聚氨酯介绍
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4
LOGO
分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
5
混合型聚 氨酯
LOGO
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
聚氨酯的回收利用
20
LOGO
聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料综合了一般多孔型材料的吸声 机理和柔性材料的阻尼吸声机理，具有较好的 吸声、隔声性能，是一类颇受欢迎的新型声学 材料。
21
LOGO
聚氨酯泡沫塑料吸声材料优势
密度小
吸声系数高
加工方便
优势
无粉尘污染
防水、防潮、防蛀
适应范围广
22
LOGO
聚氨酯泡沫塑料在声学方面的研究及国内外发展概况
24
LOGO
聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
20世纪70～80年代，国内外开始发展以聚氨酯泡 沫塑料为主要吸声材料的现代多功能化复合材料。 国外发展状况 ▪ 如德国Terson公司开发的减震、吸声、隔声复
合材料 ▪ 日本的Takanisawa Cybernetics，公司开发的
一种将一层片状材料与一块聚氨酯泡沫塑料组 合，则构成二层复合材料 ▪ 英国等国的科研人员用阻燃聚氨酯泡沫塑料制 作吸声预制件
2
LOGO
分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
3
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分类——乳化系统分类法
水系聚氨酯
外乳化型又称为 强制乳化型
系将疏水性聚氨 酪用外加乳化剂 强制乳化而成
自乳化型又称为内 乳化型 制备时不必外加乳 化剂，采用称为内 乳化剂的亲水性单 体，赋予聚氨酪若 干亲水基团，使其 自行乳化而成水系 产品
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少，常 温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
8
LOGO
聚氨酯橡胶
①混炼型聚氨酯橡胶 ②浇注型聚氨酯橡胶 可作铺装材料，体育场跑道，作弹性地板
和建筑用防水材料 ③热塑性聚氨酯橡胶 配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等 ④聚氨酯水乳胶 作聚氨酯涂料、油漆和黏合剂 ⑤聚氨酯泡沫弹性体橡胶 制作自行车、摩托车、汽车、飞机、
▪ 人们正积极地将聚氨酯声学材料应用于装甲车 辆和救护车等的隔音降噪方面，研究结果表明， 用聚氨酯泡沫做成的复合板材，能有效地降低 装甲车辆、救护车的噪音
▪ 针对现有潜艇用消声瓦存在的不足，近年来由 英国的Wjtcod公司和法国的etravibrds公司联合 研制出一种可用于消声处理的聚氨酯材料。
29
11
LOGO
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、耐 气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚氨 酯涂料可代替油漆，非常耐用，是受人们欢迎的涂料，是很有 发展前途的涂料。
12
LOGO
聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材、 钢材、铝材等胶合。
的声学材料，如水声吸声材料、水声反声材料和水声透声材料 等。 ▪ 目前，水声吸声材料以耐水压和低频为研究方向，深海中耐高 压吸声材料可采用聚氨酯来制作。
32
LOGO
小结
聚氨酯声学材料作为一种新型声学材料，
在许多领域已获得很好的应用，展示了广阔的 发展前景。可以肯定，今后将在加大开发研究 的基础上，大大拓宽其应用领域，并发展更丰 富的适合各种用途的吸声制品。
6
整理工艺 分类法
干式涂层用聚 氨酯可在织物表 面生成均匀透明 的薄膜 湿式涂层用聚 氨酯能够在织物 表面生成含有微 孔或气泡的薄膜
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分类——用途分类法
聚氨酯
塑料
聚氨酯
聚氨酯
纤维
橡胶
用途
聚氨酯
聚氨酯
油漆
胶黏剂 聚氨酯
涂料
7
LOGO
聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑料 三种。
P.S. MDI生产中，中国烟台“万华”等企业可以与国外企业相抗衡，已进入世界 六大制造商之列
19
LOGO
中国聚氨酯发展方向
发展高附加值的新兴纺织材料——差别化氨纶 缩短国内聚氨酯泡沫塑料工业与发达国家的差距 加快开发高阻燃性、低烟雾聚氨酯泡沫塑料，加 强结构发泡和高承载泡沫塑料的研制和推广应用 发展中国的医用聚氨酯材料
