聚氨酯(PUR 和 PU)是一種聚合物,由通過氨基甲酸酯(聚氨酯)鍵連接的有機單元鏈組成。雖然大多數聚氨酯是加熱時不會熔化的熱固性聚合物,但也可以使用熱塑性聚氨酯。
聚氨酯聚合物傳統上且最通常通過二異氰酸酯或多異氰酸酯與多元醇反應形成。用於製造聚氨酯的異氰酸酯和多元醇平均每個分子含有兩個或多個官能團。
最近一些值得注意的努力致力於盡量減少使用異氰酸酯來合成聚氨酯,因為異氰酸酯會引起嚴重的毒性問題。非異氰酸酯基聚氨酯 (NIPU) 最近被開發為一種新型聚氨酯聚合物,以減輕健康和環境問題。
聚氨酯產品通常簡稱為“聚氨酯”,但不應與氨基甲酸乙酯混淆,後者也稱為聚氨酯。聚氨酯既不含氨基甲酸乙酯,也不是由氨基甲酸乙酯生產的。
聚氨酯用於製造柔性、高回彈泡沫座椅;硬質泡沫保溫板;微孔泡沫密封件和墊圈;耐用的彈性車輪和輪胎(例如過山車和自動扶梯的車輪);汽車懸架襯套;電氣灌封化合物;高性能粘合劑;表面塗料和表面密封劑;合成纖維(例如氨綸);地毯襯墊;硬塑料零件(例如,用於電子儀器);軟管和滑板輪。
聚氨酯是通過混合兩種或多種液體流來生產的。多元醇流包含催化劑、表面活性劑、發泡劑等。這兩種組分稱為聚氨酯體系,或簡稱為體系。異氰酸酯在北美通常稱為“A 側”或簡稱為“異”。多元醇和其他添加劑的混合物通常稱為“B 方”或“聚”。這種混合物也可以稱為“樹脂”或“樹脂混合物”。在歐洲,“A 面”和“B 面”的含義是相反的。樹脂共混添加劑可包括擴鏈劑、交聯劑、表面活性劑、阻燃劑、發泡劑、顏料和填料。通過改變異氰酸酯、多元醇或添加劑,可以將聚氨酯製成各種密度和硬度。
完全反應的聚氨酯聚合物是化學惰性的。在美國,OSHA(職業安全與健康管理局)或 ACGIH(美國政府工業衛生學家會議)沒有製定任何暴露限值。它不受 OSHA 的致癌性監管。聚氨酯聚合物是一種可燃固體,如果暴露在明火中會被點燃。火中分解主要產生一氧化碳、微量氮氧化物和氰化氫。
液態樹脂混合物和異氰酸酯可能含有危險或受管制的成分。異氰酸酯是已知的皮膚和呼吸致敏劑。此外,噴塗聚氨酯泡沫中存在的胺、二醇和磷酸鹽存在風險。 [32]
在美國,可以通過聚氨酯製造商協會 (PMA) 和聚氨酯工業中心 (CPI) 等組織以及聚氨酯系統和原材料製造商獲得更多的健康和安全信息。法規信息可在聯邦法規第 21 篇(食品和藥品)和第 40 篇(環境保護)中找到。在歐洲,健康和安全信息可從 ISOPA、[33] 歐洲二異氰酸酯和多元醇生產商協會獲得。
製造聚氨酯成品的方法範圍從小型手工澆注件到大型、大批量的塊料和紙板生產線。無論最終產品如何,製造原理都是相同的:以指定的化學計量比計量液體異氰酸酯和樹脂混合物,將它們混合在一起直到獲得均勻的混合物,將反應液體分配到模具中或表面上,等到它固化,然後將成品脫模。