聚氨酯概况一、聚氨酯定义聚氨酯：凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。
分类：聚酯型聚氨酯; 聚醚型聚氨酯。
聚酯型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。
聚醚型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。
二、聚氨酯生产常用原料简介己二酸（AA）1、物理性质：白色晶体或结晶粉末，略有酸味，微溶于水、环己烷，溶于丙酮、乙醇、乙醚。
不溶于苯、石油醚。
熔点152℃，沸点330.5℃（760mmHg），比重1.360（20/4℃），闪点196℃。
2、用途：AA主要用于生产尼龙（纤维和树脂），约占总生量的70%以上，聚氨酯行业中AA 的用量只约20%，余下的用于增塑剂、造纸、药物等方面生产。
在PU行业中，AA用于生产PU革用树脂、鞋底原液、弹性体、胶粘剂和油漆等方面。
二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）1、物理性质：白色到微黄色结晶体（或粉末）。
溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.197（70℃），凝固点38-39℃，沸点190℃（5mmHg）。
2、用途：MDI只用于聚氨酯行业中，其应用范围是：弹性体、纤维、革用树脂、鞋底原液、胶粘剂和油漆等方面。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）1、物理性质：棕色粘稠液体，溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.23（25℃）。
2、用途：在PU行业中，PAPI主要用于生产硬泡，此外还可用于胶粘剂、铺装材料等。
甲苯二异氰酸酯（TDI）1、物理性质无色至淡黄色液体，有强烈刺激性气味。
可溶于醚、丙酮、苯、四氯化碳、氯等。
与水、醇及胺等反应，比重 1.2244（20/4℃），熔点19.5-21.5℃，沸点251℃（760mmHg）。
2、用途：TDI的主要用途是生产PU泡沫，约占TDI总量的80%以上。
此外还用于胶粘剂、弹性体、油漆、固化剂等方面。
N,N-二甲基甲酰胺（DMF）1、物理性质：无色透明液体，有氨气味，溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂，微溶于苯。
溶解能力强，被称为万能有机溶剂。
比重0.9445g/cm3（25/4℃），熔点-61℃，沸点153℃，折射率为1.4269。
2、用途：DMF主要用于革用树脂的合成和PU皮革生产加工方面，约占总量的90%以上，余下的用于医药和分析方面。
1，4—丁二醇（BDO）1、物理性质：无色粘稠油状液体，味苦，有吸湿性，无气味。
可溶于水、甲醇、乙醇和丙酮，微溶于乙醚，不易挥发。
比重为1.016g/cm3(20/4℃)，凝固点为20.9℃，沸点为228℃，折射率为1.4446（25℃）。
2、用途：用于制造聚酯多元醇、不饱和树脂、药物、染料、化妆品及油漆等。
多元醇一）：聚酯多元醇1、分类：聚酯多元醇的种类繁多，根据其结构来分可分为三大类：聚酯多元醇类（主要是己二酸系列），聚ε—己内酯类，聚碳酸酯类。
聚酯多元醇是由二元酸与二元醇或三元醇经酯化、缩聚成一定分子量的端羟基高聚物。
聚ε—己内酯类是ε—己内酯在催化剂（有机钛类、辛酸亚锡）存在下，由起始剂（二醇或二胺）开环聚合成线性的端羟基或端胺基高聚物。
聚碳酸酯类是1，6—己二醇与二苯基碳酸酯经酯交换、缩聚而成的聚碳酸己二醇酯二醇。
23、聚酯多元醇主要品种：见表1：二）：聚醚多元醇（PPG）：1、分类：聚醚多元醇品种很多，根据其特性来分可分为四大类：第一类：普通氧化丙烯为基的聚醚多元醇。
