聚氨酯醋是世界六大合成材(cái)料之一，其(qí)發展經曆了近70年。如果按異(yì)氟(fú)酸的合成來計算，它将(jiāng)領先近一個世紀。聚氨酯合成材料因其“核心”綜合(hé)性能而得(dé)到廣(guǎng)泛(fàn)應用和迅速發展，幾乎可以通過所有聚合物材料的加工方法形成。

全球聚氨(ān)酯發展現狀

在聚氨酯發展的早期，異氰酸酯的合成還(hái)停留(liú)在理(lǐ)論研究階段，根本沒有給(gěi)出它的使用價(jià)值。直到1937年，拜耳及其德國同事(shì)才首次使用異氰酸酯和(hé)多元醇化合物，通過分步加成反應制備(bèi)各種(zhǒng)聚氨酯樹脂和聚脲化合物，該反應于1944年使用HDI和1，将4-丁二醇制成10噸/月的(de)聚氨酯樹(shù)脂和25噸/月的熔紡perlon U.Second world，開創了聚氨酯工業的新紀元

戰後，美國和英國于1945年至1947年從德國獲得聚氨酯(zhǐ)樹脂的制造技術，并于1950年相繼開始工業化。代表公(gōng)司是美國杜(dù)邦公司：日本在戰後從(cóng)德(dé)國和美國引進技術(shù)後，于1955年開始工業(yè)化生産聚氨酯(zhǐ)。此後，古德裏奇公司(sī)實現了(le)聚酯熱塑性(xìng)聚氨酯彈性(xìng)體（Estane品牌）的工業化生産，杜邦(bāng)公司開發了四氫呋(fū)喃均聚醚(mí)混合橡(xiàng)膠（adiprener b）和(hé)PTMG/TDI鑄造彈性體（adiprener L）。1950年左(zuǒ)右，Pu作爲織物整理劑(jì)出現在歐(ōu)洲，但大多數是用于幹(gàn)塗層整理的溶劑産品(pǐn)。1959年，杜(dù)邦公司成功試制萊卡牌聚醚聚氨酯彈性體；1960年，美國橡膠公(gōng)司以vyrene品牌生産聚酯彈性纖維；1963年6月，杜邦(bāng)公司成功地研究了聚氨酯合成革

外觀(guān)和手感(gǎn)與普通天然(rán)皮革相似，品牌爲科法姆；20世紀60年代，随着(zhe)人們環保意識(shí)的增(zēng)強和政府環保(bǎo)法規的出台，水性聚氨酯塗料應運而生(shēng)；20世紀70年代以(yǐ)後，水性聚氨酯塗料發展迅速，聚氨酯塗層織物得到(dào)了廣泛應用；20世紀80年代，聚氨酯的研究和應用技術取得了突(tū)破。

近年來，聚氨酯材料一直保(bǎo)持着較高的增長速度，在應用範圍(wéi)上(shàng)躍居合成材料之首。目前，聚氨酯的合成和加工(gōng)普遍采用計算機控(kòng)制的(de)自動澆注和自動計量混合成型一體化工藝和設備，不僅提高了生産效率，而且提高了産品性能和質量的穩定性。2001年至2006年，世界聚(jù)氨酯産能年均增長4%，消費年均增長3.5%至4%。2006年，世界聚氨酯産品産量達到1165萬噸，聚氨酯消費量達到979萬(wàn)噸。美國是世界(jiè)上最大的(de)聚氨(ān)酯生産國，約占世界聚氨酯産量的40%，也是最大(dà)的聚氨酯(zhǐ)消費國。聚氨酯彈性體的快速發展和廣泛應用主(zhǔ)要與(yǔ)其(qí)獨特的化學組成、多變的配方體系、方便簡單的加工(gōng)工藝(yì)和優異的力學(xué)性能有關。其彈性模量介(jiè)于普通橡膠和以下材料之間。在較(jiào)寬的硬度範圍内(nèi)仍(réng)能保持良好(hǎo)的(de)彈性。它被稱爲“耐磨橡膠”，對一般溶劑、氧氣、臭氧和輻射有足夠的抵抗力。

