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标 题: [范文][ChemicalEng]聚氨酯工业发展现状
发信站: BBS 水木清华站 (Thu May 22 22:58:10 2003), 转信
一、生产现状：
自从一九三七年，德国拜尔（Bayer）教授首先利用异氰酸酯与多元醇化合物发生加聚氨
酯树脂，聚氨酯以其优异的性能，在机电、船舶、航空、航天、车辆、建筑、轻工、纺
织、医学等行业中得到广泛应用。估计全球聚氨酯产量1999年已达810万吨，2001年将超
过900万吨约占全球塑料产量的10%。[1]
聚氨酯制成产品主要有泡沫塑料（软泡、硬泡、半硬泡）橡胶、深料、粘合剂、纤维、
合成皮革（除第一种外，其他各种统称为CASE）。
下表列出某些典型的聚氨酯的性质。[2]
类型 1 2 3 4 5 6
应用 软泡 半硬泡 硬泡 弹性体 涂料 涂料
组成结构 己二酸，二乙二醇少量三羟甲基丙烷 1，2丙二醇，己二酸丙三醇，邻苯二甲
酸 己二酸，邻苯二甲酸三羟甲基丙烷，油酸 己二酸二乙二醇 己二酸二乙二醇 邻苯二
甲酸，顺丁烯二酸三羟甲基丙烷
平均分子量 2400 1000 930 2000 2750 2450
外观 液体，中等粘性，淡色 液体，中等粘性，淡色 液体，粘性，黄至棕色 蜡状固体
白色 液体中等粘性淡色 固体，树脂状，淡色
羟值 57~63 205~221 350~390 52~58 38~45 250~270
羟基含量% 1.8 6.5 11.2 1.6 1.2 7.8
粘度mpa.s75oc 925~1075 570~750 1300~1550 500~600 700~800 1700(150oc)
水含量max% 0.1 0.1 0.15 0.3 0.1 0.1
密度g/cm375oc 1.15 1.15 1.1 1.17 1.12 1.24
折光率n20 D 1.4774 1.4825 1.5070 1.4669(50oc) 1.4770 -
倾点oc -12 -12 7 49~52（软化区） -9 90~100（软化区）
闪点OCDIN51758 215 210 192 314 212 >250
燃点OCDIN51376 351 - 254 356 297 >200
着火温度OCDIN51794 460 460 420 455 460 >450
平均比热容cal/g.k 0.44 0.46 0.48 0.44~0.45 0.495 0.37
导热系数cal/m.h.k 0.16 0.15 0.18 0.20 0.17 0.34
目前的聚氨酯产品中仍以泡沫塑料为主，占56%以上，CASE产品的比例也在不断上升。1
997年美、日、欧，我国对于聚氨酯各类产品消费比例如下：（单位：万吨）
预计，全球聚氨酯今年年生产能量不足860万吨，而需求量大于900万吨，仍有一定缺口
，世界上80%的聚氨酯及基原料TDI、MDI，聚醚多元醇PPG的生产集中在Dow、Arco、Bay
er、BASF、ICI、Shell 等公司。我国的聚氨基工业虽起步较早，但由于原材料所限一直
未得到发展，1999年我国MDI总生产能力仅为2.5万吨/年，而需求量高达16万吨以 上[3
]。Huntsman BASF等公司将在上海漕泾建16万吨/年MDI装置，国内许多厂家也在扩建增
产，预计2005年我国MDI产量将超过20万吨/年[4]。1999年我国的PPG生产能力达25万吨
/年、基本上满足了国内需求，Shell公司正筹划与我国建立20万吨/年的PPG装置，预计
2005年后我国PPG供求将会进一步改观。
下面主要介绍一下CASE产品的生产与应用情况
二、聚氨酯弹性纤维：
聚氨酯CPU弹性纤维，国际上通称为Spandex纤维，我国商品名为氨纶，属特种纤维，具
有高耐磨性、高弹性，在日常织物上广泛应用，同时也在工业上广泛采用，现已成为合
成体维中不可缺少的品种之一。1998年全球氨纶产量约为10万吨[10]主要生产厂家有美
国的DuPont、 Globe、 Miles,德国的Bayer,日本清纺公司、旭化成公司，韩国Takwang
。我国陆约从日本东洋公司、意大利、美国Dupont引进氨纶生产线，经过消化吸收现已
形成6000吨/年生产规模。
最初的弹性纤维是橡胶丝，这种橡胶丝在织物使用后存在许多缺点，光照下易老化，强
度化，不能染色，不能加工成细丝。与 胶丝相比氨纶有以下特性：[6]
（1）强度比橡胶高、3-5倍，断裂强度为0.006-0.013N/dtex定伸强度也高于橡胶丝;
（2）弹性模数与回弹率高;
（3）密度小;
（4）具有良好的耐化学药品性能，尤其耐溶剂;
（5）耐热，耐光性优异;
（6）可仿制成很细的纤维，最终细的仅为10dtex;
（7）易染色，且不易褪色;
聚氨酯弹性纤维之所认具有优良的弹性，主要是由它的高分子结构决定的。其原料聚氨
酯大分子是一种线型嵌段共聚物，分子间还存在有氢键，分子内又有着结晶性，因而弹
性高且耐热。
聚氨酯弹性纤维的高分子链是由柔性的聚醚或聚酯链段与刚性的芳香族二异氰酸酯链段
