聚氨酯PU是用于制造泡沫材料的最熟知的聚合物。 如果你坐在軟墊椅子上，現在，坐墊更可能由聚氨酯PU泡沫。 聚氨酯PU是多泡沫。 聚氨酯PU是聚合物的一個最多才多藝的存在。 聚氨酯PU可以是彈性體，并且它們可以是油漆。 它們可以是纖維，并且它們可以是粘合劑。
聚氨酯PU是具有含有氨基甲酸酯基團（-NHCO 2）的分子主鏈的直鏈聚合物。 這些基團，稱為氨基甲酸酯，是通過二異氰酸酯和多元醇之間的化學反應產生的。 首先在開發的20世紀30年代后期，聚氨酯PU是一些最通用的聚合物。 它們被用在建筑保溫，表面涂料，粘合劑，固體塑料和運動服裝。
背景
聚氨酯PU，也稱為polycarbamates，屬于一個更大的類稱為聚合物化合物。 聚合物是由稱為單體小，重復單元的大分子。 通常，它們包括與所附側基的主長鏈骨架分子的。 在其分子主鏈的聚氨酯PU的特點是氨基甲酸酯基團（-NHCO 2）。
合成聚合物，如聚氨基甲酸酯，是通過在反應容器中進行反應的單體制備。 為了生產聚氨酯PU，一個步驟，也稱為縮合反應進行。 在這種類型的化學反應，這是存在的單體包含反應端基。 具體地，二異氰酸酯（OCN-R-NCO）的化合物與二醇（HO-R-OH）。 該反應的第一步結果在兩個分子上的其它離去一側上的反應性醇（OH）和反應性異氰酸酯基（NCO）的化學連接。 這些基團進一步反應與其它單體，以形成一個更大，更長的分子。 這是一個快速的過程，即使在室溫下得到較高分子量的材料。 具有重要商業用途的聚氨酯PU典型地包含在分子中的其它官能團包括酯，醚，酰胺，或脲基團。
歷史
聚氨酯PU化學最早研究由德國化學家弗里德里希·拜耳在1937年，他通過使與二元醇甲苯二異氰酸酯反應產生的早期原型。 從這個工作的第一個結晶性聚氨酯PU纖維之一，貝綸U，被開發了。 彈性聚氨酯PU的發展開始作為一個程序來找到二戰期間的天包換橡膠。 1940年，第一聚氨酯PU彈性體制作。 這些化合物得到混煉型膠可以用來作為一個適當的替代橡膠。 當科學家們發現，聚氨酯PU可以制成精美的線程，它們結合尼龍做出更輕巧，可拉伸的服裝。
在1953年，首次商業生產軟質聚氨酯PU泡沫的開始于美國。 這種材料是用于泡沫保溫有用。 1956年，更靈活，更便宜的泡沫進行了介紹。 在50年代后期，可模壓聚氨酯PU制作。 多年來，已經開發了改進的聚氨酯PU聚合物，包括氨綸纖維，聚氨酯PU涂料，和熱塑性彈性體。
原料
各種原料用于生產聚氨酯PU。 這些包括單體，預聚物，穩定劑保護聚合物的完整性，和著色劑。
異氰酸酯
其中一個須出示聚氨酯PU的關鍵活性材料是二異氰酸酯。 這些化合物的特征是（NCO）基團，它們是高活性的醇。 使用最廣泛的異氰酸酯在聚氨酯PU生產所使用的甲苯二異氰酸酯（TDI）和聚異氰酸酯（PMDI）。 TDI是通過化學添加氮基團上的甲苯，與氫氣反應這些以產生二胺，并分離不需要的異構體的制備。 PMDI是由苯胺 - 甲醛胺光氣化反應而得。 除了這些異氰酸酯，更高端的教材，也可供。 這些包括諸如1,5 - 萘二異氰酸酯和二異氰酸酯bitolylene材料。 這些更加昂貴的材料可提供較高的熔點，在聚氨酯PU彈性體的硬段。
多元醇
需要產生聚氨酯PU的反應，其他物種是包含多個醇基團（OH），所謂的多元醇化合物。 材料常常用于此目的的是聚醚多元醇，它們是由環醚形成的聚合物。 它們通常通過烯化氧聚合反應過程中產生的。 它們是具有粘度范圍廣的高分子量聚合物。 所使用的各種聚醚多元醇包括聚乙二醇，聚丙二醇，聚四甲撐二醇。 當所需的聚氨酯PU是將要用來制造軟質泡沫材料或熱固性彈性體，這些材料通常利用。
