功能聚氨酯的研究

侯永珍

【摘要】聚氨酯作為一種制作材料，具有十分廣泛的使用范圍，如制作橡膠、涂料等用途。從聚氨酯的使用功能方面又可以將其分為生物降解型、形狀記憶型、阻燃型、導(dǎo)電型等幾個大類，本文將根據(jù)聚氨酯的不同方面功能的研究狀況進(jìn)行簡單的論述，并做一些總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】功能聚氨酯；研究現(xiàn)狀

【中圖分類號】TQ317 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）35-0141-01

功能高分子是指對物質(zhì)、能量和信息具有傳輸、轉(zhuǎn)換或貯存作用的高分子及其復(fù)合材料。由于聚氨酯以其結(jié)構(gòu)易于設(shè)計加工而成為合成材料中發(fā)展較快的材料。其化學(xué)結(jié)構(gòu)特征是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫的柔性鏈段（亦稱軟鏈段或軟段）和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于室溫的剛性鏈段（亦稱硬鏈段或硬段）嵌段而成。隨著在生產(chǎn)和生活方面對具有新型功能的聚合物材料的需求，以及科技水平的進(jìn)步，近年來，人們開發(fā)出了眾多帶有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的聚氨酯材料和聚氨酯復(fù)合材料。本文綜述了功能聚氨酯材料的最新研究進(jìn)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對聚氨酯做了不同程度的認(rèn)識和研究，賦予了它們不同的使用功能，以滿足人們的生活需求。并且基于現(xiàn)階段聚氨酯的研究現(xiàn)狀，將對其接下來的研究發(fā)展方向做出簡單的分析。

一、不同功能聚氨酯的研究現(xiàn)狀

1.阻燃型聚氨酯

從聚氨酯的化學(xué)性質(zhì)來看，它是一種在空氣中非常容易燃燒的物質(zhì)，但是在當(dāng)今這個火災(zāi)隨時都有可能發(fā)生的時代，為了能夠使聚氨酯得到更為廣泛的運(yùn)用，而又不會給人類帶來一些不必要的危險的情形下，我們只能選擇改變聚氨酯的基本化學(xué)性質(zhì)，研發(fā)具有不易燃燒的功能的聚氨酯來滿足人類的需求。這一方面的研究相對來說是有比較大的難度的，因為需要在聚氨酯中添加一定量的阻燃劑，而不同的阻燃劑又會有不同的作用方式和作用效果，例如，使用阻燃劑會破壞聚氨酯的穩(wěn)定性或耐水性能，所以在使用時需要分不同的情況使用不同的方法，而且在不同的情況下聚氨酯的添加含量是有區(qū)別的。

2.導(dǎo)電型聚氨酯

“電”已經(jīng)成為了當(dāng)今社會人們?nèi)粘Ｉ钪凶畋夭豢扇鄙俚囊徊糠至?，而且隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)不僅僅拘泥于研究金屬的導(dǎo)電性了，而是將導(dǎo)電性賦予到了各種各樣的材料當(dāng)中，致力于研發(fā)各種具有導(dǎo)電性的材料。聚氨酯作為一種具有多種用途的制作材料，為了不在這個時代中落后于其他類型的材料，就必然需要開發(fā)它的導(dǎo)電性能了，以滿足社會發(fā)展的需要。其中最為典型的措施就是在聚氨酯中添加碳納米管了，聚氨酯的導(dǎo)電性能會隨碳納米管的添加含量的增加而有所增加，但是也會有一個最大值，一旦超過這個值就會使導(dǎo)電性降低了。同時在聚氨酯中添加其他的具有導(dǎo)電性原料也可以提高聚氨酯的導(dǎo)電性。

3.生物降解型聚氨酯

由于聚氨酯的大量使用，并且使用之后被大多數(shù)人隨意丟棄，而且聚氨酯在自然環(huán)境中是很難降解的，這就造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，甚至?xí)＜暗饺祟愖陨淼陌踩?。所以，在保護(hù)環(huán)境這一大背景下，研發(fā)出具有生物降解功能的聚氨酯就顯得尤為重要了。要研發(fā)可降解的聚氨酯的第一步當(dāng)然就是要改變它的制作材料了，做直接的莫過于選擇具有一定降解功能的原材料，例如淀粉、木質(zhì)素等一些天然高分子材料和一些生物材料。這樣可以從根本上改變聚氨酯的性質(zhì)，不僅不會改變聚氨酯的基本功能，還會在投入到自然環(huán)境之后被自動降解，這樣對改善環(huán)境質(zhì)量可以起到極大的作用。

