聚氨酯弹性体是聚氨酯的重要品种，目前其消费量占聚氨酯总消费量的近10%。 聚氨酯弹性体用于制造各种橡胶轮、输送带、耐水耐压软管、密封条和密封圈、电缆护套及各种薄膜等。产品广泛应用于钢铁、造纸、矿山、机械、印刷等行业。 聚氨酯弹性体可与聚氯乙烯、聚乙烯、ABS塑料、碳纤维等复合，降低成本，提高性能。 聚氨酯弹性体还可以通过添加一些有机填料进行改性，以突出和强化某些方面的优越性能，同时克服聚氨酯弹性体的一些缺点，以满足特殊需要。
聚氨酯弹性体产品有多种类型。 除传统的浇注型（CPU）、热塑性型（TPU）和混炼型（MPU）三种类型外，还有反应注射成型、水分散聚氨酯、溶液纺丝（氨纶）等。 ）和喷涂聚脲弹性体等。我国目前是全球最大的PU弹性体生产国、消费国和出口国。
一、聚氨酯弹性体的应用领域
聚氨酯弹性体配方多样，可调范围广，产品性能范围广，可替代普通橡胶、塑料、金属。 与金属材料相比，聚氨酯弹性体具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工成本低、耐腐蚀等优点； 与塑料相比，聚氨酯弹性体具有不易脆、耐磨等优点； 与常规橡胶聚氨酯弹性体相比，具有耐磨、耐切割、抗撕裂、承载能力高、透明或半透明、耐臭氧、灌封或浇注、硬度范围广等特点。 其应用领域如表1所示。
2、聚氨酯弹性体生产情况
聚氨酯弹性体的应用越来越广泛，我国聚氨酯的发展速度高于全球平均水平。 表2列出了近年来我国及世界聚氨酯弹性体的生产情况及预测。
表2 我国及全球聚氨酯弹性体生产状况
数据来源于中国聚氨酯工业协会
3、聚氨酯弹性体市场需求及消费情况
2010年我国聚氨酯弹性体消费量为43万吨，2018年增长至107万吨，年均需求复合增长12.5%。 2019-2022年，聚氨酯弹性体市场消费量将持续增长。
从2018年我国聚氨酯弹性体市场产品结构来看，TPU规模最大，其次是CPU、防水铺装材料等品种。 下面我们就聚氨酯弹性体的一些品种进行分析。
1、CPU市场情况
预聚物和扩链剂是CPU的两个组成部分。 目前，我国聚氨酯弹性体用预聚物总产量约为12万吨。 从生产能力来看，少数企业为5000～10000吨/年，多数为3000～5000吨/年。 一些公司使用自产预聚物来生产CPU产品。
我国预聚物生产企业总体规模较小，产品质量稳定性一般，游离异氰酸酯单体含量较高。 相对较高的游离异氰酸酯单体的存在带来了许多工艺和材料性能问题。 低游离预聚物市场年消费量数千吨。 去除游离异氰酸酯的经典技术是短程蒸馏技术。 但由于设备投资大、操作要求严格，国内已讨论多年，但一直没有大的发展和应用。
国内CPU预聚物供应商主要有科思创、科聚亚、黎明化工研究设计院等。
随着应用需求和环保要求的提高，CPU聚氨酯预聚物正逐渐从TDI体系向MDI、萘二异氰酸酯（NDI）、PPDI、二甲基二苯基二异氰酸酯（TODI）等特种异氰酸酯体系转变。 。 随着应用领域对聚氨酯弹性体的耐久性、动态力学性能、耐热性等要求的提高，NDI聚氨酯弹性体的需求量不断增加，并出现了几家能够提供稳定的NDI聚氨酯预聚物的制造商，如科科思创公司、 NDI和TODI体系弹性体产品目前主要应用于纺织摩擦片、纤维切割轮、叉车轮等。
上述特种弹性体的扩产和消费大多受到上游特种异氰酸酯的制约。 目前，NDI最大的生产商仍然是巴斯夫，PPDI主要是原杜邦公司。 国内有杭州崇顺、丽水友邦，江苏信谊农化小规模生产NDI、TODI、PPDI。
聚氨酯弹性体用胺扩链剂主要包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷（MOCA）、3,5-二乙基甲苯二胺（DETDA，E-100）和3,5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA，E-300）其中MOCA是聚氨酯弹性体材料中产量最多的固体扩链剂。 MOCA产量一半以上供国内企业使用，约40%产品用于出口。
2、TPU市场情况
目前国内TPU生产企业约有100家，中高端产品的稳定性和覆盖率与国外企业存在一定差距。 第一个原因是中高端产品没有技术优势，第二个是设备采用国产设备，导致精度不够，第三个是国内原材料的稳定性相对缺乏。
亨斯迈的生产能力为每年2万吨至3万吨，以中高端产品为主，设备全部进口。 国内拥有万吨级TPU产能的企业有、、、、、、等。
