聚氨酯（PU），全称聚氨基甲酸酯，是一种高分子聚合物，由德国化学家Otto Bayer在1930年代首次合成。由于PU性能的多样性，被广泛应用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料、制鞋工业和医疗业等众多行业中。2016年，全球生产了1800万吨PU，占全球塑料产量的5.3％。在产量最高的合成聚合物中，PU排名第6位。

软质和硬质泡沫分别占全球PU产量的32％和36％。软质泡沫具有舒适、有弹性等优点，多用于缓冲家具，床上用品或汽车座椅。而在建筑领域，硬质泡沫塑料是首选的隔热材料。PU还广泛用作涂料，粘合剂，密封剂和弹性体（CASE）。PU涂层提供了一层抵御复杂天气，耐磨损和腐蚀的保护层。弹性体既具有弹性又具有柔韧性，并且可以做成任何所需的形状，被广泛应用于国防、医疗、食品等行业。某些类型聚氨酯的生物相容性使其成为医疗应用的首选聚合物，例如心血管设备或整形外科假体。

PU是不可生物降解的聚合物。即使某些PU对生物降解部分敏感，它们也不能满足例如欧洲规范EN 13432定义可生物降解和可堆肥材料的要求。该标准认为，在堆肥条件下6个月后降解达到90％，该材料才被定义为是可生物降解的。降解产物的无毒性也是该规范认定材料为可生物降解或可堆肥的要求。化学组成和大分子结构对于聚合物的生物降解至关重要。化学键的性质，结晶度和摩尔质量是影响聚合物对生物攻击敏感性的关键参数。PU的特征在于氨基甲酸酯或氨基甲酸酯键，通常通过将异氰酸酯与羟基加聚获得。例如，在热塑性PU（TPU）合成中，过量的多异氰酸酯与多元醇（主要是长的基于聚酯或聚醚的多元醇）反应，形成具有异氰酸酯端基的线性预聚物。然后加入扩链剂，通常是短二醇，得到高摩尔质量的聚合物。摩尔质量是影响聚合物的生物降解敏感性的参数。已经表明，对于具有相同化学结构和不同摩尔质量的聚合物，摩尔质量越高，其生物降解敏感性越低。

聚氨酯（PU）是一种多功能的高分子材料，其主要成分包括以下几种：

异氰酸酯：

甲苯二异氰酸酯 (TDI)：包括2,4-TDI和2,6-TDI，常用于聚氨酯软泡、灌封浇注弹性体、涂料和胶粘剂的固化剂。

二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)：包括纯MDI和聚合MDI，主要用于制作聚氨酯硬泡，广泛应用于冰箱冷柜、建材保温等领域。

六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)：脂肪族异氰酸酯，具有良好的耐黄变性和柔顺性，主要用作合成中间体。

多元醇：

聚醚多元醇：主链含有醚键，端基为羟基的低聚物，用于聚氨酯泡沫塑料，如聚氧化丙烯多元醇。

聚酯多元醇：主链含有酯基或碳酸酯基，用于提高聚氨酯胶粘剂的耐油性和耐温性，如聚己二酸丁二醇酯。

这些成分的组合决定了聚氨酯的最终性能，如硬度、弹性、耐磨性和耐化学性等。通过调整异氰酸酯和多元醇的种类及比例，可以制造出满足不同应用需求的聚氨酯产品。