聚氨酯是什么材料？

聚氨酯是什么材料？

聚氨酯（Polyurethane，简称PU）是一种主链上含有氨基甲酸酯特征单元的聚合物。它由异氰酸酯基团与含有氢氧基等活性氢的化合物进行化合反应后形成。聚氨酯既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能。

接下来，我们将深入探讨聚氨酯的成分、特性以及它在不同应用中的表现。

聚氨酯的双重身份

聚氨酯（PU）是一种非常独特的材料，它根据不同的化学结构和用途，可以表现为塑料或橡胶。通过改变原料的配比和化学反应条件，聚氨酯的性能可以大幅度调整，满足不同领域的需求。作为塑料时，聚氨酯具有良好的硬度和耐久性；作为橡胶时，它则表现出出色的弹性和耐磨性。

聚氨酯的主要特性：

• 材料多样

*   聚氨酯材料性能优异，用途广泛，其各种不同的制品可以用于众多领域。

• 耐磨性
• 耐腐蚀性

*   聚氨酯抗多种酸碱和有机溶剂腐蚀，因此经常被用在橡胶制品在恶劣环境下的替代品。

• 可调性
• 其他性能

PU与橡胶的区别

PU（聚氨酯）与橡胶都是高分子材料，但它们在性质、成分、特性和用途上存在明显的区别：

1. 性质不同：

• 聚氨酯 (PU): 是一种高分子化合物，主链含有氨基甲酸酯基团。分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。通过控制聚合反应，可以调节聚合物的硬段和软段的比例，从而使聚氨酯表现为塑料或橡胶。
• 橡胶: 是一种具有可逆形变的高弹性高分子材料，室温下具有弹性，外力作用下可产生较大变形，消除外力后可恢复原状。是一种完全无定形的聚合物，玻璃化转变温度（Tg）低，分子量通常很大。

2. 成分不同：

• 聚氨酯: 主要原料是有机多异氰酸酯和端羟基化合物。
• 橡胶: 由乳胶制成，天然橡胶中含有92%-95%的橡胶碳氢化合物，以及5%-8%的非橡胶成分。

3. 特性不同：

• 聚氨酯:

*   硬度范围宽，强度高，性能可调节范围大。
*   较高的机械强度和氧化稳定性。
*   具有很高的灵活性和弹性。
*   优良的耐油、耐溶剂、耐水、耐火性能。
*   耐磨、耐油，聚酯型聚氨酯弹性体的耐油性与丁腈橡胶和聚硫橡胶相当。
*   耐臭氧性能优良，吸震、抗辐射和耐透气性能好。

• 橡胶：

*   天然橡胶具有良好的耐磨性、高弹性、断裂强度和延伸率。
*   丁苯橡胶是一种低成本的非耐油材料，具有良好的耐水性，70硬度下弹性好，高硬度下压缩性差。
*   氢化丁腈橡胶具有优异的耐腐蚀、耐拉伸、抗撕裂和压缩性能。
*   摩擦系数一般偏高，但添加助剂后会大大降低，且耐磨性会进一步提高。

4. 用途不同：

• 聚氨酯: 制品包括泡沫塑料、弹性体、纤维塑料、纤维、革鞋树脂、涂料、胶粘剂和密封胶等。
• 聚氨酯橡胶: 常用于耐磨制品、高强度耐油制品、高硬度和高模量制品等，如高频制动的缓冲元件、各种防振橡胶零件、印刷胶辊、密封件、燃油容器、输送管道和研磨设备的衬里、筛板、鞋底等。在冲模上用于卸料、脱皮橡胶垫，在冲裁、弯曲、浅拉深及成型工序中得到广泛应用。
• 橡胶： 应用范围广泛，例如轮胎，密封等。

简单来说，聚氨酯是一种多用途的聚合物，可以通过调节配方来获得不同的性能，既可以表现出塑料的特性，也可以表现出橡胶的特性；而橡胶则主要强调其高弹性。

PU和PVC哪个好？

PU和PVC（聚氯乙烯）常常被拿来做比较，它们各自的优缺点是什么？

PU和PVC各有优势，PU较为柔软，耐磨，而PVC较为坚硬，成本较低。两者的选择取决于具体应用。

如何选择PU和PVC？

选择PU（聚氨酯）和PVC（聚氯乙烯）材料时，应考虑以下几个关键因素：

1. 材料特性：

• PU：

*    **食品级认证：**  PU输送带符合FDA食品级认证，可与食品直接接触。
*    **耐磨性：**  PU材质的软管更耐磨，特别适用于食品、药品及化妆品行业磨损性物料的抽吸。
*    **耐温性：**  普通PU软管耐温可以到90℃（短时可耐125℃），高于PVC。
*    **耐切割：**  PU输送带耐切割，达到一定厚度后可用于裁断机上。
*    **环保性：**  PU革比PVC革低毒、环保，丢弃后可以降解。
*    **弹性：**  PU输送带回弹快速。

• PVC：

*    **耐用性：**  PVC革较PU革耐用、耐撕扯、耐刮、耐燃和抗侯性更好。
*    **价格：**  PVC价格优惠，如果要求不高，选择PVC输送带。
*    **耐温性：**  PVC管耐温较低，为65℃。
*    **弹性：**  PVC输送带对折后回弹较慢。

