pu是什么材料质量好不好（PU究竟是什么）

pu

随着pu用途的逐渐拓展和人类环保意识的不断提高，发掘环保型pu材料是当前国内外研究的重要课题。

本文主要从pu弹性体、pu涂料及pu胶粘剂三个方面阐述pu树脂在环保方面的应用与研究。

应用与研究

pu弹性体

pu弹性体又称pu橡胶，它属于特种合成橡胶。

从分子结构上看，pu弹性体是一种嵌段型聚合物，除含有氨酯基团外，并以“耐磨橡胶”著称。

传统意义上按pu弹性体加工特性的不同，将它分为浇注型(cpu)、热塑型(tpu)和混炼型(mpu)三大类，并已广泛用于工业、农业、军事、交通和医学等领域，需求量很大。

随着国民经济的不断发展、社会和科技的不断进步，保护环境已逐渐成为共识，环保型pu弹性体的应用和研究也因此取得了很大的进展。

翻新轮胎

普通橡胶轮胎的胎面必须添加炭黑和有致癌作用的芳烃油，这些物质会随着胎面的磨损而逐渐散发在空气中，从而严重污染了环境。

采用pu材料翻新的轮胎能消除大量的炭黑和芳烃油对环境的污染，同时实际行驶里程可比普通轮胎高1～2倍，是提高翻新轮胎性能的新途径。

其优越性在于:

胎面材料不含有毒的填充油;

不含炭黑，胎面磨损时能保持环境清洁;

能够完全生物降解，不会导致环境污染;

滚动阻力低，可节省汽车燃油消耗;

与普通天然橡胶轮胎相比，具有优良的耐溶剂油、耐燃油和耐化学药品性能，并能降低轮胎损耗率。

华南理工大学张海等采用：

制备三氯异氰脲酸表面处理剂和羟基pu粘合剂;

根据胎体是否完好和胎面磨损程度，确定胎面浇注方式。

其浇注方式分为两类:一类为翻新轮胎直接浇注;另一类为预硫化胎面的浇注，后者又分为全pu预硫化胎面浇注和pu/普通橡胶复合预硫化胎面浇注两种。

目前已经研制出翻新轮胎质量好、寿命长、污染少且具有极好的社会效益和经济效益的旧轮胎翻新技术。

并且，华南理工大学与广州百川控制有限公司合作已将pu翻新轮胎技术应用于实际生产中。

在国外，amerityrecorporation已宣布其从pu翻新卡车轮胎的独立实验室和实地测试中已得出肯定结论，由amerityre开发的胎面翻新过程(即将pu胎面应用于橡胶外胎)，无需压力或硫化过程，胎面就可以“锁定”在轮胎上。

也有报道指出，pu翻新轮胎的关键技术是采用纳米技术提高pu弹性体的热稳定性(使其最高使用温度达到120℃),并已研制出成本低廉、使用方便、效果好且污染少的橡胶表面处理剂和粘合剂，使pu胎面与普通橡胶能牢固地粘合在一起。

研制pu新轮胎

浇注型pu弹性体是目前最耐磨的弹性体，具有高耐磨、可着色、高抗扎、优良的耐油及耐化学品等优点。

但在pu轮胎研究过程中发现，pu中氨基甲酸酯基含量高是导致轮胎高温性能较差的主要原因。

最近，艾美莱公司已经研制出一种特殊的pu材料，该材料由多元醇、二苯甲烷二异氰酸酯等组成。

固特异公司利用该材料试制的新一代pu轮胎，其安全性、均匀性、环保性和耐磨性均比一般橡胶轮胎的好，而且不易产生胎面剥离和爆胎等现象，51。

pu跑道

pu跑道分为双组分反应型和单组分湿气固化型两种。

因单组分湿气固化型pu跑道更经济，故目前国内市场上的pu跑道多为单组分湿固化型的，但其释放的游离tdi浓度较高。

随着人们环保意识的提高，已经越来越不能接受会释放有毒物质的该单组分tdi型pu跑道，尤其对学校体育场地而言，使用该跑道会严重影响师生的身体健康，但是我国大中小学仍会继续提倡铺设塑胶跑道，因为这是学校体育发展的共同趋势:因此研制不含游离-nco基团、无溶剂、无臭味、无污染和低成本的pu跑道材料是pu树脂的新的研究方向。

吴淑贞等选择新的原材料和新的制备工艺合成了mdi型pu体育跑道铺设材料，对材料物性分析后表明。

成偬用改性的液化mdi作为合成pu跑道的异氰酸酯原料，选用相对分子质量分布在1000～3000的高活性聚醚多元醇，在常压和70～80℃下反应5～6h生成-nco含量在9%左右的预聚体，经性能测试表明，所制得的pu跑道胶符合环保和实际操作要求。

