聚氨酯泡沫材料研究進展

劉斌

摘 要：聚氨酯泡沫材料是聚氨酯發展的主要品種，分為軟質和硬質兩種類型。因其性能優異，用途廣泛，又是一種可再生的化工用劑，國內外很多科學家對其研究也越來越深入，其應用也越來越廣泛。本文主要是針對其概述、應用、研究進展、發展前景的展望等方面進行探討總結。

關鍵詞：聚氨酯泡沫;研究進展

1 聚氨酯泡沫材料的概述及應用

1.1 聚氨酯泡沫材料的概述

二十世紀中期，聚氨酯泡沫材料由德國科學家發明研制出來，主要以多元醇的方法來研究使用。后來又經多國創新研究，并由美國科學家提出了較為實用的創新方法以環氧丙烷代替了以前的傳統方法，不僅使得聚氨酯泡沫材料的生產成本顯著降低，使得聚氨酯泡沫材料得到迅速發展，引起更多廠家加大對聚氨酯泡沫材料的投入生產，獲得更多方面的應用。

1.2 聚氨酯泡沫材料的應用

聚氨酯泡沫材料由材質可以分為硬質泡沫材料與軟質泡沫材料，軟質泡沫材料相較于硬質材料應用更為廣泛。軟質泡沫材料又可以分為塊狀軟質與模塑軟質材料。塊狀軟質泡沫材料主要應用于墊材，復合型的面料，家具，箱包與服飾及鞋帽的襯里材料等;模塑軟質泡沫材料主要應用在運動器材，汽車坐墊，靠背頭枕等。硬質聚氨酯泡沫材料雖然在應用方面沒有軟質廣泛，但在建筑行業，冰箱，冷藏運輸車道等應用較為廣泛。

2 聚氨酯泡沫材料的研究進展

2.1 對聚氨酯泡沫材料研制原料的研究進展

聚氨酯泡沫材料的研究進展主要是對這種材料的制備的主要使用原料的發展，下面用結構流程圖來展示這一方面的發展，再對具體的研究進行說明。

對于原料發泡劑最先應用的水系發泡劑，這種發泡劑的主要原料是水。制備工藝簡單，可操作性強，對設備的要求較低，從以上方面看來，水系發泡劑具有較好的應用性能，但在實際應用中制作出來的泡沫材料穩定性低，導熱快，使得整體制備出來的聚氨酯泡沫材料性能較差。經過研究，后續又發現了低沸點化合物發泡劑，液態二氧化碳發泡劑等及其他發泡劑。其中低沸點化合物是由多種化合物混合而成，在性能方面十分穩定，操作過程也較為方便，應用較為廣泛，但在應用中暴露出污染性較大。所以很多廠家放棄使用該類發泡劑，經過一系列研究改進，使用一些污染性小的化合物替代;使得低沸點化合物發泡劑又得以廣泛應用。對于液態二氧化碳發泡劑，這是在發泡劑研究領域中的一種創新應用，由于二氧化碳的一些不穩定性能，使得其在發泡劑中的應用不是很廣泛，最新研究發現，液態的二氧化碳發泡劑是一種極好的發泡劑，對于應用液態二氧化碳作為發泡劑的研究也發展迅速，目前依然發現二氧化碳發泡劑也存在著對設備要求較高，應用領域受溫度限制等缺點，亦存在著改進完善、創新應用的空間。

2.2 對聚氨酯泡沫的改性的研究進展

聚氨酯泡沫的增強改性的方法主要有四個較為出眾的方面，顆粒填充改性、纖維增強改性、阻燃改性、互穿聚合物網絡改性。

2.2.1 顆粒填充技術對聚氨酯改性

這是一種較為實用的改性方法，主要是在硬質的聚氨酯泡沫基體中加入顆粒性的剛性粒子，以此來增強聚氨酯泡沫的強度，穩定性等性能，完成改性。在現階段，這種改性技術還引進了納米顆粒改性技術，將原先的顆粒改性技術進行優化，通過均勻的納米顆粒分散在聚氨酯泡沫材料中，增強了聚氨酯泡沫材料的性能，又極大的提高了顆粒填充對聚氨酯改性的效果。

2.2.2 纖維增強技術對聚氨酯改性

纖維增強技術是一種新穎的改性技術，利用木質素，玻璃纖維、碳纖維，及其他纖維制品來制備更加復合型的硬質聚氨酯纖維，不僅在一定程度上做到了廢棄資源的回收利用與環境治理，還提高了聚氨酯泡沫材料的應用范圍。

2.2.3 阻燃技術對聚氨酯改性

由于聚氨酯泡沫材料極其易燃，對很多應用領域都是一種潛在的威脅，而且燃燒會釋放出大量的有毒氣體，不僅會污染環境，對人體也存在極大的損害。目前為了消除這一隱患就采用了阻燃改性技術，減少了有毒，有害物質的釋放，使得聚氨酯泡沫材料得以廣泛的應用。

2.2.4 互穿聚合物網絡技術對聚氨酯改性

這種技術依賴于多種聚合物的互穿形成另一種特別的聚合物，這種聚合物是將不同功能的聚合物的特性進行互補，減小差異，優化各種聚合物的特性，使得對聚氨酯的改性更加穩定，也由此改性得以制出互穿網絡聚氨酯泡沫，這是聚氨酯泡沫材料的重要創新研究應用。

3 對聚氨酯泡沫材料研究進展的展望

聚氨酯泡沫材料的研究正在一步步深入，對于這種材料的特性或者缺陷的研究會使得對聚氨酯泡沫材料的制備更加先進，完善，為聚氨酯泡沫材料的進一步發展奠定基礎。

4 結語

本文對聚氨酯泡沫材料探討的研究進展主要關于聚氨酯的制備原料及聚氨酯改性，這兩個方面都是有關聚氨酯研究的重要方面，了解這些發展歷程，技術進展，可以更大程度的發揮聚氨酯材料的特性，促進聚氨酯材料擁有更廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]余天石，張北戰，葛明橋.阻燃型硬質聚氨酯泡沫的制備工藝探討[J].化工新型材料，2014（05）：43-45.