聚氨酯材料合成研究+实验(3)
根据所用的多元醇的不同可以将聚氨酯弹性分为聚醚型聚氨酯弹性体、 聚酯
型聚氨酯弹性体、蓖麻油型聚氨酯弹性体等。
根据加工工艺的不同还可以分为混炼型聚氨酯（MPU）、浇注型聚氨酯
（CPU）和热塑型聚氨酯（TPU）。在所有聚氨酯种类当中，聚醚型聚氨酯是当
前应用中最为广泛的一类聚氨酯。 1.4 聚氨酯弹性体的优点
在聚氨酯弹性体中，由于软硬段的不相容性，存在明显的微观相分离结构，
其中软段相提供弹性，硬段相起到增强填充和交联作用。这种多相的高分子具有
好的机械强度、高硬度、耐磨耗和耐化学腐蚀性。由于氨基甲酸酯基团的极性特
征、基团间形成氢键的能力以及长链软段和短链硬段溶解性的差异，导致软硬段
热力学不相容而产生微相分离，硬段分子之间强烈缔合在一起形成许多微区而分
散在软段相基质中。这样最终形成的 PU材料并不是统计学上的无规共聚物，而
是很高硬段含量的聚合物链与几乎是纯软链段的“混合物” ，且在化学键连接的
两相微区中存在着氢键相互作用。有强烈极性和氢键作用的硬段在橡胶态的软段
基质中起到物理交联点和活性增强填料的作用。聚氨酯弹性体的独特结构赋予该
种材料具有优良的综合力学性能：
（1） 优异的耐磨性能（Tabor 磨耗0.5~3.5 mg，天然橡胶 146 mg）；
（2） 在很宽的硬度范围内（邵氏 A10 至邵氏D80）保持较高弹性
（400%~800%的伸长率）；
（3） 高强度和高伸长率；
（4） 负载支撑容量大、减震能力强，硬度在邵氏 A85 以上时仍能保持良
好的弹性；
（5） 良好的耐油和耐多种溶剂性能；
（6） 生物相容性。
这些综合性能是其他很多商品化橡胶和塑料所不具备的。
1.5 聚氨酯弹性体的应用
浇筑型聚氨酯弹性体具有高弹性和高耐磨性，越来越多地应用于铺设各种体
育运动场地，如田径场塑胶跑道、网球场、篮球厂和羽毛球场地以及学校操场、
过街天桥、文化小区的游乐地面等。
热塑型聚氨酯弹性体具有耐磨、耐油、耐低温、耐候、耐臭氧、强韧、消音
和符合食品卫生、能与人体相容等优点。目前在欧美等国主要用来制造滑雪靴、
登山靴等体育用品，并大量用以生产各种运动鞋、旅游鞋，消耗量甚多。另外，
在医疗卫生、工业部件、纺织服装、电气绝缘等领域也获得了广泛的应用。具体
应用见表1.1。 1.6 聚氨酯弹性体的未来发展趋势
由于聚氨酯弹性体的优异性能和广泛用途，国内外对聚氨酯弹性体研究方兴
未艾，不断通过技术手段提高聚氨酯弹性体加工与应用性能。近年来国内外开发
出多种聚氨酯弹性体新品种，其中最有发展潜力的品种有：
针对聚氨酯弹性体耐高温性能差和易水解等缺点，通过提高弹性体分子交联
密度、提高微相分离程度和选择异氰酸酯和扩链剂等原料改善聚氨酯弹性体的性
能，此外还通过加入抗氧剂、热稳定剂和一些填料来有效提高聚氨酯弹性体热稳
定性能。许多应用领域尤其是一些新开发的电子、医疗、汽车、包装等行业对抗
静电要求较高，因此抗静电聚氨酯弹性体开发成为重要发展方向。国内多家研究
机构采用添加阳离子抗静电剂，填充炭黑、金属材料、金属纤文，与亲水性聚合
物或本征导电高分子的共混物等手段制备抗静电的聚氨酯弹性体。
利用生物资源的天然结构及特性，生产像木材那样能被微生物分解的聚氨酯