聚氨酯(PU)是含有氨基甲酸酯(一NHCO0-)·基團的聚合物，通常由異氰酸酯(含有-NCO基團)或其加成物與含活潑氫(主要是羥基中的活潑氫)的聚多元醇反應而成。自本世紀30年代末問世以來，它的應用領域不斷拓寬，產量逐年增加，發展非常迅速，被譽為“第五大塑料”。聚氨酯樹脂具有高強度、耐磨耗、抗撕裂、撓曲性能好、耐油、耐化學腐蝕和良好的血液相容性等優點。聚氨酯樹脂制成的產品有泡沫塑料、彈性體、涂料、膠粘劑、纖維、合成皮革以及輔面材料等品種，它廣泛應用于機電、船舶、土木建筑、輕工以及紡織等部門，在材料工業中占有相當重要的比例；因此，各國都競相發展聚氨酯樹脂工業。

各種聚氨酯材料的具體應用如下：

1．聚氨酯泡沫塑料

由大量微細孔及聚氨酯樹脂孔壁經絡組成的多空性聚氨酯材料，一般稱之為聚氨酯泡沫塑料.聚氨酯泡沫性能優良，與其它泡沫塑料相比，聚氨酯泡沫塑料的具有許多特色，除密度低以外，還具有無臭、透氣(軟泡)、高絕熱性(硬泡) 、泡孔均勻、耐老化、一定的耐有機溶劑侵蝕等特性，對金屬、木材、玻璃、磚石、纖維等有很強的粘附性，為其它泡沫塑料所不及。聚氨酯泡沫是聚氨酯材料中最主要的產品，約占聚氨酯總產量的8O％，其品種主要有軟泡、半硬泡和硬泡三種。軟泡主要用于家具墊材、床墊、車輛坐墊、織物復合制品、包裝和隔音材料，硬泡也廣泛用于航天、船舶、石油、電子設備、車輛、食品等部門。

未經阻燃處理的PU硬泡氧指數僅為l7左右，屬易燃材料，燃燒過程中放出HCN、CO等有毒氣體，給滅火及火場逃生帶來很大的困難。針對與此，進行了大量的聚氨酯阻燃研究，研制出添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。反應型阻燃劑多為各種液態及固態的含磷、氮和(或)鹵素的阻燃多元醇及含磷異氰酸酯等。添加型阻燃劑，因其對泡沫體生成時的反應影響較小，制造工藝不必做很大變動，阻燃效果顯著，所以到目前仍是工業上應用最廣泛的，約占總產量的9O％左右。

網化聚氨酯泡沫塑料(網狀泡沫)是一種具有特殊功能的高開孔率軟質聚氨酯泡沫塑料，具有較高的開孔率，其柔軟性、透氣性、吸音性、機械強度等都比普通聚氨酯泡沫好。在過濾材料方面的應用已經很常見，在更高層次的泡沫鎳用基體材料應用上必須控制好泡沫孔結構和提高網格化處理技術 。

(1) PU軟泡

墊材——如座椅、沙發、床墊等，聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料，墊材也是軟泡用量最大的應用領域；

吸音材料——開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能，可用作室內隔音材料；

織物復合材料——墊肩、文胸海綿、化妝棉；玩具

(2)PU硬泡

冷凍冷藏設備——如冰箱、冰柜、冷庫、冷藏車等，聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設備的最理想的絕熱材料；

工業保溫設備——如儲罐、管道等；

建筑材料——在歐美發達國家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中國，硬泡在建筑業的應用還不像西方發達國家那樣普遍，所以發展的潛力非常大；

交通運輸業——如汽車頂篷、內飾件（方向盤、儀表盤）等；

仿木材——高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結構泡沫塑料，又稱仿木材，具有強度高、韌性好、結皮致密堅韌、成型工藝簡單、生產效率高等特點，強度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各類高檔制品。

灌封材料——例如防水灌漿材料、堵漏材料、屋頂防水材料

花卉行業——PU花盆、插花泥等

(3)PU半硬泡

吸能性泡沫體——吸能性泡沫體具有優異的減震、緩沖性能，良好的抗壓縮負荷性能及變形復原性能，其最典型的應用是用于制備汽車保險杠；

自結皮泡沫體（Integral Skin Foam）——用于制備汽車方向盤、扶手、頭枕等軟化性內功能件和內部飾件。自結皮泡沫制品通常采用反應注射模塑成型（Reaction Injection Moulding，簡稱RIM）加工技術；

