聚氨酯塑料:从粘合剂到瑜伽裤

聚氨酯通常看起来不像塑料. 它是什么 & 它是如何产生的?

聚亚安酯涂层保护在广场的大都会阳伞
引人注目的大都会阳伞使用聚氨酯涂层,以保护粘结木材免受腐蚀.

聚氨酯是一种由聚氨酯连接而成的聚合物. 这些键是由二异氰酸酯或多异氰酸酯与多元醇反应而形成的. 聚氨酯的独特之处在于它不像许多其他塑料那样制造. 大多数聚合物,如 聚乙烯它们以粉末的形式被生产出来,然后被模压成所需的形状. 相比之下,聚氨酯通常直接形成最终bwin体育.

聚氨酯塑料的用途是什么?

聚氨酯是各种商业应用和建筑材料的基本成分. 它也可以在服装、体育用品和交通管理设备中找到.

聚氨酯组件的冲浪板
聚氨酯塑料常被用作冲浪板和船用设备的基本部件.

塑料零件

聚氨酯塑料可以是刚性的,也可以是柔性的. 硬质聚氨酯用于工业和商业应用的结构部件. 它也被用于冲浪板和船的组件,以及电子仪器的边框. 柔韧的聚氨酯是运动器材中制造握把的常用材料, 比如高尔夫球杆和网球拍.

一排聚氨酯柔性护柱
灵活的护柱耐用且成本效益高,专为非磨蚀性设计, 低强度交通管理.

灵活的护柱

聚氨酯柔性护柱为停车场和城市街道提供交通管理解决方案. 低强度的护柱 是否耐用且具有成本效益,用作 自行车道描写的人 或者用来标记停车场的尽头. 对于交通需求不断变化的地区,a 可移动灵活的带缆桩 允许不同的配置.

穿着氨纶运动服在跑道上跑步的女人
氨纶,由至少85%的聚氨酯组成,主要用于运动服.

织物

聚氨酯可以用干纺丝技术转化成纤维. 这些纤维广泛应用于从运动服到袜子的服装面料中. 化学, 织物, 被称为氨纶, 莱卡, 或弹力, 至少由85%的聚氨酯组成.

购物车上的聚氨酯轮子
聚氨酯的高承载特性使得橡胶车轮经久耐用.

轮子

聚氨酯具有很高的承载能力,是制作橡胶车轮和轮胎的基材. 这些东西可以在购物车、电梯、过山车和轮滑鞋上找到.

铺有聚氨酯地板的保龄球馆
聚氨酯涂层地板保护,防止磨损和冲击.

地板和基础设施

聚氨酯涂料是理想的表面,需要耐磨和耐腐蚀, 如硬木地板和户外基础设施. 通过定期维护,这些表面可以防止日常磨损.

聚氨酯汽车仪表板
半柔性聚氨酯泡沫有更牢固的性能,理想的汽车仪表板和门衬垫.

泡沫和缓冲

柔性泡沫具有柔软、高吸收的特点. 半柔性聚氨酯泡沫更坚固,用于汽车仪表板和门衬. 高回弹泡沫bwin体育适用于泡沫阀座、密封件和绝缘板.

用于窗户的聚氨酯密封胶
聚氨酯泡沫喷剂填满窗户周围的缝隙,以提高隔热效果.

胶粘剂和密封剂

聚氨酯被用于高性能的粘合剂和表面密封剂. 这些密封剂填补缝隙,同时允许建筑材料的膨胀和收缩. 密封胶的弹性性能允许25-50%的移动. 泡沫喷剂也从聚氨酯发展而来,用来填补裂缝,以更好地保温建筑.

聚氨酯性能

聚氨酯的聚合物密度可以控制,从而产生一系列的性能. 聚氨酯的优点包括高弹性和可塑性, 使其成为许多塑料制品的理想基材, 如上图所示.

聚氨酯性能

优势

缺点

高耐磨性和耐溶剂性

低的热性能

高承载能力和弹性

毒性(异氰酸酯)

高绝缘

耐阳光性差

良好的成型质量

易燃

聚氨酯结构及生产

聚氨酯是由两个分子之间的放热反应产生的, 异氰酸酯和多元醇, 这就形成了一个氨基甲酸酯键. 重要的是首先要了解异氰酸酯和多元醇作为聚氨酯是这两种化合物的结果.

1)异氰酸酯

异氰酸酯的分子式是R-N =C=O. 它是一种活性有机化合物,通常含有聚合材料. 当一种异氰酸酯有两个异氰酸酯基团时,它被称为二异氰酸酯(TDI)。. TDI用于与多元醇反应生产聚氨酯.

2)多元醇

多元醇可以是聚醚或聚酯多元醇. 聚醚多元醇是环氧化合物与含氢活性化合物反应而制成的. 多官能团羧酸和多羟基化合物之间发生缩聚反应. 具有较高分子量的多元醇形成柔性聚氨酯. 低分子量多元醇生产硬质聚氨酯.