其中，万华化学产能约12万吨/年，设备主要从德国进口； 华峰集团TPU产能14万吨/年，90%以上采用进口设备生产； 山东伊诺威产能8万吨/年，主要采用进口设备，产品以中低端为主，价格相对有优势； 苏州奥斯汀产能12000吨/年，设备主要进口； 美瑞新材产能3万吨/年，设备主要国产。 在特种TPU领域具有优势； 上海金唐科技规划产能2万吨，设备以国产为主。 在TPU热熔胶领域具有优势。
3、MPU市场情况
MPU是采用传统橡胶硫化工艺通过分子结构设计，在PU分子链结构中引入利用硫、过氧化物等交联固化的基团而制备的PU弹性体。 早期，南京橡胶厂（金三力公司）和山西省化工研究院开展了相关研发和小规模生产应用。 由于MPU的产量和性能优势并不比CPU和TPU好，因此其市场份额较小，但在某些领域仍然需要MPU。
采用新型合成工艺，于2017年初建成一套7000吨/年MPU生产线，产品包括饱和和不饱和类型的聚酯、聚醚、聚己内酯。 有望用于耐磨胶辊、胶轮。 、软管、胶带、密封件和鞋材来开发新的应用。
国外主要为400~500吨/年，美国TSE公司生产能力为1500~2000吨/年。 主要用于耐磨胶辊、密封垫片、胶带、鞋材等。
4、聚氨酯防水铺装材料等品种市场情况
从表6可以看出，2010年我国聚氨酯防水材料、铺路材料等品种消费量为18.2万吨，2018年消费量为36.7万吨。 2010-2015年市场消费快速增长。2016年下半年以来，“毒”跑道事件的影响在一定程度上抑制了聚氨酯铺路材料的发展。 随着2018年新国标的制定和发布，情况有所好转。
大家对于塑料制品的优劣判断都有明确的依据。 国内市场聚氨酯铺路材料的质量越来越高。 除了常规的环保混合型塑胶跑道、全塑型塑胶跑道、透气型塑胶跑道外，铺设场地的类型还有跑道、自纹理型塑胶跑道、水性塑胶跑道、发泡TPU（ETPU）塑胶跑道、半预制跑道等也成为铺装的趋势。 施工过程中不添加溶剂，材料不含邻苯增塑剂、苯并芘、多环芳烃等有害物质。 施工气味低，施工完毕后可在短时间内交付使用，有效保证了行业的健康发展。
聚氨酯铺路材料生产厂主要集中在北京、河北、山东、江苏、上海、浙江、广东等地区，包括、、、、、等。
4、未来新兴领域的应用前景
1.生物医学
从未来新兴领域的应用来看，生物医学是聚氨酯弹性体潜在的重要应用领域。 通过选择合适的软、硬段结构和比例，聚氨酯弹性体可用于合成医用心桥、缝合线、避孕套等具有良好物理机械性能的材料。 具有良好的耐磨性、韧性和生物相容性。 在体内的降解周期很短。 与其他高分子材料相比，聚氨酯弹性材料更适合制作组织工程中的支架或用于制造人体器官，如人造心脏和心脏辅助装置。 该材料本身不会引起血栓形成和机体免疫反应，且不致癌并具有良好的生物相容性等性能。 近年来，该材料已广泛应用于人造心脏、人造皮肤的制备。
TPU因其优异的机械性能、耐用性、耐油性和耐化学性，在医疗行业的先进保健产品中具有广阔的前景。 这是因为 TPU 可以不含增塑剂，为医疗行业提供更环保的替代品，同时仍保留其高弹性和柔韧性。 此类TPU产品被列入美国国家卫生基金会（NSF）标准61清单、美国食品和药物管理局（FDA）21 CFR 177.1680（针对某些食品接触材料）清单和美国药典委员会（USP）VI级清单中在分类中，表明了聚氨酯弹性体材料在与食品、水和医疗接触时的安全性。 美国化学工业协会还发布了聚氨酯弹性体材料在食品和药品接触类的应用指南，为该材料在医疗领域的应用提供了标准，拓宽了聚氨酯弹性体材料未来的应用前景。
2、交通运输业
随着我国高铁、地铁、城市轨道交通等基础设施的建设，聚氨酯弹性体的用量快速增长。 国家《综合交通运输网中长期发展规划》指出，到2020年，全国铁路运营里程达到12万公里以上，其中客运专线运营里程1.6万公里以上，时速以上时速超过200公里。 为了适应高速列车提速的要求，发展聚氨酯轨枕替代或部分替代混凝土轨枕是未来的发展趋势。 其他类型的聚氨酯弹性体也将在交通运输行业大量使用，例如高铁的减震垫和填缝胶。
同时，随着聚氨酯材料在铁路工程中的广泛应用，如何在其服役后对其进行回收和高效利用也是一个挑战。
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