聚氨酯PU是用于制造泡沫材料的最熟知的聚合物。 如果你坐在软垫椅子上，现在，坐垫更可能由聚氨酯PU泡沫。 聚氨酯PU是多泡沫。 聚氨酯PU是聚合物的一个最多才多艺的存在。 聚氨酯PU可以是弹性体，并且它们可以是油漆。 它们可以是纤维，并且它们可以是粘合剂。
聚氨酯PU是具有含有氨基甲酸酯基团（-NHCO 2）的分子主链的直链聚合物。 这些基团，称为氨基甲酸酯，是通过二异氰酸酯和多元醇之间的化学反应产生的。 首先在开发的20世纪30年代后期，聚氨酯PU是一些最通用的聚合物。 它们被用在建筑保温，表面涂料，粘合剂，固体塑料和运动服装。
背景
聚氨酯PU，也称为polycarbamates，属于一个更大的类称为聚合物化合物。 聚合物是由称为单体小，重复单元的大分子。 通常，它们包括与所附侧基的主长链骨架分子的。 在其分子主链的聚氨酯PU的特点是氨基甲酸酯基团（-NHCO 2）。
合成聚合物，如聚氨基甲酸酯，是通过在反应容器中进行反应的单体制备。 为了生产聚氨酯PU，一个步骤，也称为缩合反应进行。 在这种类型的化学反应，这是存在的单体包含反应端基。 具体地，二异氰酸酯（OCN-R-NCO）的化合物与二醇（HO-R-OH）。 该反应的第一步结果在两个分子上的其它离去一侧上的反应性醇（OH）和反应性异氰酸酯基（NCO）的化学连接。 这些基团进一步反应与其它单体，以形成一个更大，更长的分子。 这是一个快速的过程，即使在室温下得到较高分子量的材料。 具有重要商业用途的聚氨酯PU典型地包含在分子中的其它官能团包括酯，醚，酰胺，或脲基团。
历史
聚氨酯PU化学最早研究由德国化学家弗里德里希·拜耳在1937年，他通过使与二元醇甲苯二异氰酸酯反应产生的早期原型。 从这个工作的第一个结晶性聚氨酯PU纤维之一，贝纶U，被开发了。 弹性聚氨酯PU的发展开始作为一个程序来找到二战期间的天包换橡胶。 1940年，第一聚氨酯PU弹性体制作。 这些化合物得到混炼型胶可以用来作为一个适当的替代橡胶。 当科学家们发现，聚氨酯PU可以制成精美的线程，它们结合尼龙做出更轻巧，可拉伸的服装。
在1953年，首次商业生产软质聚氨酯PU泡沫的开始于美国。 这种材料是用于泡沫保温有用。 1956年，更灵活，更便宜的泡沫进行了介绍。 在50年代后期，可模压聚氨酯PU制作。 多年来，已经开发了改进的聚氨酯PU聚合物，包括氨纶纤维，聚氨酯PU涂料，和热塑性弹性体。
原料
各种原料用于生产聚氨酯PU。 这些包括单体，预聚物，稳定剂保护聚合物的完整性，和着色剂。
异氰酸酯
其中一个须出示聚氨酯PU的关键活性材料是二异氰酸酯。 这些化合物的特征是（NCO）基团，它们是高活性的醇。 使用最广泛的异氰酸酯在聚氨酯PU生产所使用的甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚异氰酸酯（PMDI）。 TDI是通过化学添加氮基团上的甲苯，与氢气反应这些以产生二胺，并分离不需要的异构体的制备。 PMDI是由苯胺 - 甲醛胺光气化反应而得。 除了这些异氰酸酯，更高端的教材，也可供。 这些包括诸如1,5 - 萘二异氰酸酯和二异氰酸酯bitolylene材料。 这些更加昂贵的材料可提供较高的熔点，在聚氨酯PU弹性体的硬段。
多元醇
需要产生聚氨酯PU的反应，其他物种是包含多个醇基团（OH），所谓的多元醇化合物。 材料常常用于此目的的是聚醚多元醇，它们是由环醚形成的聚合物。 它们通常通过烯化氧聚合反应过程中产生的。 它们是具有粘度范围广的高分子量聚合物。 所使用的各种聚醚多元醇包括聚乙二醇，聚丙二醇，聚四甲撑二醇。 当所需的聚氨酯PU是将要用来制造软质泡沫材料或热固性弹性体，这些材料通常利用。