第二类：特种氧化丙烯为基的聚醚多元醇。
第三类：四氢呋喃为基的聚醚多元醇。
第四类：丁二烯为基的聚醚多元醇。
2、聚醚多元醇生产原料：聚醚多元醇的生产原料只有三种：第一种：含氧的环化物：主要有：环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等。
第二种：含活泼氢的起始物：主要有：乙二醇、丙三醇、季四醇、乙二胺、芳胺等。
第三种：离子型催化剂：主要有：KOH、NaOH、FeCl3、AlCl3、BF3等3、主要的聚醚多元醇品种：见表2：三、聚氨酯制品的生产和用途概述聚氨酯用途很广，涉及的产品有：泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革等。
这些制品广泛应用于工、农业，运输、建筑以及日常生活用品等行业中。
下面简单概述一下聚氨酯的有关用途。
（一）泡沫塑料1、生产原理（1）：ONC —R —NCO + H 2O ONC —RNHCOOH ONC —R —NH 2 + CO 2ONC —R —NCO + R —NH 2 ONC —RNHCONHR（2）：ONC —R —NCO + HO —R 1—OH + ONC —R —NCOONC —R —NH —R 1—NH —R —NCO2、生产工艺按聚氨酯泡沫的生产工艺，可分为一步法、预聚体法（两步法）两种；按生产机械的种类，可分为间歇法、连续法两种。
常见的箱式发泡是间歇式一步法。
其生产流程如下：3、各组份作用：1）、聚醚多元醇：是泡沫塑料的主要原料之一，与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成聚氨酯。
构成泡沫体的主体骨架。
2）、TDI （T —80：是泡沫塑料的主要原料之一，其作用有：第一：与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成聚氨酯。
构成泡沫体的主体骨架。
第二：与水反应，放出CO 2，形成泡沫塑料中泡孔。
第三：过量的—NCO 与脲、氨基甲酸酯中的活泼氢反应，生成缩二脲和脲基甲酸酯，使聚合物分子链接连起来，形成聚合物网络结构，起交联作用，赋予泡沫体强度。
3）、发泡剂：发泡剂有两类：水和物理发泡剂。
水：与异氰酸酯反应，生成脲基甲酸酯，形成泡沫体的主体骨架之一。
同时反应中放出的CO2，形成泡沫塑料中泡孔。
物理发泡剂：常用的有：F11（三氯一氟甲烷），二氯甲烷等。
其作用是：其一：起发泡作用；其二是带走热量或减少放热量，防止泡沫烧心或燃烧。
4）、催化剂：用来调整和平衡在泡沫形成过程中，发生的发泡和聚合凝胶两种反应速率。
以克服泡沫中的各种问题。
同时为了加快反应速度，缩短生产时间。
5）、填料：降低成本和提高泡沫强度、耐热性能。
6）、硅油：属于表面活性剂系列。
4、应用领域：1）、垫材：软泡用于家具座椅、沙发，汽车座垫、靠背、扶手，床垫等。
2）、软泡可用作隔音材料、鞋内衬等织物复合材料、玩具、过滤材料和高档仪器的包装材料等方面。
3）、硬泡可用于冰霜、冷藏方面的绝热材料，工业管道、贮罐的保温材料，以及汽车的车门板、行李箱盖、发动机盖板等。
4）、硬泡在建筑方面可用作楼顶层的防水、隔热材料，组合活动建筑。
同时还能作为具有车、锯、刨功能的仿木材料。
（二）弹性体1、分类：从制造工艺来分，聚氨酯弹性体可分为浇注型、热塑性、混炼型三大类。
2、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的生产工艺：TPU的生产工艺很多，但最常用的双螺杆连续化生产工艺。
3、弹性体用途1）、聚氨酯弹性体可用于矿山中各种设备的管道、弯头、内衬、筛板（筛网）和传送运输带等。
2）、聚氨酯弹性体可用于造纸、纺织、印染、印刷等各种胶辊，也可用于矿山中各种车辆上的实心轮胎。
