清器密封材料是聚氨酯做的，儀表板一般需用聚氨酯泡沫填充材料，風擋玻璃和某些汽車部件的粘接需用聚氨酯粘接密封膠和結構膠，內飾件復合需用水性聚氨酯膠，低速工程車輛采用聚氨酯輪胎，等等。彈性聚氨酯材料一般都用到擴鏈劑。汽車行業一個潛在市場是聚氨酯輪胎，目前主要用于低速車的輪胎。如果內生熱問題解決，基于聚氨酯彈性體的高耐磨性和汽車市場的龐大，耐磨輪胎需求量大，而高性能聚氨酯輪胎必須使用高性能擴鏈劑，市場空間廣闊。