阻隔作用，其中阻隔低频噪音的效果尤为突出 (一般泡沫材料属于多孔吸声材料，主要吸收高 频噪声*特殊*)，在此之前还没有其它材料能有 效地阻隔低频噪音。
26
LOGO
聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
国外发展状况
▪ 山东蓬莱聚氨酯制品厂生产的普通型(SPF—N) 和阻燃型(SPF—S)两种。
▪ 北京市射线应用研究中心以多苯基多亚甲基多 异氰酸酯(PAPI)和聚醚多元醇为原料，采用聚 氨酯改性方法合成了改性聚异氰脲酸酯泡沫体 声学材料
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问题？什么是消声瓦？
橡胶
潜艇外壳上的防声 “外衣”——消声瓦
30
LOGO
关于潜艇“消声瓦”
▪ 各国海军之所以越来越青睐在潜艇上安装消声瓦，就在 于消声瓦有着不同寻常的降噪和消声本领。
▪ 目前经初步证实，消声瓦的功用至少有3个：
▪ 首先，能够吸收对方主动雷达发出的声呐波，即利用消 声瓦材料的阻尼作用和瓦内空腔或填充物的作用，使对 方发射出的声波波形发生变化，将声能转换为热能消耗 掉，从而使折射回去的声波能量大为降低，达到急剧减 少主动声呐探测的目的。
25
LOGO
聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
▪ 美国海军部门采用聚氨酯泡沫与其他材料(如环 氧树脂、硅凝胶和羰基橡胶等)复合，研制成功 了一种新型噪音阻隔材料。测试结果表明，对 不同的应用对象，这种新型噪音阻隔材料可以
把声音的阻隔能力提高50%～100%。厚度为 0.6cm的这种新型合成材料的隔音效果相当于 2.54cm厚的混凝土的隔音效果。并且，这种新 型材料对整个频谱中各个频段的噪音都能起到
23
LOGO
聚氨酯泡沫塑料在声学方面的研究及国内外发展概况
▪ (3)加工方便，聚氨酯材料易成型、可模塑和可 切割。
▪ (4)无粉尘污染，属环保型吸隔声材料，这也是 许多纤维性材料所无法比拟的。
▪ (5)防水、防潮、防蛀。 ▪ (6)适应范围广，不仅可以直接使用，而且可以
在其表面贴附各种覆面材料，用于需要装饰的 场所。 因此**聚氨酯声学材料及其吸声制品特别受到 人们的重视，当今国内外都大力发展这种新型 吸隔声材料。
中国聚氨酯发展现状
20世纪90年代 至新世纪初，聚氨 酯弹性体的适用范 围进一步扩大，产 品品种及产量稳步 增长，原材料、新 技术、先进设备正 在协调配套生产， 成为新世纪初的一 个朝阳产业。
18
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中国聚氨酯发展现状
在过去的5年中，我国聚氨酯市场的增长幅度已超过20％。与世 界聚氨酪总的发展速度放慢成鲜明对比，我国这几年聚氨酯工业 仍呈高速发展势头。
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目录
聚氨酯综述
分类 列举7种按照不 同标准的分类方 法
其中以按用途分 类为重点进行讲 解。
发展历史 全球发展现状及 趋势 中国发展现状及 趋势 聚氨酯泡沫塑料 在声学方面的应 用及前景
1
LOGO
分类
形态 乳化系统 分类法 分类法
不同的分类标准
离子型 用途 固化特性 分类法 分类法 分类法
组成 整理工艺 分类法 分类法
火车等驾驶员鞍座、弹性沙发和弹性椅座
9ห้องสมุดไป่ตู้
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聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽丝纺 丝，再织成各种衣着袜子等。
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
10
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聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆，大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性保色 性很突出，适宜用于户外耐候的磁漆
▪ 其次，能够隔离潜艇内部噪声向艇外辐射。
▪ 再次，能够抑制艇体的振动。
31
LOGO
聚氨酯泡沫塑料在声学方面的应用举例
重要方向：水声系统中的应用 ▪ 聚氨酯材料能在水声工程中受到人们的重视并获得比较广泛的
应用，主要是它有优越的水声特性。 ▪ 首先，因聚氨酯具有优良的阻尼特性，故能获得很好的吸声性
能， ▪ 其次，是聚氨酯可以通过合成配方等的调节制得各种水声特性
美国是世界上最大的聚氨酯生产国，其产 量占世界的40％左右，也是最大的聚氨酯 消费国
16
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全球聚氨酯发展趋势
1
开发新技 术
注重环保
2
热塑性聚 氨酯、氨 纶、水性 聚氨酯产 品将成为 发展重点
3
集约化和 规模化的 趋势日益
明显
4
中国将成 为世界聚 氨酯市场 焦点。
.