4.形狀記憶型聚氨酯

隨著人們生活水平和需求的逐漸提高，人們已經(jīng)不再滿足于自身適應(yīng)生活環(huán)境，而是期望環(huán)境能夠自動的適應(yīng)人類自身，所以就出現(xiàn)了很多具有記憶功能的生活用品，如記憶枕、記憶手環(huán)等。所以為了順應(yīng)當(dāng)今時代的潮流，聚氨酯作為一種材料，我們也非常有必要將其賦予形狀記憶的功能，以滿足人們的需求。具有形狀記憶功能的聚氨酯的主要工作原理是將聚氨酯的形狀固定成其他形狀之后，在外界環(huán)境的影響下，它又可以自動恢復(fù)成為原來的形狀。記憶性聚氨酯最突出的特點就是需要柔韌性好，而且對環(huán)境影響較為敏感，可以重復(fù)使用，但是這類聚氨酯的強(qiáng)度比較低，并且穩(wěn)定性不太好。

二、功能聚氨酯的發(fā)展前景

現(xiàn)階段的聚氨酯還有很多不同的功能，但是這些功能型聚氨酯的研究目前仍然處于起步階段，再加上功能性聚氨酯大多都是通過改變他們的原材料而實現(xiàn)的，所以生產(chǎn)成本還是比較高的，難以普及到聚氨酯的各種用途當(dāng)中，這就需要研發(fā)既有強(qiáng)大功能又成本比較低廉的聚氨酯了。此外，功能型聚氨酯的研發(fā)對技術(shù)水平的要求還是比較高的，所以還需要在技術(shù)方面對此有所加強(qiáng)。通過成本和技術(shù)這兩個主要方面的改進(jìn)，當(dāng)然其他方面也需要有所進(jìn)步，才能使具有各種功能的聚氨酯發(fā)揮更大的作用，有更大范圍的用途，從而滿足人類的不同需求。

功能聚氨酯材料是未來材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，現(xiàn)代多學(xué)科交叉的特點促進(jìn)了新型功能聚氨酯材料的研究與發(fā)展，也孕育了新一代的功能聚氨酯材料。由于聚氨酯材料具有質(zhì)量輕、低噪音、耐損耗、加工費用低、耐腐蝕等優(yōu)點，隨著納米技術(shù)的深入研究，在分子、甚至原子水平上實現(xiàn)材料的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計、復(fù)合與加工生產(chǎn)將成為可能，材料的功能將會進(jìn)一步得到擴(kuò)展，呈現(xiàn)前所未有的創(chuàng)新。功能聚氨酯材料必將成為新世紀(jì)集氨酯發(fā)展的主流，也必將對新世紀(jì)的高新技術(shù)如電子、生物技術(shù)、生們科學(xué)的研究產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響。

功能型WPU屬技術(shù)和知識密集型產(chǎn)品，生產(chǎn)成本較高，要取代溶劑型聚氨酯還有很長一段路要走。利用納米材料、可再生資源通過化學(xué)改性達(dá)到分子級復(fù)合，是功能型WPU發(fā)展的主要方向之一，相信在不久的將來會有更多高性能、多功能的WPU問世并得到應(yīng)用。

三、小結(jié)

本文通過對以上幾種功能型聚氨酯的研究現(xiàn)狀作了一些簡要的分析，并基于此分析了在研究中存在的問題，展望了聚氨酯的發(fā)展應(yīng)用前景。以上是基于本人多年根據(jù)聚氨酯的研究經(jīng)驗所寫，若有任何不妥當(dāng)?shù)牡胤?，望各位同仁及時批評指正。

參考文獻(xiàn)

[1]張軍瑞，高煜，蔣國軍.功能聚氨酯的研究進(jìn)展[J].化學(xué)通報，2017，80（11）：1027-1035.

[2]饒舟，張威，王煥，許戈文.功能型聚氨酯的研究進(jìn)展[J].粘接，2011，32（11）：75-79.

[3]孫家干，楊建軍，吳明元，吳慶云，張建安.水性功能型聚氨酯的研究進(jìn)展[J].粘接，2010，31（10）：71-74.

[4]劉都寶，鮑俊杰，唐鄧，紀(jì)學(xué)順，許戈文.功能聚氨酯材料研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].中國膠粘劑，2007（05）：51-54.