功能聚氨酯的研究

侯永珍

【摘要】聚氨酯作为一种制作材料，具有十分广泛的使用范围，如制作橡胶、涂料等用途。从聚氨酯的使用功能方面又可以将其分为生物降解型、形状记忆型、阻燃型、导电型等几个大类，本文将根据聚氨酯的不同方面功能的研究状况进行简单的论述，并做一些总结。

【关键词】功能聚氨酯；研究现状

【中图分类号】TQ317 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）35-0141-01

功能高分子是指对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料。由于聚氨酯以其结构易于设计加工而成为合成材料中发展较快的材料。其化学结构特征是由玻璃化转变温度低于室温的柔性链段（亦称软链段或软段）和玻璃化转变温度高于室温的刚性链段（亦称硬链段或硬段）嵌段而成。随着在生产和生活方面对具有新型功能的聚合物材料的需求，以及科技水平的进步，近年来，人们开发出了众多带有特殊物理化学性质的聚氨酯材料和聚氨酯复合材料。本文综述了功能聚氨酯材料的最新研究进展。随着科学技术的发展，人们对聚氨酯做了不同程度的认识和研究，赋予了它们不同的使用功能，以满足人们的生活需求。并且基于现阶段聚氨酯的研究现状，将对其接下来的研究发展方向做出简单的分析。

一、不同功能聚氨酯的研究现状

1.阻燃型聚氨酯

从聚氨酯的化学性质来看，它是一种在空气中非常容易燃烧的物质，但是在当今这个火灾随时都有可能发生的时代，为了能够使聚氨酯得到更为广泛的运用，而又不会给人类带来一些不必要的危险的情形下，我们只能选择改变聚氨酯的基本化学性质，研发具有不易燃烧的功能的聚氨酯来满足人类的需求。这一方面的研究相对来说是有比较大的难度的，因为需要在聚氨酯中添加一定量的阻燃剂，而不同的阻燃剂又会有不同的作用方式和作用效果，例如，使用阻燃劑会破坏聚氨酯的稳定性或耐水性能，所以在使用时需要分不同的情况使用不同的方法，而且在不同的情况下聚氨酯的添加含量是有区别的。

2.导电型聚氨酯

“电”已经成为了当今社会人们日常生活中最必不可缺少的一部分了，而且随着科学技术的迅速发展，科学家们已经不仅仅拘泥于研究金属的导电性了，而是将导电性赋予到了各种各样的材料当中，致力于研发各种具有导电性的材料。聚氨酯作为一种具有多种用途的制作材料，为了不在这个时代中落后于其他类型的材料，就必然需要开发它的导电性能了，以满足社会发展的需要。其中最为典型的措施就是在聚氨酯中添加碳纳米管了，聚氨酯的导电性能会随碳纳米管的添加含量的增加而有所增加，但是也会有一个最大值，一旦超过这个值就会使导电性降低了。同时在聚氨酯中添加其他的具有导电性原料也可以提高聚氨酯的导电性。

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数人随意丢弃，而且聚氨酯在自然环境中是很难降解的，这就造成了严重的环境问题，甚至会危及到人类自身的安全。所以，在保护环境这一大背景下，研发出具有生物降解功能的聚氨酯就显得尤为重要了。要研发可降解的聚氨酯的第一步当然就是要改变它的制作材料了，做直接的莫过于选择具有一定降解功能的原材料，例如淀粉、木质素等一些天然高分子材料和一些生物材料。这样可以从根本上改变聚氨酯的性质，不仅不会改变聚氨酯的基本功能，还会在投入到自然环境之后被自动降解，这样对改善环境质量可以起到极大的作用。

4.形状记忆型聚氨酯

随着人们生活水平和需求的逐渐提高，人们已经不再满足于自身适应生活环境，而是期望环境能够自动的适应人类自身，所以就出现了很多具有记忆功能的生活用品，如记忆枕、记忆手环等。所以为了顺应当今时代的潮流，聚氨酯作为一种材料，我们也非常有必要将其赋予形状记忆的功能，以满足人们的需求。具有形状记忆功能的聚氨酯的主要工作原理是将聚氨酯的形状固定成其他形状之后，在外界环境的影响下，它又可以自动恢复成为原来的形状。记忆性聚氨酯最突出的特点就是需要柔韧性好，而且对环境影响较为敏感，可以重复使用，但是这类聚氨酯的强度比较低，并且稳定性不太好。

二、功能聚氨酯的发展前景

现阶段的聚氨酯还有很多不同的功能，但是这些功能型聚氨酯的研究目前仍然处于起步阶段，再加上功能性聚氨酯大多都是通过改变他们的原材料而实现的，所以生产成本还是比较高的，难以普及到聚氨酯的各种用途当中，这就需要研发既有强大功能又成本比较低廉的聚氨酯了。此外，功能型聚氨酯的研发对技术水平的要求还是比较高的，所以还需要在技术方面对此有所加强。通过成本和技术这两个主要方面的改进，当然其他方面也需要有所进步，才能使具有各种功能的聚氨酯发挥更大的作用，有更大范围的用途，从而满足人类的不同需求。

功能聚氨酯材料是未来材料科学与工程技术领域的重要发展方向，现代多学科交叉的特点促进了新型功能聚氨酯材料的研究与发展，也孕育了新一代的功能聚氨酯材料。由于聚氨酯材料具有质量轻、低噪音、耐损耗、加工费用低、耐腐蚀等优点，随着纳米技术的深入研究，在分子、甚至原子水平上实现材料的功能结构设计、复合与加工生产将成为可能，材料的功能将会进一步得到扩展，呈现前所未有的创新。功能聚氨酯材料必将成为新世纪集氨酯发展的主流，也必将对新世纪的高新技术如电子、生物技术、生们科学的研究产生极为深远的影响。

功能型WPU属技术和知识密集型产品，生产成本较高，要取代溶剂型聚氨酯还有很长一段路要走。利用纳米材料、可再生资源通过化学改性达到分子级复合，是功能型WPU发展的主要方向之一，相信在不久的将来会有更多高性能、多功能的WPU问世并得到应用。

三、小结

本文通过对以上几种功能型聚氨酯的研究现状作了一些简要的分析，并基于此分析了在研究中存在的问题，展望了聚氨酯的发展应用前景。以上是基于本人多年根据聚氨酯的研究经验所写，若有任何不妥当的地方，望各位同仁及时批评指正。

参考文献

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