国际工业新特征：
17
LOGO
▪ 西北工业大学设计并研制了一种微穿孔玻璃纤 维聚酯树脂／聚氨酯泡沫夹层复合材料吸声板。
注：目前常用玻璃纤维和空心玻璃球等与聚氨酯
泡沫复合，以调整聚氨酯泡沫声学材料的声
学性能。
27
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各类聚氨酯声学泡沫塑料制品的规格和吸声性能
28
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聚氨酯泡沫塑料在声学方面的应用举例
▪ 北京亚运村体育馆和北京电视台演播室等采用 阻燃性聚氨酯声学材料，达到了很好的效果。
33
1967
聚氨酯的喷涂弹 性材料得到迅猛 的发展，成为大 面积涂装项目的 首选涂料
1967年合成的聚异 氰酸酯硬质泡沫开 始应用于汽车的内 部安全组件
15
LOGO
全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率 为3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
它与常用的超细玻璃棉、岩棉、矿渣棉等纤维性吸声 材料相比， 具有如下优点： ▪ (1)质量轻，聚氨酯泡沫的密度很小，一般为10～
200 kg/m3，这是许多纤维性材料难以达到的。 ▪ (2)吸声系数高，聚氨酯泡沫在125～2000 Hz范围内,
平均吸声系数可达0.50以上，由它所制的微穿 孔板等吸声制品在中、低频率区域最大吸声系数可 达0.95以上。
13
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聚氨酯的昨天、今天、未来
聚氨酯发展历史事件 全球发展现状及趋势 中国发展现状及趋势
14
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聚氨酯发展历史事件
1937
Otto Bayer和他 的同事合作于 德国勒沃库森 的I.G..Farben实 验室首次合成 了聚氨酯
1956
杜邦公司第 一次对聚氨 酯进行了商 业化生产
二十世纪 九十年代
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分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
5
混合型聚 氨酯
LOGO
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
聚氨酯的回收利用
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聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料综合了一般多孔型材料的吸声 机理和柔性材料的阻尼吸声机理，具有较好的 吸声、隔声性能，是一类颇受欢迎的新型声学 材料。
21
LOGO
聚氨酯泡沫塑料吸声材料优势
密度小
吸声系数高
加工方便
优势
无粉尘污染
防水、防潮、防蛀
适应范围广
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聚氨酯泡沫塑料在声学方面的研究及国内外发展概况
24
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聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
20世纪70～80年代，国内外开始发展以聚氨酯泡 沫塑料为主要吸声材料的现代多功能化复合材料。 国外发展状况 ▪ 如德国Terson公司开发的减震、吸声、隔声复
合材料 ▪ 日本的Takanisawa Cybernetics，公司开发的
一种将一层片状材料与一块聚氨酯泡沫塑料组 合，则构成二层复合材料 ▪ 英国等国的科研人员用阻燃聚氨酯泡沫塑料制 作吸声预制件
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分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
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分类——乳化系统分类法
水系聚氨酯
外乳化型又称为 强制乳化型
系将疏水性聚氨 酪用外加乳化剂 强制乳化而成
自乳化型又称为内 乳化型 制备时不必外加乳 化剂，采用称为内 乳化剂的亲水性单 体，赋予聚氨酪若 干亲水基团，使其 自行乳化而成水系 产品
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少，常 温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
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聚氨酯橡胶
①混炼型聚氨酯橡胶 ②浇注型聚氨酯橡胶 可作铺装材料，体育场跑道，作弹性地板
和建筑用防水材料 ③热塑性聚氨酯橡胶 配溶剂作涂料、黏合剂和PU革等 ④聚氨酯水乳胶 作聚氨酯涂料、油漆和黏合剂 ⑤聚氨酯泡沫弹性体橡胶 制作自行车、摩托车、汽车、飞机、
