定義

　　PU是Polyurethane的縮寫，中文名為聚氨基甲酸酯簡稱聚氨酯。由于，只需要簡單修改配方，便可獲得不同的密度、彈性、剛性等物理性能。目前，已大量替代玻璃纖維保溫材料、木材、傳統橡膠制品等。PU是一種人造的合成材料，具有真皮的質感，非常結實耐用，而且價格低廉。

　　PU皮與人造皮革的不同

　　人造革是最早發明用于皮質面料的代用品，它是用PVC加增塑劑和其他的助劑壓延復合在布上制成，優點是價格便宜、色彩豐富、花紋繁多，缺點是容易變硬、變脆。PU合成革是用于代替PVC人造革，它的價格比PVC人造革要高。從化學結構來說，它更接近皮質面料，它不用增塑劑來達到柔軟的性質，所以他不會變硬、變脆，同時具有色彩豐富、花紋繁多的優點，價格又比皮質面料便宜，所以受到消費者的歡迎。

　　皮質面料和PVC人造革、PU合成革用兩種方法來區別：一是用面料的背面區別，方法是PVC人造革、PU合成革一般背面是布基(或針織布基)用眼就能看出來了;二是用燃燒融化的方法來區別，方法是取一小塊面料放在火上，皮質面料的不會融化，而PVC人造革、PU合成革會融化。

　　PVC人造革、PU合成革的區別可以用汽油浸泡的方法區別，方法是用一小塊面料，放在汽油中半個小時，然后取出，如果是PVC人造革，則會變硬、變脆，如果是PU合成革，則不會變硬、變脆。

　　PU基本性質

　　被廣泛運用于：

　　建筑墻外保溫材料墻內保溫噴涂保溫材料

　　冰箱集裝箱冷柜保溫

　　PU高仿花卉

　　紙張印刷

　　纜繩化纖

　　高速路面

　　家庭裝潢(墻角線條，復古背景墻)

　　家具(仿木桌椅)

　　發泡填充劑

　　航天、汽車工業(隔音密封條)

　　高檔體育用品器材(例：拳擊手套內膽，臺拳道護腳，柔道墊子等)

　　人工合成PU皮革

　　制鞋工業

　　通用涂料

　　特種防護涂料

　　粘合劑等

　　中心靜脈導管(醫療耗材)

　　發現與使用

　　1849年德國化學家沃爾茨(Wurze)用烷基硫酸鹽與氰酸鉀進行復分解反應合成了烷基異氰酸酯。接著化學家霍夫曼(A.W.Hoffmann)在1850年成功合成了苯異氰酸酯。后來亨切爾(Hentschel)等人在1884年合成了異氰酸酯。

　　在當時異氰酸酯并沒有找到什么利用價值，也根本沒有運用于高分子化學合成。直至德國化學家拜耳(Bayer)和當時實驗室的同事進行了反復研究，發現異氰酸酯可合成聚氨酯和聚脲化合物，可是實用性依然不大。1933年，美國杜邦公司的卡羅瑟斯(W.H.Carothers)發明了“尼龍'，刺激了德國。當時德國想盡快發明一種能與其抗衡的產品。這也加速了那時的拜耳對聚氨酯的研發工作，他們發現鏈狀的聚氨酯具有熱塑性、可紡性，能制成塑料和纖維。當時，商品名為Igamid U 和 Perlon U。

　　性質

　　原子化焓：kJ /mol at 25℃

　　360

　　導熱系數：W/(m·K)

　　0.027

　　汽化熱:(千焦/摩爾)

　　344.0

　　導電性：10^6/(cm ·Ω )

　　0.00666

　　熔化熱:(千焦/摩爾)

　　2.840

　　熱容：J /(mol· K)

　　35.5

　　密度：g/cm3

　　1.25

　　應用

　　聚氨酯也稱超纖皮，質量優于PVC(俗稱西皮)。現在服裝廠家廣泛用此種材料生產服裝，俗稱仿皮服裝. 另外好的包包多采用進口PU皮;

