聚氨酯(PU)是一类分子链上含有重复氨基甲酸酯结构的软硬段交替多嵌段共聚物。氨基甲酸酯基团的强极性以及聚氨酯分子间的氢键作用赋予了其优异的韧性、弹性优良、耐磨、耐溶剂及耐腐蚀性能。聚氨酯预聚体(PPU)是指由多异氰酸酯和多元醇反应形成的含有氨基甲酸酯基团的可反应中间体。通过与含活泼氢的低分子质量化合物进行链增长反应,可以制得线形或交联聚氨酯。其中,多元醇提供了软链段,而异氰酸酯则构成了硬链段。
应用聚氨酯水凝胶因其兼具水凝胶和聚氨酯的优点,具备高机械强度及广泛的性能调控范围,在生物医学和工业领域有广泛应用。特别是具有高吸水量的单组分聚氨酯水凝胶,由于其成本低、施工方便且环保等优势,成为一种优异的高分子聚合物固沙材料,适用于荒漠化治理、边坡生态防护以及防治水土流失等领域。制备聚氨酯水凝胶的关键在于聚氨酯预聚体的合成,而预聚体的结构和特性则决定了最终形成的聚氨酯水凝胶的性能。
分类聚氨酯预聚体主要分为三种类型:端异氰酸酯基预聚体、端羟基预聚体以及封闭型预聚体。端异氰酸酯基预聚体两端均为异氰酸酯基,制备过程中异氰酸酯过量,反应活性较高,因此不易储存。而端羟基预聚体的两端基团为羟基,在制备过程中通常多元醇过量,由于羟基的活性明显低于异氰酸酯基,其储存稳定性较好,储存时间也长于端异氰酸酯基预聚体。封闭型预聚体则是通过使用含活泼氢化物的封端剂来封闭两端暴露的异氰酸酯基,从而降低反应活性,提高储存稳定性并延长储存时间,在使用时再解封暴露出异氰酸酯基。
用途