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环保型材料：PU究竟是什么，它有着怎样的用途？

在阅读文章前，辛苦您点下“关注”，既方便您进行讨论与分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持!作者一定不负众望，带来更多优质作品！

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。