2． 聚氨酯彈性體

聚氨酯彈性體又稱聚氨酯橡膠，它屬于特種合成橡膠。聚氨酯彈性體在聚氨酯產品中產量雖小，但聚氨酯彈性體具有優異的綜合性能。從分子結構上看；聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物，除含有氨酯基團外，還含有醚、酯或脲基團。由于大量極性基團的存在，聚氨酯分子內和分子間可形成氫鍵，軟緞和硬段可形成微相區并產生微觀相分離，即使是線性聚氨酯也可通過氫鍵而形成物理交聯。這些結構特點使得聚氨酯彈性體可在較寬的硬度范圍具有較高的彈性及強度、優異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動性，具有“耐磨橡膠”之稱。傳統上把聚氨酯彈性體分為澆注型、熱塑型和混煉型三大類，已廣泛用于冶金、石油、汽車、選礦、水利、紡織、印刷、醫療、體育、糧食加工、建筑等工業部門。

澆注型聚氨酯彈性體（簡稱CPU）是聚氨酯彈性體(PUR)三大加工類型中最為重要的一類，其用量占PUR總量的60％。但是在實際應用中存在對極性較弱材料的粘接性較差等缺點，常常采用各種方法對其進行改性。

熱塑性聚醚型聚氨酯（簡稱TPU），約占聚氨酯彈性體總量的25%左右。一般選用四氫呋喃聚醚(PTMG)作為軟鏈段，其分子鏈規整、柔軟，能賦予彈性體很好的可拉伸性及低溫效應。但由于PTMG型聚氨酯粘彈性較大，流變性能較差，給某些產品的后期成型加工帶來一定的困難。

普通聚氨酯的耐熱性較差，使用溫度僅為80~C，常在聚氨酯基質中引入內聚能較大、熱分解溫度較高的有機雜環基團，。

聚氨酯因其卓越的物理性能和抗血栓性，已廣泛應用于醫學領域。在現階段的研究中，使用含氟PU和通過引入具有IPN結構的聚二甲基硅氧烷來進一步提高抗血凝性。此外，聚碳酸酯彈性體很好的解決了聚酯PU彈性體在體內不易水解的問題 。在聚氨酯彈性體中加入超細AI(OH)3顆粒可以獲得理想的阻燃消煙效果和物理力學性能，而新一類基于磺化聚醚／聚氨酯彈性體復合體系的固體電解質材料具有較高的離子導電性能。

微孔彈性體——聚氨酯微孔彈性體最典型的應用是用于制鞋工業。

混煉型聚氨酯彈性體（簡稱MPU）——占聚氨酯彈性體總量的10%左右。

在醫學方面的應用：聚氨酯因其卓越的物理性能和抗血栓性，已廣泛應用于醫學領域。在現階段的研究中，使用含氟PU和通過引入具有IPN結構的聚二甲基硅氧烷來進一步提高抗血凝性。此外，聚碳酸酯彈性體很好的解決了聚酯PU彈性體在體內不易水解的問題 。在聚氨酯彈性體中加入超細AI(OH)3顆粒可以獲得理想的阻燃消煙效果和物理力學性能，而新一類基于磺化聚醚／聚氨酯彈性體復合體系的固體電解質材料具有較高的離子導電性能。

在礦山、冶金等行業的應用——篩板、搖床等

在機械工業方面的應用——膠輥、膠帶、密封件等；

在汽車工業方面的應用——輪胎、密封圈等；

在輕工業方面的應用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纖維；

在建筑工業方面的應用——防水材、鋪裝材、灌封材等。

3．聚氨酯涂料

以聚氨酯樹脂為主要成膜物質的涂料，稱為聚氨酯涂料。聚氨酯涂料由于其獨特的結構而賦予加工產品以突出的強度、柔性、耐磨、透濕、耐低溫等性能，已廣泛應用于涂料工業、制革工業、紡織工業，建筑工業等領域。聚氨酯涂料主要分為單組分聚氨酯涂料和雙組分聚氨酯涂料。

雙組分聚氨酯涂料有焦油型、彩色型和瀝青型。它既具有聚氨醋涂料的優良物理機械性能、耐化學品性能及低溫固化性能，又具有聚丙烯酸酯涂料優良的保光、保色、耐候性等特點。研制高固體分丙烯酸聚氨酯涂料的關鍵是研制出高固體分的丙烯酸聚合物。