▪ 人们正积极地将聚氨酯声学材料应用于装甲车 辆和救护车等的隔音降噪方面，研究结果表明， 用聚氨酯泡沫做成的复合板材，能有效地降低 装甲车辆、救护车的噪音
▪ 针对现有潜艇用消声瓦存在的不足，近年来由 英国的Wjtcod公司和法国的etravibrds公司联合 研制出一种可用于消声处理的聚氨酯材料。
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11
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聚氨酯涂料
聚氨酯涂料同金属和建筑材料联合牢实，又耐磨、耐油、耐 气候老化，具有一定的弹性，可做成各种鲜艳色泽，所以聚氨 酯涂料可代替油漆，非常耐用，是受人们欢迎的涂料，是很有 发展前途的涂料。
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聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材、 钢材、铝材等胶合。
的声学材料，如水声吸声材料、水声反声材料和水声透声材料 等。 ▪ 目前，水声吸声材料以耐水压和低频为研究方向，深海中耐高 压吸声材料可采用聚氨酯来制作。
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小结
聚氨酯声学材料作为一种新型声学材料，
在许多领域已获得很好的应用，展示了广阔的 发展前景。可以肯定，今后将在加大开发研究 的基础上，大大拓宽其应用领域，并发展更丰 富的适合各种用途的吸声制品。
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整理工艺 分类法
干式涂层用聚 氨酯可在织物表 面生成均匀透明 的薄膜 湿式涂层用聚 氨酯能够在织物 表面生成含有微 孔或气泡的薄膜
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分类——用途分类法
聚氨酯
塑料
聚氨酯
聚氨酯
纤维
橡胶
用途
聚氨酯
聚氨酯
油漆
胶黏剂 聚氨酯
涂料
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聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑料 三种。
P.S. MDI生产中，中国烟台“万华”等企业可以与国外企业相抗衡，已进入世界 六大制造商之列
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中国聚氨酯发展方向
发展高附加值的新兴纺织材料——差别化氨纶 缩短国内聚氨酯泡沫塑料工业与发达国家的差距 加快开发高阻燃性、低烟雾聚氨酯泡沫塑料，加 强结构发泡和高承载泡沫塑料的研制和推广应用 发展中国的医用聚氨酯材料
阻隔作用，其中阻隔低频噪音的效果尤为突出 (一般泡沫材料属于多孔吸声材料，主要吸收高 频噪声*特殊*)，在此之前还没有其它材料能有 效地阻隔低频噪音。
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聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
国外发展状况
▪ 山东蓬莱聚氨酯制品厂生产的普通型(SPF—N) 和阻燃型(SPF—S)两种。
▪ 北京市射线应用研究中心以多苯基多亚甲基多 异氰酸酯(PAPI)和聚醚多元醇为原料，采用聚 氨酯改性方法合成了改性聚异氰脲酸酯泡沫体 声学材料
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问题？什么是消声瓦？
橡胶
潜艇外壳上的防声 “外衣”——消声瓦
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关于潜艇“消声瓦”
▪ 各国海军之所以越来越青睐在潜艇上安装消声瓦，就在 于消声瓦有着不同寻常的降噪和消声本领。
▪ 目前经初步证实，消声瓦的功用至少有3个：
▪ 首先，能够吸收对方主动雷达发出的声呐波，即利用消 声瓦材料的阻尼作用和瓦内空腔或填充物的作用，使对 方发射出的声波波形发生变化，将声能转换为热能消耗 掉，从而使折射回去的声波能量大为降低，达到急剧减 少主动声呐探测的目的。
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聚氨酯泡沫塑料国内外发展状况
▪ 美国海军部门采用聚氨酯泡沫与其他材料(如环 氧树脂、硅凝胶和羰基橡胶等)复合，研制成功 了一种新型噪音阻隔材料。测试结果表明，对 不同的应用对象，这种新型噪音阻隔材料可以
把声音的阻隔能力提高50%～100%。厚度为 0.6cm的这种新型合成材料的隔音效果相当于 2.54cm厚的混凝土的隔音效果。并且，这种新 型材料对整个频谱中各个频段的噪音都能起到
23
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聚氨酯泡沫塑料在声学方面的研究及国内外发展概况
▪ (3)加工方便，聚氨酯材料易成型、可模塑和可 切割。