2. 应用场景：

• 食品行业： 涉及运输食品（如糖果、面食、肉类、海鲜、烘焙食品等）时，优先选择PU材质的输送带。
• 输送带： PVC输送带主要用于食品包装输送和非食品类的输送。
• 软管：

*    **食品配料行业：**  针对小颗粒或者粉末状物料的抽吸，推荐使用半透明带镀锌钢丝加强PU管。
*    **制药行业：**  在粉末状药品的抽吸环节，用的较多的是聚醚型PU软管，因为其耐水解。
*    **木工、陶瓷行业：**  推荐使用聚酯型聚氨酯软管。

• 人造革：

*   PU人造革手感较PVC革柔软，更环保。
*   PVC人造革更耐用，耐撕扯，耐刮，耐燃和抗侯性更好。

3. 其他考虑因素：

• 预算： PVC输送带价格低于PU材质的输送带。
• 法规： 确认材料是否需要符合特定的行业标准或法规，如食品安全标准。
• 环境： 考虑使用环境的温度、湿度、化学品暴露等因素，选择具有相应耐受性的材料。

简而言之：

• 如果需要与食品直接接触、对耐磨性有较高要求，或者需要更好的耐温性能，选择PU。
• 如果对价格敏感、对耐用性要求较高，且不涉及食品直接接触，可以选择PVC。

聚氨酯有哪些类型？

聚氨酯有不同的类型，适用于不同的应用场景。

聚氨酯可分为软泡沫、硬泡沫、弹性体和涂层等多种类型。每种类型都有其特定的应用领域。

• 泡沫塑料

*   聚氨酯可制成软质和硬质泡沫塑料，用于家具垫材、床垫、冰箱绝热层等。

• 涂料

*   聚氨酯涂料具有优异的粘接性、耐磨性、柔韧性等，用于飞机、船舶、车辆的表面涂装。

• 弹性体

*   聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性，应用于矿山、冶金、机械、汽车等行业。

• 胶粘剂

*   聚氨酯胶粘剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域。

• 其他

*   聚氨酯还可应用于鞋材、汽车、建筑等领域，以及纺织、航空、船舶、交通、医疗等行业。还可作为天然橡胶的替代品。

Polyurethane有毒吗？

聚氨酯在生产和使用过程中是否存在毒性？

聚氨酯本身通常是无毒的，但在生产和加工过程中，某些化学品可能会有毒性。

聚氨酯（PU）的毒性问题3需要根据其存在形态和使用情况来具体分析：

• 固化后的聚氨酯： 业界普遍认为，固化后的聚氨酯是无毒的。有些医用聚氨酯材料甚至可以用于人体植入和医疗器械部件。
• 未固化的聚氨酯： 未固化的聚氨酯具有一定的毒性，主要来源于异氰酸酯的活性。有毒性的发泡剂通常含有苯和甲醇，长期接触会对健康造成危害。
• 生产过程中的风险： 聚氨酯生产过程中的主要风险来自原料，特别是多异氰酸酯。多异氰酸酯蒸汽或粉尘如果被吸入，可能导致呼吸道刺激、哮喘或更严重的呼吸问题。因此，生产过程需要在良好通风的条件下进行，操作人员需穿戴适当的防护装备。
• 燃烧时的风险： 聚氨酯在高温或燃烧的情况下可能会分解，释放出有害气体，如氰化氢和一氧化碳。如果阻燃级别不够，遇火后发生燃烧会产生有毒气体。
• 废弃物处理： 聚氨酯废弃物的处理方式（填埋和焚烧）可能会产生大量有害气体，对环境和人体健康造成危害。

安全操作建议：

• 化学品操作人员应穿戴防护服、实验服，必要时戴手套、护目镜、口罩甚至过滤式呼吸器。
• 工作场所应远离火种和热源，严禁吸烟，并使用防爆型的通风系统和设备。
• 在连续法聚氨酯软泡生产线附近，必须做好防护措施，防范TDI蒸气的毒性。
• 搬运化学品时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏，并贮存于阴凉、干燥、通风良好的库房。
• 人体接触到化学品后，应采取相应的急救措施，如皮肤接触时用大量流动清水冲洗，眼睛接触时用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟并及时就医。

总的来说，虽然固化后的聚氨酯产品通常被认为是相对安全的，但在生产、处理未固化的聚氨酯或聚氨酯废料时，仍需要采取适当的安全措施，以减少潜在的健康和环境风险。

聚氨酯易燃吗？

聚氨酯在火灾中是否容易燃烧？

聚氨酯的易燃性取决于其具体的化学结构和形式，某些类型的聚氨酯比其他类型更易燃。

聚氨酯在高温环境下可能会燃烧，特别是一些低密度泡沫类型的聚氨酯。为了提高安全性，生产过程中常常会添加阻燃剂，减少火灾风险。

如何提高聚氨酯的安全性？

在一些高温或高火险环境中，可以选择阻燃性聚氨酯，或者通过外部涂层进行防火处理，确保其安全使用。

结论

聚氨酯作为一种多功能的高分子材料，具有广泛的应用领域。无论是作为塑料、橡胶还是泡沫，聚氨酯都能提供极好的性能。然而，在使用聚氨酯时，需要注意其毒性和易燃性，采取适当的安全措施。