3）、聚氨酯弹性体可用于汽车行业中的仪表板、车身板、保险杠以及其它零部件，此外还可用于模具内衬、各种物料的软硬管、鞋底鞋材以及医用各种材料等。
（三）涂料1、分类：2、特性：涂膜耐耐磨与粘附力强、涂膜防腐性能优良、施工温度范围广、涂料配方可调范围广、具有优良的电气性能。
与其它树脂相溶性良好。
装饰与保护性能良好。
耐温性能好。
3、工艺简介：1）、单组分涂料生产工艺：氨酯型、封闭型、湿气固化型等单组分涂料的生产，其工艺基本相同，主要是配方不同。
2）：双组分涂料生产工艺：在双组分聚氨酯涂料中，甲组分为末端带—NCO的预聚物，乙组分为末端带—OH的多元醇。
其中乙组分的生产工艺与聚酯多元醇的生产工艺基本相同。
甲组分为多异氰酸酯组分，主要有三类：加成物，缩二脲，异氰酸酯三聚体。
其中以加成物为主，其它两类为辅。
下面为TDI —TMP 加成物的生产工艺图：3、用途：1）、聚氨酯涂料用于飞机涂装、船舶水下防腐涂装、水上保色涂装以及车辆表面涂装。
2）、聚氨酯涂料用于建筑物外墙涂刷、地面或木制地板涂刷。
也可用于电器、仪表和机床等到方面涂装。
3）、聚氨酯涂料用于作家具等到木器漆，也可用于塑料、橡胶、皮革表面涂装。
（四）胶粘剂：1、生产工艺：主剂的生产工艺：固化剂的生产工艺：注意：主剂是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应得到的端—NCO预聚体。
固化剂是聚醚多元醇、多元胺、填料、抗氧化剂、催化剂等组成的端—OH 混合物。
（五）聚氨酯弹性纤维：生产工艺：聚氨酯弹性纤维的生产分三步：嵌段聚氨酯树脂的制备；纺丝工艺；纤维后加工。
1）、嵌段聚氨酯树脂的制备：嵌段聚氨酯树脂的制备是分两步的：第一步是合成预聚物，第二步是再经扩链成树脂。
2）、纺丝工艺：有四种方法：干法纺丝、湿法纺丝、化学反应纺丝、熔融纺丝。
但最常用的是干法纺丝法。
3）、纤维后加工：主要是改变纤维表面，通过添加一些石蜡、硅油等表面活性剂 ，降低其表面粘性。
3、用途：聚氨酯弹性纤维用于紧身衣、运动衣、游泳衣、护腿袜、外科用绷带等。
（六）、鞋底原液：聚氨酯鞋底原液是一种微孔弹性体，实际上是一种泡沫与弹性体的混合物。
一般来说，聚氨酯鞋底原液是双组分（或三组分），A 组分是端羟基聚酯多元醇、水、硅油、可能有二元醇扩链剂的混合物。
B 组分是末端为—NCO 的预聚集物，（C 组分是催化剂）。
聚氨酯鞋底原液的生产工艺： A 组分的生产：B组分的生产：四、聚氨酯原料生产、消费情况1、全球生产消费情况聚氨酯主要原料MDI、TDI、PPG已成为国际化商品，其生产技术与设备较为复杂，产品竞争相对激烈，长期发展的结果使生产相对集中。
全球聚氨酯的生产和消费主要集中在欧美和亚洲。
MDI（二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯）全球MDI主要生产商有万华化学集团公司（144万吨/年）、Bayer（128.7万吨/年）、BASF（118.4万吨/年）、Huntsman（97.4万吨/年）、DOW（66万吨/年）、日本聚氨酯工业公司（40万吨/年）等。
前5家企业产能合计555万吨/年，占全球总产能的88%，行业集中度很高。
TDI（甲苯二异氰酸酯）全球共有20多家TDI企业、40多套TDI生产装置，主要采用液相光气法工艺路线。
主要生产企业包括拜耳（69万吨/年）、巴斯夫（51.2万吨/年）、日本三井化学（23.7万吨/年）、万华化学集团公司（16万吨/年）、沧州大化股份有限公司（15万吨/年）、韩国KPX Chemial集团（15万吨/年）、中国兵器工业集团（15万吨/年）、法国Vencorex（12.5万吨/年）等。
2012年全球TDI总生产能力约258万吨/年，2012年中国TDI产能79万吨/年，为全球第一大生产国，其次为美国，38万吨/年，第三为韩国，36万吨/年，德国30万吨/年，日本26万吨/年。