随着聚氨酯生産(chǎn)技術的日益成(chéng)熟、産品的(de)日益普及(jí)和應用領域的(de)不斷擴大，許多制造商發(fā)現，爲了獲(huò)得一定的利潤(rùn)，他們必須在生産中(zhōng)具有一定的規模(mó)效益。目前，聚氨酯(zhǐ)原(yuán)料生産正在大規模發(fā)展，新建工廠規(guī)模大多(duō)爲（10萬(wàn)～20萬）噸/年。例如，聚氨(ān)酯的主要(yào)原材料MDI和TDI近年來在世界各地新建或拟(nǐ)建項目中(zhōng)的設計(jì)産能超過15萬噸/年。然而(ér)，聚氨酯工(gōng)業的基本原料單異氰酸酯和(hé)多元醇的(de)生産與大多數其他化工産品有很大區(qū)别，即存在技術保密(mì)，特别是巴斯夫對異氰酸酯(zhǐ)生(shēng)産關鍵技術的壟斷，亨斯邁-拜耳通過并(bìng)購，收購并控制了世界上幾家大型聚氨酯公司。上述公司既有多元(yuán)醇，也有異氰酸酯業務對整個(gè)行業有很大影響(xiǎng)。

異氰酸(suān)酯作爲聚氨酯的主要原料(liào)之一(yī)，其種(zhǒng)類和結(jié)構對聚氨酯的性能有很大影響。要(yào)加快聚氨酯工業(yè)的發展，首先要加快(kuài)異氰酸酯單體原料的生産，制備滿足聚(jù)氨酯彈性體内外用要求的各種異氰酸(suān)酯單體，如TDI、HDI、XDI、IPDI、htdi、hmdi、Papi等。從50年代到70年代初，TDI産品發展迅速。例如，美國從20世紀60年代到70年代的年均增長率超(chāo)過20%，但自70年代末以(yǐ)來，由于MDI在反應性能(néng)和應(yīng)用性能方面的優(yōu)勢，MDI在異(yì)氰酸酯市場中的比例逐年增加。到20世紀(jì)80年代，其消耗量已超(chāo)過TDI，生(shēng)産能力發展迅速，導緻TDI産量增長緩慢。目前，世界上30多家(jiā)公司(sī)的40多個裝置正(zhèng)在生産TDI。2003年，全球TDI總産(chǎn)能(néng)約爲190萬噸。全球(qiú)MDI制(zhì)造商主要包括拜耳、陶氏化學、巴斯夫、意(yì)大利埃尼化學、日本(běn)聚氨酯有(yǒu)限公司、住友(yǒu)拜耳聚氨酯公司、三井化學公(gōng)司等。

近年來，由于世界MDI需求的快速增(zēng)長，一些大型外國公司已經擴大(dà)并建立了新的生産裝置(zhì)。拜(bài)耳擁有70萬噸的生産能力，是世(shì)界上最大的制造商。亨斯邁聚氨酯公司生産能力54萬噸，居世界第二(èr)位。巴斯夫的生産能力(lì)已達到46.3萬噸，居世界第三位。陶(táo)氏化學公司也有擴産計劃，産能已達43萬噸，居世界第四位。此外，韓國和新加(jiā)坡也(yě)在建設MDI生(shēng)産裝置。因此，全球MDI總(zǒng)産能已迅(xùn)速達到（290~300）萬噸。

國(guó)外MDI的主要(yào)用途是生産硬質和中硬質聚氨酯泡沫，占全球MDI應用的80%，其中大部分用于建築業、熱塑性彈性體(tǐ)和粘合劑(jì)的生産以及汽車。據亨斯邁聚氨酯公司相關人員(yuán)介紹，MDI最終用途的消費構成爲結構材料占50%，纖維絕緣材(cái)料、彈(dàn)性體等占17%，注塑材料占13%，冰箱材(cái)料占12%，包裝(zhuāng)材料占8%

聚(jù)合物多元醇是聚氨酯彈性體的另一大(dà)類原材料，包括聚酯多元醇、聚醚多元(yuán)醇和聚烯烴多元醇。由(yóu)于它們的結構特點不(bú)同，它們的用途也不同(tóng)。在聚(jù)氨酯(zhǐ)開發的早期階(jiē)段，德國拜耳公司在其煤化工基礎上開發了由茉莉花和甲苯合成(chéng)的端羟基聚酯多元醇。雖然性能很好，但價格很(hěn)高。在後一個國家，已開發出以農副産品爲基(jī)礎的端羟(qiǎng)基多元(yuán)醇，如蓖麻油。雖然價格(gé)低，但性能差(chà)。20世紀50年代初，美國(guó)杜邦公司(sī)首次開(kāi)發了基于石油裂(liè)解産物烯烴(tīng)絡合物的端羟基聚醚多元醇。這種多元醇不僅原料易得、成本低(dī)，而且大大提高了合成聚氨酯産品的性能，爲聚氨酯工業的快速發展奠定了基礎(chǔ)。

