聚氨酯（PU）樹脂是由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。PU制品分為泡沫制品和非泡沫制品兩大類。泡沫制品有軟質(zhì)、硬質(zhì)、半硬質(zhì)泡沫；非泡沫制品包括涂料、膠粘劑、合成革、彈性體和彈性纖維（氨綸）等。聚氨酯材料性能優(yōu)異，用途廣泛，制品種類多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最為廣泛。
目前，世界聚氨酯每年的總需求量為700多萬噸，其中美國(guó)約250萬噸，歐洲約220萬噸，亞太地區(qū)約200萬噸。據(jù)聚氨酯工業(yè)聯(lián)合會(huì)分析，北美（美國(guó)和加拿大）2000年聚氨酯需求量比上年增長(zhǎng)4.6％，美國(guó)為250萬噸，加拿大為24.8萬噸，墨西哥為126萬噸。其中，彈性聚氨酯泡沫占聚氨酯需求量40％，其余為：硬性聚氨醋泡沫占26.5％，涂料占9.6％，彈性體占4％。
目前全球聚氨酯泡沫塑料的需求年均增長(zhǎng)率一直保持在7％左右。其中南亞地區(qū)的增長(zhǎng)速度還高于此數(shù)。美國(guó)和歐洲聚氨酯泡沫塑料均以軟泡為主，分別占60％和57％，硬泡則分別占40％和43％。預(yù)計(jì)2005年，世界聚氨酯泡沫的總需求量將超過1000萬噸，亞太地區(qū)聚氨酯工業(yè)將與歐美成三足鼎立之勢(shì)，中國(guó)和日本在這一地區(qū)的產(chǎn)量和需求量最大。美國(guó)的軟泡聚氨醋應(yīng)用以家具業(yè)為主，占40％；其次是運(yùn)輸業(yè)，占23％。美國(guó)硬泡聚氨酯在建筑業(yè)的應(yīng)用占55％，制冷設(shè)備占17.6％，工業(yè)絕熱設(shè)備占9.6％，包裝和運(yùn)輸業(yè)分別占7.6％和5.2％。另外，聚異氰脲酸酯泡沫塑料具有較好的阻燃性能，在建筑業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
近年來，隨著氟里昂替代技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上聚氨酯泡沫塑料用的表面活性劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化。由于在軟泡聚氨酯發(fā)泡過程中，液態(tài)二氧化碳幾乎瞬間就會(huì)轉(zhuǎn)化成氣體，因此要求表面活性劑具有很強(qiáng)的成核能力，否則很難制得泡孔結(jié)構(gòu)優(yōu)良的產(chǎn)品。德國(guó)金施密特公司（Gold－Schmidt）和美國(guó)威特科公司（C.K
Witco）的表面活性劑產(chǎn)品均適用于液態(tài)二氧化碳發(fā)泡制軟泡聚氨酯產(chǎn)品。試驗(yàn)結(jié)果表明，以環(huán)戊烷/異成烷混合物（質(zhì)量比為80:20）發(fā)泡生成的硬泡聚氨酯制品的性能較好。目前環(huán)戊烷類發(fā)泡劑在歐美己得到廣泛應(yīng)用。日本還開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，可將環(huán)戊烷發(fā)泡的硬泡聚氨酯的絕熱性能提高10％。另外，一般硬泡聚氨酯長(zhǎng)期使用的溫度最高為150℃，而Elastogran公司開發(fā)的一種聚異氰脲酸酯硬泡塑料，其短期使用溫度可達(dá)500℃，國(guó)外宇航部門正在用其作宇宙飛船燃料貯罐絕熱應(yīng)用試驗(yàn)。美國(guó)霍尼韋爾（Honeywell）性能聚合物和化學(xué)品公司開發(fā)了用干硬泡聚氨酯塑料的第三代發(fā)泡劑HFC－245fa，可應(yīng)用于聚氨酯絕熱泡沫、噴涂泡沫等，具有不損耗大氣層臭氧的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)已進(jìn)行半商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，并于去年11月提交美國(guó)環(huán)保局申請(qǐng)獲得新化學(xué)物質(zhì)認(rèn)可，以便列入有毒物質(zhì)控制法案（TSCA）目錄。在美國(guó)吉斯瑪?shù)纳虡I(yè)化裝置于今年中期啟動(dòng)。
中國(guó)石化天津分公司研究院也開發(fā)和生產(chǎn)了用于軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的泡沫穩(wěn)定劑（勻泡劑），并計(jì)劃投資2000萬元建設(shè)1000噸/年的軟泡勻泡劑。該產(chǎn)品是有機(jī)硅－聚氧化烯烴共聚物，是聚氨酯軟泡的重要助劑。該軟泡勻泡劑附加值較高，據(jù)稱其原料成本約2萬元/噸左右，加上其他成本，總生產(chǎn)成本不超過2.2萬元／噸，而目前進(jìn)口聚氨酯軟泡勻泡劑售價(jià)為5萬元/噸。