3)聚氨酯

聚氨酯生产中使用的异氰酸酯和多元醇的类型影响其性能. 多元醇负责控制聚合物的柔韧性和弹性. 较长的链和低交联形成了有弹性的聚合物, 而较短的链会形成较硬的聚合物. 异氰酸酯和多元醇有多种选择, 并采用多种加工条件进行生产.

聚氨酯的制造过程中也涉及到添加剂. 这些化学品控制聚氨酯的形成反应和性能.

聚氨酯生产中使用的添加剂

催化剂

加速化学反应

交联剂

机械强化

阻燃剂

减少可燃性

可塑剂

降低硬度

填料

改善材料性能,降低成本

吹代理表面活性剂

控制泡沫聚氨酯的细胞结构

烟的灭火剂

降低燃烧时的烟雾水平

颜料

为美观添加颜色

聚氨酯的分类

聚氨酯根据其对热的反应可分为两类:

热塑性塑料

热塑性聚氨酯是多才多艺的,因为它可以重新加热和重塑无数次. 加热后, 它变成液体,可以被模塑成所需的形状,而不改变塑料的性能. 热塑性聚氨酯最适合需要超过250°F的热耐受性的最终bwin体育.

热固性

热固性聚氨酯不能形成超过一次. 当热固性聚氨酯变硬时,它会发生化学反应,使这种变化永久存在. 热固性聚氨酯是更耐用的选择承重和耐磨bwin体育.

类型的聚氨酯

聚氨酯可分为四大类:弹性体, 涂料, 灵活的泡沫, 和交联泡沫材料. 对于每种类型, 应该选择最合适的聚氨酯类型——热塑性或热固性聚氨酯. 取决于具体的设计和应用, 不同的散热要求, 重量, 磨损也必须考虑在内.

聚氨酯弹性护柱
弹性护柱的弹性特性允许它们在车辆下弯曲而不失去形状.

弹性体

聚氨酯弹性体有很高的弹性. 交通安全设备,如弹性护柱,受益于这些弹性特性. 可以在车辆下弯曲, 灵活的护柱 被压扁后能很快恢复原状吗.

涂料

聚氨酯涂料提供了抵抗苛刻的溶剂,如工业清洁剂. 它们也提供了一些抗冲击的保护. 聚氨酯涂料是理想的表面,需要耐磨性. 水基解决方案也可用.

灵活的泡沫

柔性泡沫具有高的冲击强度和缓冲. 半柔性聚氨酯泡沫也可作为更坚固的替代品.

交联泡沫

与柔性泡沫相比,交联泡沫提供了更刚性和更厚的结构.

聚氨酯塑料维护

聚氨酯易于保养,维护费用低. 耐溶剂,耐油,耐腐蚀,耐风化,耐磨损. 定期保养很简单,只要用湿布擦拭表面即可. 例如有更多的表面损伤,可以使用清洁剂和清洁剂. 然而, 最好保存苛刻的清洁偶尔使用,因为他们会影响一些聚氨酯表面的光泽水平.

聚氨酯塑料回收

聚氨酯可以通过两种方式回收:机械回收或化学回收. 机械回收利用这种材料的聚合物形式, 而化学回收将材料带回其化学成分.

1)机械回收

篮板球

聚氨酯废料被切成小块, 喷了预聚体, 并结合到所需的泡沫等级. 一种回收地毯衬垫的流行方法.

再磨研

聚氨酯工业装饰被磨成细粉. 然后,这种粉末可以与原始材料结合,产生新的聚氨酯泡沫.

胶压

聚氨酯部件被造粒和混合, 然后加热和加压,形成板或造型. 由此产生的刨花板可用于隔音bwin体育和家具应用.

2)化学回收

糖酵解

工业用聚氨酯和消费后用聚氨酯在高温下与二醇混合. 新的多元醇通过化学反应生成, 然后可以用来制造回收聚氨酯.

水解

用过的聚氨酯和水之间的反应产生可以用作燃料的多元醇. 中间化学品可以作为原料来制造可回收的聚氨酯.

热解

气体和石油是在无氧环境中分解聚氨酯而产生的.

加氢

用过的聚氨酯经加热、加压和氧气制成气体和油.

聚氨酯的未来

一堆旧的聚氨酯泡沫塑料
在挖掘工程中清除的旧聚氨酯泡沫,可透过机械或化学方法回收.

聚氨酯是一种令人印象深刻的bwin体育平台,因为它结合了可操作的特性. 聚氨酯bwin体育也有各种各样的塑料, 泡沫, 涂料, 对许多行业都有好处的密封胶.

聚氨酯bwin体育具有周期寿命,因为即使在其bwin体育生命周期结束后,它们仍然保持价值. 2010年,美国汽车制造商克莱斯勒宣布将使用18万磅 回收聚氨酯 座椅和头枕的泡沫. 随着世界走向绿色,聚氨酯工业也遵循可持续发展的做法.