聚氨酯，是在高分子主鏈中含有氨基甲酸酯基（-NHCOO）的聚合物，全稱為聚氨基甲酸酯，簡(jiǎn)稱聚氨酯（PU）。聚氨酯是一種新興的有機(jī)高分子材料，被譽(yù)為“第五大塑料”。
合成聚氨酯的主要原料是有機(jī)多元異氰酸酯和端羥基化合物。根據(jù)所用端羥基化合物的不同，聚氨酯可以分為聚酯型和聚醚型兩類。聚酯型是以二異氰酸酯和端羥基聚酯為原料制備的聚氨酯。聚醚型是以二異氰酸酯和端羥基聚醚為原料制備的聚氨酯。
使用不同的原材料，可制備不同性質(zhì)的聚氨酯產(chǎn)品。合成聚氨酯的原料主要包括多異氰酸酯，多元醇，擴(kuò)鏈劑和輔助材料等。
多異氰酸酯
結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)及以上NCO基團(tuán)的物質(zhì)統(tǒng)稱為多異氰酸酯。按NCO基團(tuán)的數(shù)目一般分為二元異氰酸酯，三元異氰酸酯及聚合型異氰酸酯三大類。按照分子結(jié)構(gòu)又可分為脂肪族，脂環(huán)族和芳香族的異氰酸酯。
1、甲苯二異氰酸酯（TDI）

甲苯二異氰酸酯（TDI）是應(yīng)用較多的。甲苯二異氰酸酯有2,4位和2,6位兩種異構(gòu)體，根據(jù)異構(gòu)體的含量分為三種商品規(guī)格：
A、TDI一100：含100%的2,4一甲苯二異氰酸酯；
B、TDI一80：含80%的2,4一甲苯二異氰酸酯，20%的2,6一甲苯二異氰酸酯；
C、TDI一65：含65%的2,4一甲苯二異氰酸酯，35%的2,6一甲苯二異氰酸酯。
TDI常用作聚氨酯軟泡、灌封澆注彈性體、涂料和膠粘劑的固化劑使用。
2、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）

二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的主要結(jié)構(gòu)包括4,4-MDI，2,4-MDI和2,2-MDI三種異構(gòu)體。常見的產(chǎn)品有純MDI和聚合MDI。
純MDI或MDI-100，為含4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯含量99%以上的MDI。在聚氨酯工業(yè)上以纖維（氨綸）多，也可用作預(yù)聚體（彈性體）合成。
聚合MDI（也稱聚氨酯“黑料”），為含有一定比例純MDI與多苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物。多用于制作聚氨酯硬泡，在冰箱冷柜、冷藏集裝箱、建材保溫、汽車領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
3、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)

六亞甲基二異氰酸酯（HDI）為脂肪族異氰酸酯，因不含苯環(huán)，具有良好的耐黃變性和柔順性。HDI反應(yīng)活性小，揮發(fā)性大，毒性也大，一般是將HDI與水反應(yīng)制成縮二脲二異氰酸酯使用。主要用作合成中間體，其三聚體和縮合物是常用的固化劑。
4、異氟爾酮二異氰酸酯（IPDI）

