聚氨酯概况
聚氨酯是由基础化工品异氰酸酯和多元醇缩聚合成的高分子树脂,是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”。目前,聚氨酯材料已经广泛应用于制革制鞋、建筑、家具、家电等领域,具体应用形态包括墙体保温材料(硬泡)、沙发等的填充物(软泡)、氨纶(化纤)、塑胶跑道(弹性体)、粘合剂、涂料等,已经成为生活中不可或缺的重要材料。
聚氨酯材料的产业链较长,上游的原料是异氰酸酯和多元醇,其中异氰酸酯主要为MDI、TDI以及PAPI,多元醇可分为聚醚多元醇和聚酯多元醇。聚氨酯材料的直接下游为塑料、弹性体、胶黏剂、涂料、纤维等树脂初级制品,而后这些初级制品可以进一步应用到制鞋工业、建筑工业、家具工业、家电工业等生活中的方方面面,这些构筑了聚氨酯产业链的终端下游。
聚氨酯的具体应用
泡沫材料是聚氨酯材料最大的应用形态,又可以进一步分为硬泡塑料和软泡塑料两类。硬泡塑料具有优良的隔热性和机械强度,主要应用于建筑领域和冷链领域,软泡塑料在柔软性和高回弹性等方面优势显著,主要用于沙发等软体材料。
聚氨酯合成革目前是代替动物皮革最好的人造皮革,广泛应用于制鞋、箱包、围脖等;聚氨酯类涂料可以用做汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。
PU胶黏剂和密封剂可广泛应用于电子电器、建筑建材、汽车与交通运输等众多领域,是聚氨酯中增长较快的细分领域。我国已经成为全球PU胶黏剂和密封剂的消费中心,全球企业的生产也逐渐向我国转移,产品产销量保持高速增长。
我国PU弹性体中,热塑性聚氨酯弹性体为较典型的产品。近几年来国内TPU市场需求表现出持续增长的态势,年均增长率超过10%。
聚氨酯材料还有一种特殊的纤维形态,简称为氨纶。氨纶是一种弹性纤维,是聚氨酯在纺织服装领域应用的主要产品,我国是全球最大的氨纶生产国。
聚氨酯的发展趋势
聚氨酯材料经过几十年的发展,已经涵盖了生产生活中的各个方面,但未来仍有广阔的发展空间。
硬质泡沫是聚氨酯材料的最大单一应用形态。我国冷链物流的高速发展将会为硬泡带来更大的需求;聚氨酯软泡由于舒适性强,适用于瑜伽垫等体育器械和拳击手套等体育器材,符合我国服装行业的消费升级和全面健身的发展趋势。
使用复合型高密度聚醚型的聚氨酯材料,可以制备成具有记忆功能的材料,其具有黏弹特性,可随头颈位置的改变,自动发生形状的改变,随时保持与颈部紧密贴合,不让头部滑落造成“落枕”。
聚氨酯可以用来制造道床固化材料,可以充分发挥聚氨酯材料良好的弹性、稳定性、耐磨等优点,解决了有砟轨道桥隧区段养护维修困难的技术难题,同时具有良好的减振降噪功能,为城市轨道交通提供了一种合适的轨道结构形式。
塑胶跑道是由聚氨酯弹性体等材料组成,具有一定的弹性且可以上色,聚氨酯塑胶操场有着普通操场无法比拟的优势,是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料。
聚氨酯有趣小常识
1.记忆海绵就是聚氨酯软泡,有研究表明记忆海绵做成的床具可以明显减少睡眠过程中70%的翻身次数,这将会很好的提升睡眠。
2.一块厚1.34米的水泥墙才能达到和一块1.6cm厚聚氨酯保温层的同等保温效率。
3.通过引入聚氨酯硬泡保温材料,现在的冰箱和20年前相比能节约60%以上的能源。
4.轮滑鞋的轮子中引入了TPU材料后,才变的更受欢迎。
5.摩拜共享单车的免充气轮胎为聚氨酯弹性体,和充气轮胎相比比有更好的耐磨性和更长的使用寿命。
6.女孩儿们日常使用的美妆蛋、粉扑、气垫,90%以上是聚氨酯软泡材料制作。
7.汽车越高端,越注重“轻量化”,应用的聚氨酯材料量越大。
8.阿迪达斯应用在鞋底的爆米花Boost技术,即聚氨酯弹性体TPU颗粒在高温高压下像爆米花一样发泡膨胀到原体积的10倍,可以提供强大的缓震和回弹力。
9.目前市场很多软质手机保护壳的材料都是TPU。
10.部分手机等电子产品的表面涂层采用的也是聚氨酯材料。
11.聚氨酯胶水具有可焊性,可用电烙铁移除元器件,返修比较容易,因此在电子产品如手机、平板电脑等产品中的应用会越来越广。
12.水性聚氨酯涂料也被应用于宇航服,用于替代此前的橡胶涂料。
聚氨酯的能源效益
聚氨酯本质上比大多数其他塑料更环保。不会引起土壤或水的PH值变化。科学家可以使用微生物来降解聚氨酯产品。
聚氨酯产品是有效的绝缘体,可提高建筑物的能源效率,从而减少加热和冷却所需的能量,从而降低碳排放。例如,在冰箱中使用聚氨酯作为绝缘体材料。
聚氨酯产品比其他材料更轻,因此使车辆更省油。这使聚氨酯轮胎在工业应用中非常受欢迎,因为与钢或铁等较硬的车轮相比,它们在运行中非常安静。聚氨酯还能起到减震器的作用,有助于缓冲行驶过程并吸收不平坦地形造成的颠簸。
在许多地方,聚氨酯废料被用来为固体废物焚烧发电,从而减少了对化石燃料的需求。
国家坚持绿色、循环、低碳发展理念,提升安全环保水平。降低聚氨酯原料及制品生产工艺的能耗与排放,加快生物基、可降解、可回收产品的研发和推广,注重聚氨酯材料的回收、处理和再利用,为推动低碳发展,助力实现我国碳达峰、碳中和远景目标提供技术支持和产品支撑。