聚酯多元醇也可以用作生产聚氨酯PU的反应物种。 它们可以得到的对苯二甲酸生产的副产品。 它们通常基于饱和的芳族羧酸和二醇。 支化的聚酯多元醇用于聚氨酯PU泡沫体和涂料。 聚酯多元醇是用于生产聚氨酯PU的最常用的反应物种。 然而，聚醚多元醇成为显著更低的成本，并已取代了聚酯多元醇。
添加剂
一些聚氨酯PU材料可以是易受热，光，大气污染物和氯的损害。 出于这个原因，加入稳定剂，以保护聚合物。 一类稳定剂，防止与光降解是UV筛选称为羟基苯并三唑。 为了防止氧化反应，抗氧化剂的使用。 各种抗氧化剂，可如单体和聚合受阻酚。 能抑制引起的大气污染物变色化合物也可加入。 这些都是典型的材料，具有叔胺官能团可与氮在空气污染的氧化物进行交互。 对于某些应用，防霉添加剂加入到聚氨酯PU产品。
后的聚合物的形成，并从反应容器取出，自然是白色的。 因此，可以加入着色剂来改变其外观美感。 常见的共价化合物的聚氨酯PU纤维分散和酸性染料。
设计
聚氨酯PU可以以四种不同的形式，包括弹性体，涂料，弹性泡沫材料，和交联的泡沫材料来制造。 弹性体是可拉伸的材料，但最终将返回到其原来的形状。 他们在需要的强度，柔韧性，耐磨性和减震品质应用。 热塑性聚氨酯PU弹性体可以成型和加工成不同的部分。 这使得它们可以用作基础材料用于汽车零部件，滑雪鞋，旱冰鞋轮，电缆护套等机械品。 当这些弹性体拉成纤维，他们产生一种叫氨纶弹性的材料。 氨纶是用来做袜子上衣，胸衣，支持软管，泳衣，和其他运动服装。
聚氨酯PU涂料表现出抗溶剂降解并具有良好的耐冲击性。 这些涂料用于要求耐磨性，柔韧性，固化速度快，附着力强，耐化学性，如保龄球馆和舞蹈地板表面。 水基聚氨酯PU涂料被用于绘画飞机，汽车和其他工业设备。
软质泡沫塑料是聚氨酯PU的最大市场。 这些材料具有高的冲击强度，并且用于使大部分家具衬垫材料。 他们还提供了床垫和座垫中高价位家具的材料。 半柔性
是描绘用于创建硬质聚氨酯PU泡沫保温材料的制造工艺。
是描绘用于创建硬质聚氨酯PU泡沫保温材料的制造工艺。
聚氨酯PU泡沫材料被用来制造汽车仪表板和车门衬里。 其他用途包括地毯底衬，包装，海绵，橡皮刮板和内部填充。 刚性的，或交联的，聚氨酯PU泡沫材料可用于生产绝缘板或层压体的形式。 层压制品被广泛地用在商业屋顶行业。 建筑往往喷聚氨酯PU泡沫体。
制造过程
而聚氨酯PU聚合物被用于的应用繁多，其制造方法可以分为三个不同的阶段。 首先，将本体聚合物产物制成。 接着，将聚合物暴露于各种处理步骤。 最后，该聚合物被转化成其最终产品和发货。 该制造方法可以通过在连续生产聚氨酯PU泡沫体的说明。
聚合物反应
1在聚氨酯PU泡沫生产的开始，反应原料被持作为液体大，不锈钢罐。 这些坦克都配有搅拌器，以保持原料液。 计量装置安装于储罐以便反应性材料的适宜量可以被泵出。 多元醇，二异氰酸酯的典型比例为1:2。 由于组成材料的比例产生的聚合物具有不同的特点，它是严格控制的。
2该反应材料通过热交换器传递，因为它们泵入管道。 换热器调节温度到反应水平。 内部的管道，使聚合反应发生。 由聚合液体进入到所述管的端部时，该聚氨酯PU是已经形成的。 在管子的一端是一个分配头的聚合物。
处理
3所述的分配头被钩到加工处理生产线。 用于生产硬质聚氨酯PU泡沫保温材料，烘烤纸辊被假脱机在加工处理生产线的起点。 本文是沿传送带移动，并根据分配头带来的。
4当纸的下方通过，聚氨酯PU吹到它。 作为聚合物被分配，这是与二氧化碳，导致其扩大混合。 它继续上升，因为它沿着传送带移动。 （聚氨酯PU的片材被称为一个包子，因为它“上升”像面团。）
膨胀反应开始5之后，纸张的第二面层被卷上。 此外，侧纸也可以卷成的过程。 纸张的每个层中包含的聚氨酯PU泡沫体给予它的形状。 硬质泡沫塑料是通过一系列控制泡沫块的宽度和高度的面板。 因为他们通过这部分的生产线行进时，它们一般干燥。