「元素家族——连载41」炙手可热的复合材料：聚氨酯

互推小编 2023-11-20

我们说到新材料，新科技，新发明，经常要提到德国，这次也不例外。

1937年，德国人奥托*拜耳（跟德国拜耳公司没关系）制取了一种聚合物，他发现这种新材料和刚刚发现的聚乙烯、聚酯等高分子材料相比，某些性能更加优异，比如它耐磨、耐温、耐酸碱、耐腐蚀，而且易于加工成各种各样的形态。由于这种聚合物中包含很多酰胺基，因此把它称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU）。

这种材料一经问世，立马被美国联碳、德国拜耳公司（这次是真的拜耳公司）发现商机，从20世纪60年代开始大规模生产出来，然后它的应用被不断开发，一直到现在，还不断有新的发展，堪称是最热门的复合材料之一！

异氰酸酯（MDI）和乙二醇反应生成聚氨酯

聚氨酯是由异氰酸酯和聚醚多元醇这两种单体通过缩聚反应而生成的，其中，异氰酸酯被叫做黑料，聚醚多元醇被称为白料。通过改变黑料和白料的配比，就可以调节产品的形态和性能。

黑料有毒，白料无毒，这黑白双煞就合成了聚氨酯

异氰酸酯和聚醚多元醇的反应会释放出很多二氧化碳，似乎这很让人麻烦，但是化学工程师会认为这是一个很好的机会，因为他们想办法将二氧化碳均匀释放出来，这样从宏观上就会产生比较均匀的泡沫，使最终得到的材料降低密度，让聚氨酯材料更加轻便耐用。

如何将聚氨酯发泡控制的更加均匀，是一个很复杂的课题

让我们看看聚氨酯究竟在我们身边哪些地方发挥着重要的作用呢？

说起床垫，大家都会想到一个词"席梦思"， "席梦思"的原理是在床垫里安装弹簧，这是太初级的物理方法。化学工程师们将聚氨酯发泡以后用于生产海绵床垫，睡在这种软软的蓬松的东西上面着实让人舒服。如果现在还有谁跟你说她家是席梦思，那你可以告诉她："你out啦！"

富豪辣妹们热衷于皮草皮包，简称"皮草包"。其实真皮是有限的，为了减少对珍稀动物的杀害，化学工程师们在合成革表面涂上一层聚氨酯涂层，和真皮的表观更加接近，而且外观可以做的更加精美。真心期望富豪们不需要那么在意是真皮还是假皮，没有买卖就没有杀害。

汽车的方向盘和仪表板都是用聚氨酯做的，轻便耐用

将聚氨酯做成纤维，号称"氨纶"，这种纤维的特点是弹性特别强，因此特别适用于做内衣和儿童衣服。这种纤维最早在20世纪50年代被美国的杜邦公司研究出来，起的名字叫Spandex，并注册商标莱卡（Lycra），因此斯潘德克斯和莱卡都是氨纶的同义词，回过头看看你的衣服里面有百分之多少的氨纶？

澳大利亚游泳名将：索普，号称飞鱼，多次打破世界纪录。伴随他一起成名的还有他的战衣：鲨鱼皮，这种"鲨鱼皮"就是用氨纶来做的，由于氨纶的弹性更好，可以更加贴近皮肤，因此在水中的流体力学性能非常好，帮助运动员提高成绩。2009年，国际奥委会宣布禁止"鲨鱼皮"等高科技泳衣，"鲨鱼皮"也被称为"高科技兴奋剂"，这似乎有点无厘头，你认为呢？