聚氨酯是分子鏈中含有亞氨甲酸基(-NH-CO-O)的高分子聚合物總稱,簡稱PU(Polyurethane)。通常由多元異氰酸酯與含有多羥基的化合物或者高聚物相互反應而制得。作為包裝材料使用的聚氨酯薄膜,是熱塑性聚氨酯彈性體(簡稱TPU)。
聚氨酯彈性體是介于橡膠和塑料之間的高分子合成材料,其分子主鏈是由柔性鏈段和剛性鏈段鑲嵌組合而成的。其結構中含有氨基甲酸酯基、酯基脲基等大量極性基團,這些極性基團的存在及其相互間的作用,賦予了聚氨酯彈性體一系列優異的性能,由于薄膜制品易使用,功能多樣化等原因,使得聚氨酯薄膜得到了迅速的發展,并在眾多領域中有著廣泛和獨特的應用。
聚氨酯薄膜有哪些特性主要體現在:
1. 卓越的耐磨性能,柔韌性好,特別是有高抗撕裂性,良好的彈性,低溫可撓性。
2. 耐油,耐低溫,耐熱老化,耐臭氧,抗輻射,電絕緣,粘合等方面具有良好的特性,優異的生物相容性及耐多種化學藥品的性能。
3. 聚氨酯彈性材料由多元醇,二異氰酸酯等為原料合成,具有獨特的嵌段分子結構,可通過調節聚氨酯軟硬段成分比例改變其彈性,硬度,親水性等,根據需要設計出性能各異的新產品。其制品具有無可比擬的特性:獨特的粘合性,潤濕性,柔韌性,耐磨性,光澤度等。
聚氨酯可以很好的使用在防水透氣膜中,主要有兩種類型:微孔型和親水型。
1. 微孔型薄膜膜孔直徑很小,只有10-50µm,介于直徑為4X10-4 µm的水蒸氣和直徑為100-300µm的水滴之間,水蒸氣可透過微孔薄膜,而水滴不能通過,從而起到防水透氣的目的,在電子顯微鏡下,能觀察到明顯的微孔結構,它的透氣性可與人體皮膚的呼吸性相媲美。
2. 親水型。連續的無孔薄膜及涂層材料,其表面及本體均為均勻致密結構。防水性是由于材料的連續性和較大的表面張力決定的,呼吸性是由聚氨酯親水軟段類型,比例及軟段的相對分子質量決定的,通過復雜的分子擴散機理來實現:聚氨酯的微相分離結構為復雜的分子擴散提供了可能,水分子沿著密集的分子鏈間隙傳送,由高濕度一側吸附水分,通過聚氨酯分子鏈上的親水基團傳遞到低濕度一側,但其呼吸性一般相對微孔結構而言較差。一種新型的聚氨酯薄膜及涂層,通過調節其親水軟段的比例及相對分子質量,它的水蒸氣透過率與微孔材料可達到同一水平,從而控制與皮膚接觸的微環境的濕熱平衡。另外,其致密的結構可起到阻隔灰塵、細菌的作用。
聚氨酯薄膜可應用于醫療行業和工業。比如醫療衛生方面:手術衣帽,醫療用褥墊,冰袋,繃帶,血漿袋等。工業領域:防火,隔熱,隔音材料等。另外,在鞋類,運動用品,日常用品等方面也有著廣泛的和應用。