汇富纳米气相纳米材料在聚氨酯发泡材料中的应用

　　聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，其卓越性能被广泛用于各类经济领域，涵盖智能制造、航空航天、汽车电子、建筑建材、物流交通等。

　　聚氨酯(PU)发泡材料由双组分组成，甲组分为多元醇，乙组分为异氰酸酯。通过加入适当的助剂，使得反应产物中生产大量的泡沫，从而得到聚氨酯泡沫产品。聚氨酯发泡材料是国内发泡材料占比最大的产品之一。

　　聚氨酯发泡材料在制造过程中，分为泡沫体系和CASE体系，泡沫体系分为软泡和硬泡两种。软泡为开孔结构，主要功能是缓冲，常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬。聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033W/(m·Κ)，主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。CASE体系主要应用在涂料、弹性体、胶粘剂、密封剂等。

　　相比于金属材料、塑料和橡胶等传统材料，聚氨酯材料具有重量轻、耐腐蚀、加工费用低、耐损耗、噪音低，耐磨、不发脆、具有弹性记忆，易切割、易撕裂、高承载性、耐臭氧、透明或半透明、耐磨、可灌封或浇注等优点。

　　气相二氧化硅在聚氨酯发泡材料中有诸多应用，主要体现在增强物理性能，优化泡沫结构，提高热稳定性，加强阻燃性能，改善加工性能以及环保性多多方面，可作为增稠剂、成核剂、补强剂、阻燃剂和保温隔热材料使用。

　　加工改善方面，气相二氧化硅表面具有大量的硅羟基之间可以形成氢键作用而连在一起，形成一个独特的三维网状结构，硅羟基也可以与基体(如极性液体或高分子材料等)之间形成氢键作用。这样，在体系中就形成了一个二氧化硅和基体之间的“互穿网络”，从而呈现出良好的增稠触变性，从而能够改善聚氨酯发泡材料的加工性能，使其更易于加工和成型。这有助于提高生产效率，降低生产成本。

　　泡沫结构方面，添加气相二氧化硅后,聚氨酯泡沫体系内泡孔的形貌发生了显著地变化，明显降低了泡沫泡孔的孔径，泡孔的数量增加，促进了异相成核的进行，泡孔形貌得到改善，开孔率提高，平均孔径增加。

　　补强方面，在反应生成预聚物时加入气相二氧化硅，由于粒子表面产生原位聚合，有利于纳米粒子团聚体分散，分散粒子的诱导结晶作用和与聚氨酯大分子的化学键合使复合材料力学性能大大的提高。

　　阻燃性方面，气相二氧化硅熔点可达到1650　(±75)℃，是一种优秀的阻燃材料。由于气相二氧化硅表面具有硅羟基结构,可将气相二氧化硅与具有阻燃性能的含磷、氮等元素及基团的阻燃有机物反应制备新型的无卤、无毒、低烟阻燃剂。磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体，使其转化成不易燃烧的炭化物。

　　保温隔热方面，气相二氧化硅的隔热原理主要包括两个方面：多孔结构和纳米尺寸效应。首先，气相二氧化硅的多孔结构可以提供更多的“隔热墙”，减少热传导的路径，从而降低热传导的速率。其次，纳米尺寸效应使得气相二氧化硅颗粒与传热介质(如空气)之间的界面面积增加，从而增加了界面热阻，减少了热传导。

　　气相二氧化硅在聚氨酯发泡材料中的应用具有多方面的优势和潜力。通过合理控制气相二氧化硅的添加量和工艺条件，可以制备出具有优异性能的聚氨酯发泡材料，满足不同领域的需求。随着科技的不断发展和人们对材料性能要求的不断提高，气相二氧化硅在聚氨酯发泡材料中的应用前景将更加广阔。