根据成型加工选择一般原则，实现聚氨酯弹性体发生微相分离，满足产品性能优良要求，参照可挤压性、可模塑性、可延展性和可纺性等影响因素，按以下原则进行成型加工：聚氨酯混炼胶、聚氨酯浇注胶、聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶四种基本胶种，分别按照橡胶、浇注、涂料和塑料进行成型加工方法；通过经典成型加工方法组合，选择派生胶种系列的成型加工方法。剖析聚氨酯弹性体成型加工的选择对变形因素和固化因素的依赖性，表明挤出成型、注射成型和压延成型是成型加工中的关键方法。

前言

二异氰酸酯和活泼氢化合物的聚合反应形成的聚氨酯弹性体，由二异氰酸酯和二元胺扩链剂构成的含有脲基的刚性链段，玻璃化温度远高于室温，在常温下呈玻璃态、次晶或微晶，构成塑料相；由聚醚或聚酯的柔性链段聚集在一起，构成聚氨酯橡胶的基质或基体，由于其玻璃化温度低于室温，称之为橡胶相。聚氨酯弹性体微相分离使聚氨酯弹性体具有耐磨性好、硬度范围宽、高强力和高伸长率、负载支撑容量大、减震效果好和耐油性能优异等优点。选择适合的成型加工方法可以最大程度地发挥聚氨酯弹性体性能，制备出各种性能优异的聚氨酯弹性体，广泛用作塑料、橡胶、纤维、粘合剂和涂料等，甚至用作功能高分子材料如医用聚氨酯材料等。

本文总结聚氨酯弹性体成型加工方法，演绎其派生种类成型加工方法的内在联系。

1 、聚氨酯弹性体选择成型加工方法的基本原则

1.1 选择成型加工方法的一般原则

（1）成型加工通常是使固体状态（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。

（2）常见的成型加工流程：①高分子化合物混合料经一次成型、二次成型并生产制品的方法；②高分子化合物一次成型生产制品的方法；③由单体混合料一步生产制品的方法；④低聚物混合料一步法生产制品的方法。

（3）加工性能及其影响因素：①可挤压性，在挤出机、注射机的机筒、压延机的辊筒间及模具中，材料受挤压作用变形时，获取和保持形状的能力。其制约因素：熔体黏度、加工设备结构、熔体流变性和熔体流动速度。②可模塑性，在注射机、挤出机、模压机作用下模塑成型过程，材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。其制约因素：流变性、热性能及其他物理机械性能和高分子化合物的化学反应性。③可延展性，在压延或拉伸成型中，材料在一个或两个方向上受到压延或拉伸的形变能力。其制约因素：材料的塑性能力和应变硬化作用。④可纺性，在挤出成型时的喷头，材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。其制约因素：流变性、熔体黏度和强度、热稳定性和化学稳定性。

1.2 聚氨酯弹性体选择成型加工方法的一般原则

聚氨酯弹性体成型加工体系，分为液体体系和固体体系。在二异氰酸酯和活泼氢化合物的快速聚合反应基础上，成型加工方法有利于聚氨酯弹性体微相分离。、液体体系，聚氨酯浇注胶可以用浇注成型加工（手工浇注、离心浇注和真空浇注）、反应注射成型、喷涂、刮涂、辊涂、贴合、层压、黏合、硫化、贴胶和擦胶；固体体系，聚氨酯混炼胶可以用模具硫化和层压，聚氨酯热塑胶可以用热塑、热注、压延、吹塑、纺丝和层压等。

1.3 基本种类与成型加工方法的匹配原则

聚氨酯弹性体就其模量而言是介于塑料和橡胶中间的一种高聚物，主要包括聚氨酯混炼胶、聚氨酯浇注胶、聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶。聚氨酯皮革、聚氨酯胶黏剂、聚氨酯涂料、聚氨酯混炼胶、聚氨酯浇注胶、聚氨酯纤维、聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶都是由上述四种胶种派生出来的。聚氨酯混炼胶、聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶，其成型加工方法一般归属于橡胶、涂料和塑料等的成型加工方法。

1.4 聚氨酯弹性体用途和生产连续性与成型加工方法的匹配原则

聚氨酯弹性体成型加工方法与聚氨酯弹性体用途匹配关联，兼顾生产连续性，如聚氨酯皮革成型加工方法通常用聚氨酯浇注胶黏合层或发泡层，聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶作面层；也可用聚氨酯热塑胶和聚氨酯水乳胶单独作革，其都是以基本胶种成型加工方法为基础，辅以发泡成型加工而成，通常选择压延成型加工方法。聚氨酯铺装材料由聚氨酯浇注胶摊铺而成，主要出于产品形体大和精密度要求不高考虑。医用聚氨酯材料的化学稳定性、组织相容性好，耐生物老化，因此成型加工用浸涂、浇注和涂覆方法等。