目前，聚醚多元(yuán)醇的用量占整個聚氨酯生産(chǎn)所消耗的多元醇聚合(hé)物的比例。90%以(yǐ)上的聚醚(mí)多元醇在分子結構中(zhōng)含(hán)有醚(mí)鍵，大分子易于内(nèi)旋，因此醚基聚氨(ān)酯彈性體(tǐ)具有優異的柔(róu)韌性、彈性、耐低(dī)溫性和耐(nài)水性，其耐候性和防黴性(xìng)優于聚酯聚氨酯彈性體。聚醚多元醇一(yī)般分爲(wèi)聚醚氧基丙基醚(mí)系列（PPG）、聚四(sì)氫呋喃醚系列（PTMG）、聚醚氧基丙烷四氫呋喃共聚醚和接枝(zhī)聚醚系列（POP）。聚環(huán)氧丙烷醚(mí)多元醇含有更多的(de)側甲基(jī)。雖然Koh可以提高産品的(de)彈性，但它在聚醚(mí)合(hé)成中用作催化(huà)劑(jì)，可以将環氧丙烷異構(gòu)化爲丙烯醇，并且丙烯醇用作新的引發劑以形成新的單官能團聚醚分子。這些單官能團(tuán)聚醚分子(zǐ)的存在降低了聚醚的實際功能性(xìng)，阻(zǔ)礙(ài)了彈性體分子量(liàng)的增長，影響(xiǎng)了彈性體的物(wù)理和動态力學性(xìng)能，難以滿足應用要求。

進入20世紀80年(nián)代後，Arco和陶氏等世(shì)界著名的聚醚制造商投入巨資開發新的聚醚(mí)品種。在1995年11月(yuè)的匹茲堡聚氨酯(zhǐ)協會年會(huì)上，Arco介紹了一種新(xīn)的低不飽和度聚醚多元(yuán)醇，名(míng)爲喝彩，用(yòng)于制備彈性體，并聲(shēng)稱用這種(zhǒng)聚醚多元醇制備的(de)彈性體的性能與用聚四氫呋喃醚制備的彈性體相當。2003年，Lyondell chemical（原(yuán)Arco公司）的聚醚産量達到27萬噸/年。1996年9月，巴斯夫公司還(hái)宣布開發(fā)了同一類型的聚醚多(duō)元醇，該(gāi)聚醚與四氫呋喃聚醚(mí)具有良好的相容(róng)性和良好的産品性能。湖北紅星研究院也對該聚醚進行了研究，顯示出良好的(de)應用前(qián)景。與聚醚多(duō)元醇相比，聚酯(zhǐ)多元醇的用量要少得多。它是德國在20世紀50年(nián)代成功開發的。聚酯(zhǐ)系列(liè)彈性體(tǐ)具有良好的機械性能、耐油性和耐磨性，但與聚(jù)醚彈性體相比，耐水解性差、低溫順應性差、手感差、柔韌性(xìng)差(chà)，與其他多元醇的相(xiàng)容(róng)性不如聚醚。目前主要(yào)用于高性能聚氨酯橡膠(jiāo)合(hé)成革(gé)、膠粘劑、微孔彈性體等特種産品。

聚己内酯(zhǐ)（PCL）是由端羟基聚酯多(duō)元醇經普通醇(chún)酸反應(yīng)合成而成的一種(zhǒng)新型(xíng)聚酯多元醇。1960年(nián)，美國聯合碳化物公司成功開發了其工業合成。我國對聚己(jǐ)内酯的研究起(qǐ)步較晚。1983年，山西化工(gōng)學院首次開展了合成與(yǔ)應用(yòng)研究。目前，國外(wài)生産β-己内酯單體和聚己内酯多元醇的(de)廠家主(zhǔ)要集中在美國、英國(guó)、日本等國家。

據專家分析，世界經濟影響着聚氨(ān)酯工業(yè)的(de)發展(zhǎn)。前幾年的經濟增長速度已經(jīng)放緩(huǎn)。受全球經濟形勢的影響，原以爲2004年(nián)全球(qiú)聚氨酯消費量(liàng)将達到1000萬噸，但現在到2008年将達到1000萬噸。雖(suī)然聚氨酯産業增速(sù)放緩，但(dàn)基礎原材料和産(chǎn)品的生産應用技術仍有快速進步，環保、節能、回收(shōu)和再生是聚氨酯技術發展的總趨勢(shì)。