中国科学院化学研究所在最新纳米材料技术发展的基础上，研制出纳米pu塑胶专利技术，可用于体育和公共设施等场地的新型pu弹性体材料。

pu合成革(pu革)

pu革属于pu弹性体的一类，具有光泽柔和、自然、手感柔软且真皮感强的外观，并具有与基材粘接性能优异、抗磨损、耐挠曲和抗老化等优异性能，同时还具备耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便和价格低廉等优点，是天然皮革最为理想的替代品，广泛用于服装、制鞋、箱包及家具等行业，现已成为人们日常生活中不可或缺的消费品。

国内合成革生产过程中，均采用有机溶剂型的pu树脂作为其基层和面层的基本原料，这种类型的pu树脂均通过甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(mek)、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(dmf)等作为主要溶剂以溶剂聚合法制得，这些占整个树脂成分60%以上的有机溶剂都是有害物质，无论在生产过程中还是在使用过程中都会对人体有害，并且每年会有数万t无法回收的有毒溶剂排放到空气和周边的河流中，造成的污染则不可想象。

环保型pu革引起了各国政府的高度重视。

目前美国、意大利、日本和韩国等合成革主要生产国，已逐渐淘汰溶剂型pu树脂产品，并开始使用水性环保型pu树脂的合成革浆料。

随着我国加入世贸组织，我国企业要参与国际市场竞争，迫切需要生产和使用无公害的产品，以消除国际上“绿色贸易壁垒”对我国产品的非贸易壁垒的限制。

环保型pu合成革主要由水性树脂、高固含量树脂及tpu等生产而得。

由于水性树脂及tpu不含溶剂，高固含量树脂仅含少量溶剂，因此生产过程中对环境影响小，所生产的合成革残留溶剂少、voc含量低且能耗也低。

有关研究表明，采用水性树脂及tpu生产的pu合成革在实际生产中均存在诸多困难，因此环保型pu合成革的开发方向主要是采用高固含量树脂进行生产。

但资深专家亦指出，水性pu合成革最终会全面淘汰现有的溶剂型pu产品，从根本上解决公众健康和环境污染问题，使整个合成革产业形成良性循环，并在国际市场竞争中处于有利的地位。

中国科技大学在水性皮革涂饰剂、水性pu漆用树脂、水性pu粘合剂及水性pu纺织涂层研制成功的基础上，对水性pu合成革浆料进行了研究，制备了各种规格、不同模量的产品。

采用最新高分子合金技术解决了脂肪族异氰酸酯硬度低的难题，使成膜耐水和耐磨，特别是硬度指标均达到或超过溶剂型pu的国家标准。

温州寰宇高分子材料有限公司以水为溶剂(替代dmf、mek等大量有毒溶剂)，且不改变薄膜的特性及功能，并在提高透气性、耐磨性的前提下，已成功开发出国内首创的不燃、无毒和无污染的环保型pu合成革树脂产品。

有些科研人员在合成过程中针对性地加入某些特殊物质，生产出对人体有益、对环境无害的相关产品。

如孟宪鸿等选用奇冰石超细粉末作为无机填料，添加到pu树脂中制成负离子合成革，其在使用过程中会持续释放出空气负离子，对人体健康产生有益的作用，可用于服装、家居装饰和汽车内用革等行业。

pu涂料

以pu树脂为主要成膜物质的涂料称为pu涂料。

按照现代环保法规对挥发性有机化合物(voc)排放的限制要求，pu涂料必须解决2个技术难题:一是最大限度地减少溶剂的用量，降低涂料的voc含量，即开发高固体含量涂料、水性涂料和无溶剂涂料;二是减少pu固化剂中游离的二异氰酸酯单体的含量，即开发高性能无毒的固化剂。

水性pu以其无毒、不易燃烧、无污染、节能、安全可靠及不易擦伤被涂饰表面等优点，加之溶剂价格的高涨，成为最引人注目的pu涂料发展方向，其研究与应用均得到了快速发展。

目前全世界水性pu树脂估计年产量为5～6万t，并以较高的速度在继续增长，水性pu涂料是其中很重要的一个组成部分。

自1992年以来，水性pu年平均增长率为8%，并出现了一系列工业化产品，成功地应用于皮革涂饰、汽车涂料等领域。

水性pu主要分为单组分和双组分水性pu。

单组分水性pu涂料通常是低相对分子质量或低交联的产品，其耐化学品性和耐溶剂性能差，往往采用引入反应基团进行交联改性。

双组分水性pu涂料包括两个组分:含活泼氢的组分(如羟基)和含异氰酸酯的组分(称固化剂)。

通常要得到表观和内在质量均匀的水性pu涂料，含羟基的组分应具有较强的乳化能力，能使固化剂均匀地分散在水中;而固化剂组分应具有较小的粘度，可以减少或不用有机溶剂，又能保证与另一组分混合均匀。