　　PU配皮是一種其反面是牛皮的第二層皮料，在表面涂上一層PU樹脂，所以也稱貼膜牛皮。其價格較便宜，利用率高。其隨工藝的變化也制成各種檔次的品種，如進口二層牛皮，因工藝獨特，質量穩定，品種新穎等特點，為目前的高檔皮革，價格與檔次都不亞于頭層真皮。

　　PU皮與真皮包各有特點，PU皮包外觀漂亮，好打理，價格較低;真皮價格昂貴，打理麻煩，耐用。

　　另外，目前很多鋼結構廠房，冷庫等工業用廠房均采用聚氨酯材料發泡而成的隔熱夾芯板，添加阻燃劑的聚氨酯復合板材就有良好的隔熱保溫，和阻燃效果。此外聚氨酯材料也大量運用于建筑外墻保溫材料

　　提高PU的耐熱性能的方法

　　1：單體或者低聚物

　　PU耐熱性，主要取決于軟段。

　　從異氰酸酯角度來看，發展高耐熱性的單體目前幾乎沒有什么可能，即使是現有的大批量生產的異氰酸酯，我國都沒有做全，做好，發展一個新的異氰酸酯難度可想 而知。即使異氰酸酯耐熱性提高，多元醇的耐熱性依然需要跟上去。因此只能從多元醇或者胺考慮。現有的聚醚或者聚酯多元醇，其耐熱性很難有根本性的提高，縱 觀其它低聚物，有機硅和有機氟是可以考慮的對象，全氟醇很難做，而嵌段需要的結構更是難見到，比較現實的就是有機硅。

　　普通的羥基硅油就是典型的多元醇結構，特別是二甲基硅油，價格便宜，品種多樣，耐熱到200度問題不大，只可惜它徒有那兩個羥基，它除了和同門兄弟縮合所 得到產品穩定外，和其它單體，比如異氰酸酯是得不到穩定聚合物的。這樣的羥基，是硅羥基，結構：Si-OH，在有機硅行業就簡稱羥基。實際上，羥基硅油與 異氰酸酯反應將產生水，產生水的后果。。。

　　要獲得穩定的聚合物，必須是烴羥基硅油，即需要Si-Cn-OH，n>=3的結構，當然，這樣結構的硅醚多元醇成本比普通硅油高的多。即使成本高， 它還是物有所值：不但提高耐熱性，也提高柔軟性，耐水(特別是耐濕摩擦)性，隔離性，耐干磨。只要加入適量，成本是可以接受的。

　　2：納米材料在PU上的應用

　　納米粉體的制備，已經不是懸念，許多品種已經是工業化大批量，萬噸級了。比如納米碳酸鈣，納米氧化硅。在PU領域，問題是它們的分散很不容易，但除此之 外，粉體與傳統PU相互之間的作用也是必須的。良好的分散不代表納米粉體的優勢能夠充分展現，還需要某種“結合”。要不然，相同粒徑的納米碳酸鈣和納米氧 化硅補強的材料性能就不會差距那么大吧。要做到良好的分散還要能夠和PU有某種相互作用，當然最好是化學鍵，納米粉體的表面必須符合PU的要求。即：所謂 納米粉體表面改性。理想的改性是：和PU親和，表面有可反應基團，改性后不能導致納米粉體的粒徑增加。

　　做到這些可不容易，比如說，對氧化硅，人們普遍使用偶聯劑，但對于納米氧化硅，其改性結果將導致氧化硅的交聯，成為微米級的顆粒，因為硅偶聯劑水解后雖然可以和氧化硅表面的羥基結合，但它本身也會聚合成體型結構，因此必須要特殊的改性劑、改性方法。

　　納米硅球，表面具有羥基(當然是烴羥基)或者氨基，這是很好的PU用交聯劑，同時還是納米填料，當然也可以做成親PU但惰性的表面

　　對于普通的PU，這樣的改性硅球，同樣可以大幅度的提高其耐溫性、耐磨、耐水等等。

　　根據需要，納米硅球還可以將其活性基團封閉以滿足單組分或者其它特殊要求。