经嵌段共聚而成的。柔性链段分子间相互作用力少，可认自由收缩，这就造成了弹性纤
维具有较大伸长性能，铡性链段分子链刚结合力大，使分子链不会无限伸长，因而又具
有高回弹性。
三、聚氨酯粘合剂
取氨酯粘合剂具有许多优越性能，综合如下：[8]
（1）聚氨酯粘合剂中含高极性-NCO,-NHCOO-，基协和与含有活性氨的材料，始 埘 胺、
木材、皮革、金属、塑料、橡胶、纸张、玻璃等有强有力粘附能力。
（2）聚氨酯树脂配方可调节，粘合层从柔性刚性任意调整可满足不同材料间粘合的需求
。
（3）可加热固化也可室温固化，工艺简便，操作简便；操作性能良好。
（4）固化时无副反应，不产生粘合层缺陷。
（5）具有优良粘合强度，冲击强度且具有优良的耐油、耐低温、耐化学药品、耐臭氧、
耐细菌性能。
按照化学观点进行分类，可分为三种类型：[9]
多异氰酸酯粘合剂：由多异氰酸酯单体溶解于适当比例的溶剂中或与橡胶混合而制得的
改性多异氰酸酯粘合剂。
端异氰酸酯基聚氨酯粘合剂：异氰酸酷与多羟其化合物反应后制得的端基为异氰酸酯基
的聚氨酯预聚体。
聚氨酯树脂粘合剂：由异氰酸酯与多羟基化合物充分反应制成的溶液、乳液、薄膜，精
末等品种的粘合剂。
四、聚氨酯合成革、人造革（PU革）
聚氨酯合成革人造革自80年代进入中国市场，因性能优良而发展迅速，现在我国PV革工
业渐成体系，广泛用作皮包、皮箱、服装、皮鞋载业柔性容器，管道及输送带。
下表为超细纤维、牛皮、PU革若干性能比较：
厚度mm 表观密度g/cm3 拉伸负荷N/2.5cm 断裂伸长率% 撕裂负荷N 崩裂性 吸水性% 透
湿性mg/cm2.h
经 纬 经 纬 经 纬 高度mm 负荷N
超细纤维 1.40 0.424 689 575 87 177 110 93 7.1 330 36.9 1.28
软牛皮 1.56 0.750 529 403 80 88 76 79 7.0 340 38.7 7.53
PU合成革 1.50 0.406 290 200 49 103 49 53 7.0 170 15.8 2.30
、形状记忆聚氨酸（SMPV）
形状记忆材料指具有初始形状的制品经形变固定后，通过加热（光能、电能、酸碱度、
相转变反应、螯合反应）外部刺激手段的处理又可使其恢复初始形状的聚合物。[13]
聚氨酯是一类新型功能高分子材料，具有良好的生物相容性和力学性能。在上文也同样
提到过，其属多嵌段共聚物，可通过调节软硬链段分子的比例得到不同玻璃化转变温度
（Tg）的材料。基中Tg在室温范围内，具有形状记忆功能的聚氨酯称为室温形状记忆聚
氨酯。
从下图可看出室温SMPV较之一般室温SMP有较好的形状记忆功能。SMPV与其它SMP的记原
理相似，详细内容可参考文献[14]。
SMPV具有优良的记乙温度可调性，可由需要在-30℃-+70℃内调节，具有防水作用，在室
温下温气渗透性差，折射率高，室温以上温气渗透性好，折射率低。
总之正由于因SMPV的各种优良的性能，SMPV的应用前景相当广阔。但它还存在成本高，
加工性能较差等缺点，一时难以推广使用。近日，美国Smouth-On公司研究制出了特低粘
度硬质PV浇注树脂[15]体系，使得PU加工性进一步提高。
六、总结:
聚氨酯以其独特性能和多方面用途，逐渐成为人们生自学成才中不可或缺的分分子材料
，它的用途除上文介绍之外还有许多，例如用做泡沫塑料，像胶，涂料， 嘟安牧 ，铺
面材料，医用材料，宇航材料，本文就不一一介绍，详情可参考自关书籍。
七、参考文献
[1]胡忠伟 国内外聚氨酯工业发展近况 聚氨酯工业1999 14（1）：1-7
[2]阎家贤等译 G·顾特尔编，聚氨酯手册 1992年9月 中国石化出版社
[3]山东烟台万华合成革集团公司 MDI生产应用及市场前景分析 互联网2000年5月
[4]EPC-China.com 上海漕泾MDI项目最新消息 2000年5月 互联网
[5]李瑶君，陈大俊 纶纤维的发展及应用 聚氨酯工业 1998年13（2）：1-4
[6]李缅雄，朱吕民 聚氨酯树脂 1992年3月 江苏科学技术出版社
[7]叶青萱 单组分聚氨酯胶粘剂发展简介，聚氨酯工业1998 13（1）：6-11
[8]青岛海洋化工研究院 互联网主页，2000年5月 互联网
[9] Irving Skeist Hand book of Adlesives new work:Van Nostrand Reinhold, 199
0.37.1
[10] 沈涛 聚氨酯合成革产品开发及技术进展 聚氨酯工业1998 13（3）：1-4
[11]山东烟台万华合成革集团公司 主页/产品介绍 互联网 2000年5月
[12]喻春红等 形状记忆聚氨酯 聚氨酯工业 199914（4）：12-15
[13]张福强 形状记高分子材料 高分子通报1993，（1）：34
[14]石田正雄 形状记忆树脂 配管技术（日文） 1989，3（8）：12
[15]plastic Technology 1998，44（4）：30；Vrethanes Technology 1998,15(3):40
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