溶劑型聚氨酯涂料在固含量、耐水性、成膜性能等方面有著突出的優點，但由于體系中含有有機溶劑，隨著環保要求的日益嚴格，開發水性聚氨醋產品才是現在發展的重中之重。水性聚氨酯分為水溶液、水分散液和水乳液，三者之間的區別在于聚氨酯大分子粒子在水中的分散形態的不同。

4．聚氨酯合成革

6O年代末，國外出現了干法和濕法聚氨酯合成革產品并在7O年代得到了迅速的發展。所謂PU合成革就是將無紡布用PU溶液處理成合成革基布再經貼膜和壓花而得的制品。聚氨酯涂層織物與聚氯乙烯(PVC)涂層織物相比具有較多的優點，尤以濕法生產的Pu合成革具有類似真皮的表面，柔軟的觸感，高的伸長率和彈性，有一定的透氣和透濕性，且耐磨性，耐低溫性，耐老化和耐油性等均較優 。

納米增強聚氨酯技術的應用使納米復合聚氨酯樹脂制成革后將具有更好的回彈性、耐磨性、低溫抗折性、高溫熱穩定性，可廣泛應用于服裝、箱包、鞋革等制造業。

隨著人民生活水平的提高，高檔的聚氨酯變色革成為一種時尚新產品。PU變色革是采用加入了變色粉的特殊PU樹脂制造的，變色粉沒有彈性，當這種Pu革在拉伸、彎曲、折疊等外部應力作用下，Pu膜層中的變色粉會呈現其本身的白色，結果在革形變部位呈現顏色變化。外力消除后，革面顏色又會自然地恢復如初。

有機硅是一類疏水性、透氣性和耐候性都較好的材料，將它用到聚氨酯的合成改性中，得到的革將具有較好的耐濕擦性和更加滑爽自然的手感。

5．聚氨酯膠粘劑

聚氨酯膠粘劑中含有-NH基和-NCO基，提高了對各種材料的黏結性，并具有很高的反應性，能常溫固化。膠膜堅韌，耐沖擊，撓曲性好，剝離強度高，有很好的耐超低溫性，耐油和耐磨性等，故它不僅可以膠接聚氨酯海綿和聚氨酯橡膠，而且能膠接橡膠與織物、橡膠與金屬、金屬與金屬、金屬與陶瓷、木材與木材和橡膠與塑料等 。

6．聚氯酯彈性纖維

最早的彈性纖維是橡膠絲，由于橡膠絲不耐老化，染色性不好，強度差，已被性能很好的新型彈性纖維取代。這類彈性纖維主要是聚氨酯彈性纖維、聚丙稀酸酯纖維以及較晚發展起來的聚酯一聚醚彈性纖維三種。聚氨酯彈性纖維是在我國稱為氨綸。氨綸是一種由含聚氨基甲酸酯大于85％的具有線型鏈段結構的高分子化合物制成的彈性纖維。氨綸強度高、密度小、具有優良的高彈性和彈性回復率，彈性伸長大于400％，最高可達700％，是其他纖維無法比擬的 。目前氨綸在國內外已廣泛應用于針織和機織地彈力織物中，其應用形式主要由四種：裸絲、包芯紗、包覆紗和合捻紗。

鯊魚皮泳衣使用了能增加浮力的聚氨酯纖維材料。它的核心技術在于模仿鯊魚的皮膚，鯊魚皮膚表面粗糙的V形皺褶可以大大減少水流的摩擦力，使身體周圍的水流更高效地流過，鯊魚得以快速游動。快皮的超伸展纖維表面便是完全仿造鯊魚皮膚表面制成的。此外，這款泳衣還充分融合了仿生學原理：在接縫處模仿人類的肌腱，為運動員向后劃水時提供動力；在布料上模仿人類的皮膚，富有彈性。實驗表明，鯊魚皮的纖維可以減少3% 水的阻力，這在1%秒就能決定勝負的游泳比賽中有著非凡意義。

聚氨酯材料是一種性能優異、用途廣泛的高聚物材料，它的應用已經滲透到事關國計民生的各個生產部門。應當重視聚氨酯工業的發展，使其得到更為創新和適宜的應用。