▪ (4)无粉尘污染，属环保型吸隔声材料，这也是 许多纤维性材料所无法比拟的。
▪ (5)防水、防潮、防蛀。 ▪ (6)适应范围广，不仅可以直接使用，而且可以
在其表面贴附各种覆面材料，用于需要装饰的 场所。 因此**聚氨酯声学材料及其吸声制品特别受到 人们的重视，当今国内外都大力发展这种新型 吸隔声材料。
中国聚氨酯发展现状
20世纪90年代 至新世纪初，聚氨 酯弹性体的适用范 围进一步扩大，产 品品种及产量稳步 增长，原材料、新 技术、先进设备正 在协调配套生产， 成为新世纪初的一 个朝阳产业。
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中国聚氨酯发展现状
在过去的5年中，我国聚氨酯市场的增长幅度已超过20％。与世 界聚氨酪总的发展速度放慢成鲜明对比，我国这几年聚氨酯工业 仍呈高速发展势头。
LOGO
目录
聚氨酯综述
分类 列举7种按照不 同标准的分类方 法
其中以按用途分 类为重点进行讲 解。
发展历史 全球发展现状及 趋势 中国发展现状及 趋势 聚氨酯泡沫塑料 在声学方面的应 用及前景
1
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分类
形态 乳化系统 分类法 分类法
不同的分类标准
离子型 用途 固化特性 分类法 分类法 分类法
组成 整理工艺 分类法 分类法
火车等驾驶员鞍座、弹性沙发和弹性椅座
9ห้องสมุดไป่ตู้
LOGO
聚氨酯纤维
聚氨酯纤维是用聚氨酯热塑胶(Estane型)进行抽丝纺 丝，再织成各种衣着袜子等。
日本牌号为Sanxi
中国称氨纶
10
LOGO
聚氨酯油漆
分为单组分油漆和双组分油漆 其中双组分油漆当今世界性能最好的聚氨酯油漆，大 量用在小汽车、飞机、轮船方面。这种漆的保光性保色 性很突出，适宜用于户外耐候的磁漆
▪ 其次，能够隔离潜艇内部噪声向艇外辐射。
▪ 再次，能够抑制艇体的振动。
31
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聚氨酯泡沫塑料在声学方面的应用举例
重要方向：水声系统中的应用 ▪ 聚氨酯材料能在水声工程中受到人们的重视并获得比较广泛的
应用，主要是它有优越的水声特性。 ▪ 首先，因聚氨酯具有优良的阻尼特性，故能获得很好的吸声性
能， ▪ 其次，是聚氨酯可以通过合成配方等的调节制得各种水声特性
美国是世界上最大的聚氨酯生产国，其产 量占世界的40％左右，也是最大的聚氨酯 消费国
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全球聚氨酯发展趋势
1
开发新技 术
注重环保
2
热塑性聚 氨酯、氨 纶、水性 聚氨酯产 品将成为 发展重点
3
集约化和 规模化的 趋势日益
明显
4
中国将成 为世界聚 氨酯市场 焦点。
.
国际工业新特征：
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▪ 西北工业大学设计并研制了一种微穿孔玻璃纤 维聚酯树脂／聚氨酯泡沫夹层复合材料吸声板。
注：目前常用玻璃纤维和空心玻璃球等与聚氨酯
泡沫复合，以调整聚氨酯泡沫声学材料的声
学性能。
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各类聚氨酯声学泡沫塑料制品的规格和吸声性能
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聚氨酯泡沫塑料在声学方面的应用举例
▪ 北京亚运村体育馆和北京电视台演播室等采用 阻燃性聚氨酯声学材料，达到了很好的效果。
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1967
聚氨酯的喷涂弹 性材料得到迅猛 的发展，成为大 面积涂装项目的 首选涂料
1967年合成的聚异 氰酸酯硬质泡沫开 始应用于汽车的内 部安全组件
15
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全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率 为3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
它与常用的超细玻璃棉、岩棉、矿渣棉等纤维性吸声 材料相比， 具有如下优点： ▪ (1)质量轻，聚氨酯泡沫的密度很小，一般为10～
200 kg/m3，这是许多纤维性材料难以达到的。 ▪ (2)吸声系数高，聚氨酯泡沫在125～2000 Hz范围内,
平均吸声系数可达0.50以上，由它所制的微穿 孔板等吸声制品在中、低频率区域最大吸声系数可 达0.95以上。
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聚氨酯的昨天、今天、未来
聚氨酯发展历史事件 全球发展现状及趋势 中国发展现状及趋势
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聚氨酯发展历史事件
1937
Otto Bayer和他 的同事合作于 德国勒沃库森 的I.G..Farben实 验室首次合成 了聚氨酯
1956
杜邦公司第 一次对聚氨 酯进行了商 业化生产
二十世纪 九十年代