Polyurethan (PU), früher als Polyurethan bekannt, ist ein Polymermaterial mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und extrem starker Plastizität, das durch die Kondensationsreaktion von Polyol und Polyisocyanat entsteht [1]. Seine Synthese geht auf das Jahr 1937 zurück, als Professor Bayer erstmals lineares Polyurethanharz unter Verwendung von 1,6-Hexamethylendiisocyanat und 1,4-Butandiol als Rohstoffe synthetisierte [2]. Zu den Haupttypen von Polyurethan gehören Polyether, Polyester, Polyimid, Polyharnstoff usw., die zu Polyurethankunststoffen (hauptsächlich Schaumkunststoffen), Polyurethanfasern (in China Spandex genannt), Polyurethankautschuk und Elastomeren usw. verarbeitet werden können [3]. Nach fast 80 Jahren technischer Entwicklung wird dieses Material häufig in Produkten wie Beschichtungen, Klebstoffen, Textilveredelungsmitteln, Ledermodifikatoren, Polyurethan-Weich-/Hartschäumen, Elastomeren und anderen Bereichen verwendet und findet breite Anwendung in den Bereichen Textilien, Bauwesen, Luftfahrt, Schifffahrt, Transportwesen, Medizin, Elektronik usw. Weiches Polyurethan hat hauptsächlich eine thermoplastische lineare Struktur und weist eine bessere Stabilität, chemische Beständigkeit, Elastizität, mechanische Eigenschaften und eine geringere Kompressionsverformung als PVC-Schaummaterialien auf. Es verfügt über eine hervorragende Wärmedämmung, Schalldämmung, Erdbebensicherheit und Antitoxizität. Daher wird es als Verpackungsmaterial, Schallschutzmaterial und Filtermaterial verwendet. Harter Polyurethan-Kunststoff zeichnet sich durch geringes Gewicht, gute Schalldämmung, Wärmedämmung, chemische Beständigkeit, hervorragende elektrische Eigenschaften, einfache Verarbeitung und geringe Wasseraufnahme aus. Es wird hauptsächlich in der Bau-, Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie als wärmeisolierendes Strukturmaterial verwendet. Die Leistung von Polyurethan-Elastomeren liegt zwischen Kunststoffen und Gummi und weist Eigenschaften wie Ölbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Kältebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, hohe Härte und Elastizität auf. Es wird hauptsächlich in der Schuhindustrie und der medizinischen Industrie eingesetzt. Polyurethan wird auch zur Herstellung von Klebstoffen, Beschichtungen, Kunstleder usw. verwendet. [4]
Physikalische Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften: Die physikalischen Eigenschaften von Polyurethan variieren je nach Typ. Im Allgemeinen hat Polyurethan eine Dichte von 1,2–1,3 g/cm³ und zeichnet sich durch hohe Dichte, hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe Abriebfestigkeit aus. Polyurethan hat das Aussehen einer gelben oder bräunlich-gelben, viskosen Flüssigkeit. Es ist in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln wie Styrol und Xylol löslich. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Schmelzpunkt, spezifisches Gewicht und Löslichkeit variieren je nach Typ. [44]
Chemische Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften: Die physikalischen Eigenschaften von Polyurethan variieren je nach Typ. Im Allgemeinen hat Polyurethan eine Dichte von 1,2–1,3 g/cm³ und zeichnet sich durch hohe Dichte, hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe Abriebfestigkeit aus. Polyurethan hat das Aussehen einer gelben oder bräunlich-gelben, viskosen Flüssigkeit. Es ist in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln wie Styrol und Xylol löslich. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Schmelzpunkt, spezifisches Gewicht und Löslichkeit variieren je nach Typ.
Produktklassifizierung
Übertragen
Zu den Polyurethan-Produkten gehören hauptsächlich Schaumkunststoffe, Elastomere, Faserkunststoffe, Fasern, Leder- und Schuhharze, Beschichtungsmittel, Klebstoffe, Dichtstoffe usw., wobei Schaumkunststoffe den größten Anteil ausmachen [6].
Polyurethanschaum
Polyurethanschaumkunststoffe werden in zwei Typen unterteilt: Hartschaum und Weichschaum. Sie zeichnen sich durch hervorragende Elastizität, Dehnung, Druckfestigkeit, Weichheit und gute chemische Stabilität aus. Darüber hinaus weist Polyurethanschaum eine hervorragende Verarbeitbarkeit, Haftung, Isolierung usw. auf und ist ein hochleistungsfähiges Polstermaterial [6].
Polyurethan-Elastomer
Polyurethan-Elastomere haben in ihrer Struktur zwei Segmente: weich und hart. Daher ist es durch die Gestaltung der Molekülkette möglich, dem Material hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, ausgezeichnete Zähigkeit, Abriebfestigkeit und Ölbeständigkeit zu verleihen. Polyurethan wird als „verschleißfest“ bezeichnet. Gummi ist ein Material, das die hohe Elastizität von Gummi und die Steifigkeit von Kunststoff vereint [6].
Polyurethanfaser-Kunststoff
Polyurethanfaserkunststoff hat eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit und ist ein Material, das für viele Anwendungen ausgewählt wird. Es verfügt über eine hervorragende Abriebfestigkeit und Ölbeständigkeit, wodurch es für Anwendungen geeignet ist, die Abriebfestigkeit erfordern, wie z. B. Seile und Sportschuhe, und kann selbst in Umgebungen mit einer geringen Menge Öl oder Chemikalien eine stabile Leistung aufrechterhalten. Polyurethanfasern verfügen über eine hohe Elastizität und Rückstellkraft und werden daher häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Elastizität erfordern, wie z. B. elastische Stoffe und Federn.