聚酯多元醇也可以用作生產聚氨酯PU的反應物種。 它們可以得到的對苯二甲酸生產的副產品。 它們通常基于飽和的芳族羧酸和二醇。 支化的聚酯多元醇用于聚氨酯PU泡沫體和涂料。 聚酯多元醇是用于生產聚氨酯PU的最常用的反應物種。 然而，聚醚多元醇成為顯著更低的成本，并已取代了聚酯多元醇。
添加劑
一些聚氨酯PU材料可以是易受熱，光，大氣污染物和氯的損害。 出于這個原因，加入穩定劑，以保護聚合物。 一類穩定劑，防止與光降解是UV篩選稱為羥基苯并三唑。 為了防止氧化反應，抗氧化劑的使用。 各種抗氧化劑，可如單體和聚合受阻酚。 能抑制引起的大氣污染物變色化合物也可加入。 這些都是典型的材料，具有叔胺官能團可與氮在空氣污染的氧化物進行交互。 對于某些應用，防霉添加劑加入到聚氨酯PU產品。
后的聚合物的形成，并從反應容器取出，自然是白色的。 因此，可以加入著色劑來改變其外觀美感。 常見的共價化合物的聚氨酯PU纖維分散和酸性染料。
設計
聚氨酯PU可以以四種不同的形式，包括彈性體，涂料，彈性泡沫材料，和交聯的泡沫材料來制造。 彈性體是可拉伸的材料，但最終將返回到其原來的形狀。 他們在需要的強度，柔韌性，耐磨性和減震品質應用。 熱塑性聚氨酯PU彈性體可以成型和加工成不同的部分。 這使得它們可以用作基礎材料用于汽車零部件，滑雪鞋，旱冰鞋輪，電纜護套等機械品。 當這些彈性體拉成纖維，他們產生一種叫氨綸彈性的材料。 氨綸是用來做襪子上衣，胸衣，支持軟管，泳衣，和其他運動服裝。
聚氨酯PU涂料表現出抗溶劑降解并具有良好的耐沖擊性。 這些涂料用于要求耐磨性，柔韌性，固化速度快，附著力強，耐化學性，如保齡球館和舞蹈地板表面。 水基聚氨酯PU涂料被用于繪畫飛機，汽車和其他工業設備。
軟質泡沫塑料是聚氨酯PU的最大市場。 這些材料具有高的沖擊強度，并且用于使大部分家具襯墊材料。 他們還提供了床墊和座墊中高價位家具的材料。 半柔性
是描繪用于創建硬質聚氨酯PU泡沫保溫材料的制造工藝。
是描繪用于創建硬質聚氨酯PU泡沫保溫材料的制造工藝。
聚氨酯PU泡沫材料被用來制造汽車儀表板和車門襯里。 其他用途包括地毯底襯，包裝，海綿，橡皮刮板和內部填充。 剛性的，或交聯的，聚氨酯PU泡沫材料可用于生產絕緣板或層壓體的形式。 層壓制品被廣泛地用在商業屋頂行業。 建筑往往噴聚氨酯PU泡沫體。
制造過程
而聚氨酯PU聚合物被用于的應用繁多，其制造方法可以分為三個不同的階段。 首先，將本體聚合物產物制成。 接著，將聚合物暴露于各種處理步驟。 最后，該聚合物被轉化成其最終產品和發貨。 該制造方法可以通過在連續生產聚氨酯PU泡沫體的說明。
聚合物反應
1在聚氨酯PU泡沫生產的開始，反應原料被持作為液體大，不銹鋼罐。 這些坦克都配有攪拌器，以保持原料液。 計量裝置安裝于儲罐以便反應性材料的適宜量可以被泵出。 多元醇，二異氰酸酯的典型比例為1:2。 由于組成材料的比例產生的聚合物具有不同的特點，它是嚴格控制的。
2該反應材料通過熱交換器傳遞，因為它們泵入管道。 換熱器調節溫度到反應水平。 內部的管道，使聚合反應發生。 由聚合液體進入到所述管的端部時，該聚氨酯PU是已經形成的。 在管子的一端是一個分配頭的聚合物。
處理
3所述的分配頭被鉤到加工處理生產線。 用于生產硬質聚氨酯PU泡沫保溫材料，烘烤紙輥被假脫機在加工處理生產線的起點。 本文是沿傳送帶移動，并根據分配頭帶來的。
4當紙的下方通過，聚氨酯PU吹到它。 作為聚合物被分配，這是與二氧化碳，導致其擴大混合。 它繼續上升，因為它沿著傳送帶移動。 （聚氨酯PU的片材被稱為一個包子，因為它“上升”像面團。）
膨脹反應開始5之后，紙張的第二面層被卷上。 此外，側紙也可以卷成的過程。 紙張的每個層中包含的聚氨酯PU泡沫體給予它的形狀。 硬質泡沫塑料是通過一系列控制泡沫塊的寬度和高度的面板。 因為他們通過這部分的生產線行進時，它們一般干燥。