2、 聚氨酯弹性体基本种类的成型加工方法

2.1 聚氨酯混炼胶的成型加工方法

聚氨酯混炼胶，作为橡胶，弹性高，分子量大且要交联，因此成型加工工艺为配合、生胶塑炼、胶料混炼、成型和硫化。聚氨酯弹性体成型可以通过压制成型、挤出成型、注射成型和压延成型。成型加工通常在低温进行，有利于形态学微相分离。过氧化二异丙苯、叔丁基异丙苯等过氧化物的硫化体系，可以延长时间，低温下进行，使聚氨酯混炼胶永久变形小，压缩变形小，耐热性能提高。当然选择注射成型可以提高产品尺寸精度，选择挤出成型可以提高生产连续性。

2.2 聚氨酯浇注胶成型加工方法

聚氨酯浇注胶可用作复杂的制品进行浇注和灌注成型，方法简单，只要将液体注入模具中，经加热即可固化成形状复杂的制品。聚氨酯浇注胶一步法合成是将聚合物二元醇、二异氰酸酯和扩链剂放在一起，经充分混合后浇入模具中加热固化，待尺寸稳定后进行后硫化。预聚法合成聚氨酯浇注胶，由预聚体和扩链剂放在一起充分混合，经真空脱泡后注入模具升温固化，再后硫化得产品，加入高效脱模剂进行脱模。反应注射成型，实质上是一步法反应或半预聚法反应，但其反应是在高压和充分混合下进行的，使制品的强力性能和黏合性能等大幅度提高。

2.3 聚氨酯水乳胶成型加工方法

聚氨酯水乳胶，环保性好，但成膜性差，要适度交联，用喷涂的方法可进行成型加工。

2.4 聚氨酯热塑胶成型加工方法

聚氨酯热塑胶是一类线性高聚物，可采取挤出、注塑、吹塑、压延和抽丝等可逆成型加工。半预聚合可有效微相分离。压延温度调节适中，使熔体黏度、流动性和熔体强度之间有一个平衡。为了提高聚氨酯热塑胶硬度，通常要微交联，在可挤压性、可模塑性和可延展性基础上，改善聚合物材料，尤其是固体材料的力学性能。

3 、聚氨酯弹性体体系派生种类的成型加工方法

3.1 聚氨酯体系纤维成型加工方法一对一性

聚氨酯体系纤维成型加工是用聚氨酯热塑胶通过熔融纺丝、干法纺丝和湿法纺丝，在可挤压性、可模塑性和可延展性基础上，形变拉丝，连续生产。

3.2 聚氨酯体系派生种类的成型加工方法多对一性

聚氨酯涂料由聚氨酯热塑胶或聚氨酯浇注胶加入溶剂，制成均相聚氨酯涂料。聚氨酯水乳胶是非均相聚氨酯涂料，用喷涂成型加工方法进行聚氨酯涂料成型加工。聚氨酯胶黏剂由聚氨酯热塑胶加入溶剂，可制成均相聚氨酯涂料，聚氨酯水乳胶是非均相聚氨酯涂料，用喷涂的成型加工方法进行聚氨酯胶黏剂成型加工。聚氨酯泡沫橡胶是由聚氨酯混炼胶、聚氨酯热塑胶和聚氨酯浇注胶混入发泡剂，在成型加工方法基础上，组合发泡成型加工而成。

4、 聚氨酯弹性体成型加工方法的难点

为了选择合适的成型加工方法，聚氨酯弹性体变形和固化两个过程与可挤压性、可模塑性、可延展性和可纺性等制约因素的关系还不明确。聚氨酯弹性体用途研究有待进一步开拓。现有的成型加工方法组合方式和效率还有不少难点。总之，聚氨酯弹性体成型加工方法在工业实际应用中还有不少难点，有待深入研究。

5 、结束语

合适聚氨酯弹性体成型加工方法的选择，让聚氨酯弹性体发生微相分离，是最大限度地发挥优异性能的关键。以聚氨酯混炼胶、聚氨酯浇注胶、聚氨酯水乳胶和聚氨酯热塑胶经典成型加工方法为基础，强调了橡胶、塑料、纤维和涂料成型加工的核心地位；派生聚氨酯弹性体因来源于四种基本胶种，可以通过组合经典的成型加工方法来选择。