異氟爾酮二異氰酸酯（IPDI）屬脂環(huán)族異氰酸酯，產(chǎn)品為含75%順式異構(gòu)體和25%反式異構(gòu)體的混合物。IPDI制成的聚氨酯樹脂具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性和耐化學(xué)藥品性。一般用于制備高檔的產(chǎn)品中間體，如光固化聚氨酯樹脂，其三聚體和預(yù)聚體可用于涂料固化劑。
近年來，異氰酸酯產(chǎn)品得到了大力開發(fā)，異氰酸酯的種類大大增加，性能也得到提高，從基礎(chǔ)原材料逐漸向高端原材料轉(zhuǎn)變。
多元醇
聚氨酯合成中的多元醇主要包括聚酯多元醇和聚醚多元醇二大類。它構(gòu)成了聚氨酯的軟段。不同的多元醇與異氰酸酯反應(yīng)合成的聚氨酯性能也大不同，一般認(rèn)為聚酯型多元醇反應(yīng)的聚氨酯具有更高的強(qiáng)度和硬度，而聚醚型多元醇反應(yīng)的聚氨酯具有更好的柔韌性和不易水解性。
1、聚醚多元醇（PPG）
聚醚多元醇是分子中含有醚鍵（-R-O-R-)，端基為OH基團(tuán)的齊聚物。聚氨酯軟泡和硬泡對(duì)聚醚的相對(duì)分子質(zhì)量和羥值有不同要求。
用于軟泡的聚醚多元醇一般為長(zhǎng)鏈，低官能度，平均相對(duì)分子量在2000~6500左右。用于硬泡的聚醚多元醇（俗稱“白料”）通常相對(duì)分子量在300~400，羥值在350~600mgKOH/g。
2、聚酯多元醇
聚酯多元醇主鏈含有酯基（—COO—）或碳酸酯基（—OCOO—），鍵極性強(qiáng)，內(nèi)聚能大，粘接性能好，可以提高聚氨酯膠粘劑的耐油性和耐溫性，但酯鍵易水解，降低了聚氨酯的耐水性能。
脂肪族聚酯多元醇多用于聚氨酯油墨、聚氨酯彈性體、微孔聚氨酯鞋底、聚氨酯膠粘劑、澆注性聚氨酯彈性體、ＰＵ革樹脂、織物涂層等方面。
芳香族聚酯多元醇，由于分子中含有苯環(huán)剛性基團(tuán)，可增加制品強(qiáng)度、耐熱性、阻燃性等特點(diǎn)。一般用于制造硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，也用于非泡沫聚氨酯，如：聚氨酯涂料、膠粘劑、彈性體等。
聚氨酯材料是多元醇的重要應(yīng)用，通過開發(fā)更多性能的多元醇，可以提高聚氨酯的性能，工藝及開拓更廣泛的用途。
3、輔助材料
聚氨酯的原材料中通常還會(huì)用到擴(kuò)鏈劑，催化劑，表面活性劑，交聯(lián)劑，發(fā)泡劑等輔助材料。
聚氨酯的應(yīng)用
聚氨酯因其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域，產(chǎn)品應(yīng)用涉及輕工，化工，電子，紡織，醫(yī)療，建筑，建材，汽車，國(guó)防，航天和航空等。聚氨酯的應(yīng)用主要分為三大方面：聚氨酯軟泡，聚氨酯硬泡及聚氨酯彈性體。
1、聚氨酯軟泡：
墊材：如座椅、沙發(fā)、床墊等，聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料，墊材也是軟泡用量大的應(yīng)用領(lǐng)域；
吸音材料：開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能，可用作室內(nèi)隔音材料；
織物復(fù)合材料：墊肩、文胸海綿、化妝棉。
2、聚氨酯硬泡：
家電及食品等行業(yè)冷凍冷藏設(shè)備：聚氨酯硬泡是冷凍、冷藏設(shè)備理想的絕熱材料，能達(dá)到較理想的保溫效率。可用作冰箱，冰柜，保溫箱，熱器等電器的保溫絕熱層。
工業(yè)設(shè)備和管道保溫：聚氨酯硬泡可用作貯罐，管道的保溫材料，在石油，化工，天然氣等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
建筑保溫材料。
汽車部件：PU硬泡可以用于汽車頂篷，內(nèi)飾件及多種汽車部件，如車門板、行李箱蓋板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板等。
復(fù)合材料：高密度（密度為300~700kg/m3）PU硬泡或玻璃纖維增強(qiáng)硬泡是結(jié)構(gòu)性泡沫塑料，又稱仿木材料?？蓱?yīng)用在型材、板材、體育用品、裝飾材料等。
3、聚氨酯彈性體：
聚氨酯彈性體包括：澆注型聚氨酯彈性體(CPU)，熱塑聚氨酯彈性體(TPU)及混煉型聚氨酯彈性體(MPU)。聚氨酯彈性體可用于機(jī)械配件，膠輥，傳送帶，密封圈，輥輪及輪胎等。也可用作制造彈性纖維、合成革樹脂、膠粘劑和涂料等。
近年來，聚氨脂材料獲得了大力開發(fā)，隨著原材料不斷的推陳出新，應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟完善，聚氨脂在工業(yè)及生活中的應(yīng)用越來越多，也越來越重要。