近年來世界液晶聚氨酯研究比較活躍，主要集中于原料的選擇、工藝路線的優(yōu)化及物性改善等方面。液晶聚氨酯是由剛性致介基因和柔性間隔基團(tuán)連接而成，是一種在溶體狀態(tài)下有液晶性能的聚氨酯彈性體。該材料具有良好的機(jī)械、熱穩(wěn)定、高彈性、高延伸性能及良好的加工性能。液晶聚氨酯彈性體的合成采取一步或二步聚會(huì)的方法加工成型，工藝多樣，擠出、注射模塑、涂覆均可。
丸紅公司和合成革生產(chǎn)商KoatsuCloth公司聯(lián)合工業(yè)化生產(chǎn)了水基聚氨酯樹脂。據(jù)稱該原料生產(chǎn)的合成革具有密度均勻、強(qiáng)度優(yōu)異的性能，并能降低生產(chǎn)過程中的能耗。普通聚氨酯合成革為溶劑型，對(duì)人體和環(huán)境有潛在危害性，由其涂布于織物上制得合成革，需要一個(gè)聚合過程，能耗也大。兩家公司開發(fā)的上述產(chǎn)品可應(yīng)用于服裝、鞋類、家庭用品、家具及汽車運(yùn)輸設(shè)備。上海翔雄科技公司也開發(fā)了一種水性聚氨酯樹脂。該產(chǎn)品具有優(yōu)越的不變黃性、耐水性，適合于各種纖維加工，各種水性樹脂可與之以任意比例稀釋而相容，可用干涂花、印花用裝料，可添加于水性涂料，防止涂層的開裂，增加光澤及潤(rùn)滑感，用于真皮和PU革的光亮劑、防雨布、傘面的涂層等。
生產(chǎn)環(huán)境友好的產(chǎn)品是清潔生產(chǎn)大環(huán)境的組成內(nèi)容。歐洲技術(shù)公司開發(fā)成功用于涂料和替代環(huán)氧聚氨酯的非異氰酸酯聚氨酯（NIPU）。它不是由有害的異氰酸酯前身物生產(chǎn)，使用異氰酸酯聚氨酯對(duì)環(huán)境有不利影響，而NIPU中不含有害物質(zhì)。NIPU比常規(guī)聚氨酯還有更好的機(jī)械性能和耐化學(xué)性能。NIPU由交聯(lián)的環(huán)化碳酸酯和胺低聚物生產(chǎn)。第一套50噸/年裝置已于2001年在以色列興建。
目前，汽車和家電產(chǎn)品的廢泡沫塑料回收已越來越受到人們的重視。國(guó)外汽車生產(chǎn)商己提出，2002年前使用30％的回收廢泡沫塑料。
美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及其合作者已開發(fā)成功一項(xiàng)低成本回收技術(shù)，并建成一套試驗(yàn)裝置。其生產(chǎn)過程是先除去汽車?yán)械慕饘匐s質(zhì)，然后將廢泡沫塑料進(jìn)行清洗、粉碎、干燥，最后用粘合劑將這些廢泡沫塑料粘在一起，即可用于生產(chǎn)地毯襯墊及其他墊材。據(jù)估算，建一套年生產(chǎn)能力為1000噸的工廠，需投資70萬美元，全部投資估計(jì)可在兩年內(nèi)收回。
東芝公司開發(fā)了冰箱隔熱材料聚氨酯泡沫塑料的連續(xù)化學(xué)回收法（化學(xué)分解法）。使用具有壓縮、加熱及混合三種功能的擠出機(jī)，以乙二醇胺為分解劑，將粒碎成smm大小的廢舊聚氨酯樹脂分解成一部分具有氨基甲酸酯鍵的低聚物和多元醇為主體的低聚物。將這種分解物與新鮮多元醇和異氰酸酯混合（分解物約占20％），可生產(chǎn)性能良好的再生聚氨酯泡沫塑料。用這種完全回收工藝可連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，不產(chǎn)生廢物，該技術(shù)已向?qū)嵱没l(fā)展。其設(shè)備使用籍助螺桿的旋轉(zhuǎn)連續(xù)地進(jìn)行壓縮、混合及加熱的擠出機(jī)，注入二乙醇胺連續(xù)分解廢舊聚氨酯，可高速地得到分解物。聚氨酯樹脂的混合比例在80％以上時(shí)，間歇法處理需要45分鐘，而連續(xù)法僅用3分鐘便可分解。分解物具有透明性，粘度也比間歇法低很多。據(jù)分析，分解物中有68％為含氨基甲酸酯基因的低聚物，另有28％為聚醚多元醇為主體的低聚物。有關(guān)聚氨酯樹脂的再生，采用在低聚物分解物中加入純的多元醇和異氰酸酯成分，高速攪拌制得聚氨酯樹脂。當(dāng)混合比例低于20％時(shí)，便成為強(qiáng)度比純材料高的發(fā)泡體。這種再生工藝的特征是，除可高速連續(xù)處理外，因分解到進(jìn)入聚合物內(nèi)，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，也不需要分解物的分離和精制。《中國(guó)化工報(bào)》2002.12.22
文/錢伯章