聚氨酯材料是一类产品形态多样的多用途合成树脂,根据其硬度、形状、发泡程度等不同特点,可分为:软质泡沫、硬质泡沫、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维、合成革、防水材料以及铺装材料等多种类型,被广泛应用于多种领域。材料部分应用领域如下:
聚氨酯材料新应用
然而,聚氨酯(PU),这一在传统领域中扮演重要角色的材料,近年来随着科技的进步和需求的多样化,其应用范围也在不断拓展。下面列举了近期部分聚氨酯材料的一些新兴应用:
三井化学扩能聚氨酯类镜片材料
传统的镜片材料主要是玻璃、聚碳酸酯、PMMA等,然而,三井化学于2025年1月15日宣布提高其全球领先的MR™系列高折射率镜片材料的产能,新工厂计划于2028年上半年开始商业运营。这种聚氨酯类眼镜片材料(MR™眼镜片材料)是三井化学采用独家聚合技术制造,具有高折射率、高阿贝数、轻量且高抗冲击等性能。
三井化学表示提高MR™眼镜片材料的原因是,预计全球对高折射率眼镜片的需求将长期增长,包括寻求高性能产品的亚洲客户群不断扩大,以及北美对更高光学清晰度的追求,进而逐渐放弃聚碳酸酯镜片。
万华化学用聚氨酯制作一次性手套
据悉,2025年1月14日,蓝帆医疗在投资者平台表示,为了应对关税挑战,公司采取了多方面举措,比如全面加大新产品研发,与万华化学联合研发成功的一次性聚氨酯手套等新产品梯次推出市场等。该产品研究是在2019年蓝帆医疗与万华化学开始联合研发,于2024年8月份研发成功,并于2024年10月15日双方进行了战略签约、共建联合实验室。
关于一次性聚氨酯手套万华化学于2024年1月27日,申请了一项名为“一种能够高效稳定工业化生产的一次性聚氨酯手套及其制备工艺“,公开号CN117447833A。该专利显示,使用该制备工艺做出的手套具有轻薄强度高、手感滑爽和穿戴舒适性高等特点,更重要的是解决了现行聚氨酯手套生产中卷边开裂的问题,实现了稳定生产。
聚氨酯可降解材料
除了镜片和一次性手套之外,聚氨酯还有可能在更多领域展现出其独特的性能。例如,在环保领域,聚氨酯材料可以用于制造生物降解塑料。
热塑性聚氨酯的回收率较低,大部分最终成为填埋垃圾或是进入自然环境中,传统的回收方法通常是机械回收,但很难实现工业化量产。
然而,2024年5月6日 一项发表在英国《自然·通讯》杂志上的新研究显示,通过嵌入一种能降解塑料的枯草芽孢杆菌的孢子,开发出可生物降解的商用塑料聚氨酯,这种聚氨酯在模拟环境中能在5个月内实现90%以上的生物降解,同时提高了塑料的韧性。这一发现有望取代以往不可回收的热塑性聚氨酯,成为一种有环保潜力、机械韧性强且能快速降解的选择。
聚氨酯生物医用材料
聚氨酯因其优良的生物体相容性,柔韧性、耐化学性、透气性等特性,逐渐被广泛用作生物医用材料。例如可用于心血管领域,主要是采用热塑性聚氨酯弹性体( TPU) ,医疗级TPU具有优良的力学强度、韧性、回弹性、化学稳定性、耐疲劳和抗凝血等优势,可用作人工血管、人工心脏瓣膜及人工心脏和心室辅助设备。
另外,一些新型的可降解聚氨酯材料被用于制造血管支架等医疗植入器械。这类材料在完成支撑血管等功能后,能在体内逐渐降解,避免了二次手术取出支架的麻烦,减少患者痛苦和潜在风险。例如某些科研团队研发的具有特定微观结构和降解性能的聚氨酯支架材料,已进入临床试验阶段。
未来,医用聚氨酯材料的发展将朝着高性能化、功能化和个性化方向演进,具有更优异的抗菌、抗生物膜涂层、促进组织再生等特性,加上随着3D打印技术在医疗领域的广泛应用,聚氨酯材料的定制化生产将越来越重要。
聚氨酯气凝胶保温材料
气凝胶是一种具有极高孔隙率和极低导热系数的材料,将其与聚氨酯复合形成的新型保温材料,保温性能比传统聚氨酯保温材料更优异,同时具有良好的防火、隔音性能,可应用于高端建筑的外墙、屋面保温等部位。
2023年12月23日,浙大团队通过模仿北极熊毛的结构,制备出一种封装了气凝胶的超保暖人造纤维,这种纤维材料的结构是一种新型“核—壳”结构,其中心是高分子气凝胶,表面有一层TPU(热塑性聚氨酯橡胶)外壳,将内部的气凝胶包裹起来,这种“北极熊毛衣”在零下20度环境中保暖性能优于羽绒衣和羊毛衣,同时具备保暖、轻薄和耐用的特点。
未来,聚氨酯材料在新兴领域中的应用展现出了巨大的潜力和前景。随着科技的进步和需求的多样化,聚氨酯材料的应用范围还将不断拓展,为人们的生活带来更多便利和创新。
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