聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（PUR），它属于特种合成橡胶。传统上按聚氨酯弹性 体加工特性的不同，把它分为浇注型（CPU）、热塑型（TPU）和混炼型（MPU）三大类。 混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用 传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。浇注型聚氨脂弹性体， 它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合 物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。 热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过 加工成为颗粒状固体。

聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范 围很大。聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特殊的高分子材料[2]。

1.2 聚氨酯弹性体合成的原料

透明聚氨酯弹性体通常由低聚物多元醇、二异氰酸酯和醇类扩链剂反应合成，有出色 的耐介质、耐环境性能,相容性好，对多种基材粘接性强，在机械、建筑、汽车制造、医药 以及航空航天等领域得到了广泛的应用。透明聚氨酯弹性体的研究多集中于以 4,4-二异氰 酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1, 6 -己二异氰酸酯(HDI)和异氟而酮二异氰酸酯(IPDI) 等作为硬段的聚氨酯弹性体。环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)是典型的不变黄脂肪(环)族 异氰酸酯, 因结构中含有六元环,其耐热性较普通脂肪族异氰酸酯有较大提高，同时由于 结构中不含苯环,耐环境性能优异[3]。

1.3 聚氨酯弹性体的制备方法

从制备的工艺流程来分聚氨酯弹性体的制备分为一步法、二步法(预聚体法)、半预聚 体法。

一步法，是将聚合物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂放在一起，经充分混合后浇入模具 中加热固化，待尺寸稳定后再进行硫化的一种方法。

图 1.1 一步法生产工艺示意图

在聚合物多元醇类的羟基数>2 时，或多异氰酸酯的-NCO 数>2 时，用一步法合成最 合适，如软泡沫塑料和硬泡沫塑料等，都是采用一步法。而聚合物多元醇及多异氰酸酯的 羟基数都等于 2 的原料，最好采用预聚法来合成 CPUR。

二步法(预聚体法)，是浇注型 PU 弹性体(CPU)最传统的工艺，工艺成熟。由于经过预 聚，分子链规整性好，比较容易进行分子设计，所得制品的力学强度比较高。 整个方法主要包含两个步骤。第一步，合成预聚体。二元羟基化合物与过量的二元异氰酸 酯反应，生成两端皆为 NCO 基团的加成物。这种加成物称为预聚体。第二步，预聚体的 扩链反应和交联反应。

图 1.2 二步法的生产工艺示意图

半预聚体法是介于预聚体法和一步法间的一种方法，即将预聚物中的一部分聚合多 元醇转移到扩链体系中去，与扩链剂组成另一组分，这一点与预聚物法是相似的，另一组 分则由扩链剂及补加聚合多元醇组成。唯一不同的是这种预聚物的游离异氰酸酯含量较 高，一般在 12%～15%(质量分数)，是指在预聚物合成时-NCO/-OH 远大于 2，得到端异氰 酸酯和异氰酸酯的混合物，游离的异氰酸酯在组分中相当于溶剂，降低了组分粘度，有利 于计量和混合;游离的异氰酸酯数比一步法低得多，因此可以克服一步法的湿气敏感性，

力学强度较好，涂装时的气味小，对环境的污染也小。因此常常采用半预聚体作为端异氰 酸酯组分，和适当的羟基组分配合使用，就可以合成性能不同的聚氨酯产品[4]。