ポリウレタンの紹介

ポリウレタン（PU）はの略称です。ポリウレタンは、ポリイソシアネートとポリヒドロキシポリマーが付加したもので、ポリマー主鎖に繰り返しカルバメート鎖セグメント（-NHCOO-）を多く含む高分子化合物です。中国におけるポリウレタンの研究開発は新中国の成立後に始まり、改革開放後は国産ポリウレタンが急速に発展し、イソシアネート、ポリオール、添加剤の合成が工業生産を完了し、一連のポリウレタン製品の生産と応用が年々拡大している。現在、国内のポリウレタン製品の年間生産量は600万トンを超え、世界の約3分の1を占めています。

ポリウレタンの急速な発展は、耐摩耗性、高機械強度、高弾性、耐老化性、耐食性などの材料の優れた性能によるものです。これらの優れた特性は、ポリウレタン材料の分子構造と密接に関係しています。ポリウレタン分子の主鎖は、応力の影響を効果的に分散できる柔軟な長鎖ポリオールと剛性のイソシアネートブロックで構成されており、極性と非極性の鎖セグメントの共存によりポリウレタンの化学的安定性も向上し、ポリマー内の広範な水素結合により材料の機械的特性がさらに向上します。さらに、イソシアネートの -NCO 基は非常に活性が高く、アルコール、水、有機アミンなどと急速に反応します。この材料の加工特性は良好です。反応条件や触媒の制御により、ゴムやプラスチックに似たエラストマー、開孔構造のスポンジ、閉孔構造の硬質フォーム、接着剤、塗料、シーラントなど、硬度や構造の異なるさまざまなポリウレタン製品が得られ、国民の生産や生活のさまざまな分野で広く使用されています。

フォーム材料は、2 種類の硬質フォームと軟質フォームを含むポリウレタン製品の中で最も生産されているカテゴリーです。硬質フォームは主にパイプ断熱材、建物外壁断熱材、冷蔵庫断熱材などの断熱材と充填の分野で使用されます。充填材として使用する場合、炭鉱やその他の鉱山地域の防水や栓抜き、充填などに使用できます。 ソフトフォームは主に自動車や家具に使用され、ソファスポンジ、車のシートパッドなどに使用されます。

ポリウレタン塗料は密着力が強く、塗膜の耐摩耗性、耐水性、耐薬品性などに優れています。主に家具、建材、工業用印刷インキなどに使用されています。ポリウレタンは柔軟性、機械的強度、耐久性に優れているため、内壁塗料として耐水性、耐擦傷性、耐ドライクラック性などの利点を持っています。近年、水性ポリウレタン内壁塗料が広く使用されており、施工工程も無臭で安全かつ環境に優しいため、大変注目されている高級塗料となっています。また、ポリエーテルポリオールから作られるポリウレタンは、優れた耐水性を有し、船殻やパイプ内装などの設備防食にも広く使用されている。生地にポリウレタンをコーティングすることにより、透湿性が向上し、雨風よけの役割を果たすことができ、パンチングウェアに多く使用されている。

ポリウレタン材料は強い極性を持っているため、ほとんどの材料と強力に接着でき、接着用途の接着剤として使用できます。イソシアネートとポリオールの比率を調整することで硬化物の性能を調整し、基材との高い密着性、優れた耐水性、耐油性、耐薬品性を実現します。ポリウレタン接着剤は、主に包装、建設、木材、自動車、靴の業界で使用されます。従来は溶剤系のポリウレタン接着剤が一般的に使用されていたが、近年、グリーンケミストリーの概念の深化に伴い、水系のポリウレタン接着剤が著しく発展し、家具や履物業界で使用されている。

ポリウレタンエラストマーは、ゴムとプラスチックの両方の特性を備えた材料の一種であり、優れた引張強度、引裂強度、耐衝撃性、耐摩耗性、耐候性、耐加水分解性、耐油性などの利点を備えています。主に構造材（ホース、ガスケット、ベルト、ローラー、ギア、パイプなど）、インシュレーター、靴底、ソリッドタイヤとして使用されています。たとえば、採掘用ふるい板としては、従来の金属製ふるい板よりも騒音が低く、透過性と耐摩耗性が高くなります。また、ポリウレタンは生体適合性に優れており、心臓ペースメーカーや人工血管、人工骨などの生体医療用材料としても使用されています。

ポリウレタンはその優れた性能から生産量や品種も年々増加しており、現在では第5位の高分子材料となっています。科学技術の発展と社会的需要の拡大に伴い、優れた性能を備えたポリウレタン製品がさらに世の中に登場すると考えられます。