聚氨酯泡沫塑料（PU泡沫的主要成分是聚氨酯，主要由多异氰酸酯和多元醇制成。通过添加适当的添加剂——最重要的添加剂是一系列与发泡相关的发泡添加剂——使反应产物产生大量的泡沫，从而获得聚氨酯泡沫塑料产品。本文将简要介绍生产PU泡沫原料和泡沫添加剂。

一、多异氰酸酯

甲苯二异氰酸酯是聚氨酯泡沫工业生产中最常用的多异氰酸酯（TDI），多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）以及液化MDI（L-MDI）等。

TDI聚氨酯软泡主要用于泡沫氨酯软泡。MDI反应活性比TDI大，挥发性毒性小，有些液化改性MDI可作为TDI高密度聚氨酯软泡、半硬泡或微孔聚氨酯弹性材料等聚氨酯软泡料等聚氨酯软泡。

PAPI又称粗MDI，聚合MDI，典型的PAPI平均分子量为30~400NCO质量分数为31%~32%。PAPI平均官能度一般为2.5~2.9之间。

在泡沫塑料领域，PAPI以及改性PAPI主要用于生产各种聚氨酯硬泡，少量用于生产高回弹软泡、整皮泡沫、半硬泡沫。PAPI可与TDI混合，制造冷熟化，高回弹泡沫塑料。

二、聚醚和聚酯多元醇

1.聚醚多元醇

聚醚多元醇用于生产聚氨酯软泡沫，通常是长链和低官能聚醚。聚醚多元醇在软泡沫配方中的官能量一般为2~3，平均分子量在2000~6500之间。聚醚三醇在软泡沫中使用最多，一般以甘油（丙三醇）为起始剂，由1、2-环氧丙烷开环聚合或与少量环氧乙烷共聚，分子量一般为3000~7000。

其中，高活性聚醚主要用于高回弹性软泡沫，也可用于半硬泡沫和其他泡沫产品。少量聚醚二醇可作为软泡沫配方中混合聚醚三醇的辅助原料。低不饱和度，聚合物量聚醚多元醇可用于生产软泡沫，减少TDI的用量。

硬泡配方一般为高官能量、高羟值聚醚多元醇，产生足够的交联度和刚度。硬泡聚醚多元醇的羟基值一般为350~650mgKOH/g，平均官能度在3以上。两种聚醚混合使用一般硬泡配方，平均羟值4万mgKOH/g左右。

部分聚合物量聚醚一般用于半硬泡配方，特别是高活性聚醚多元醇和部分高官能量、低分子量的硬泡聚醚。

2.聚酯多元醇

常见的低粘度脂肪族聚酯多元醇，如羟值56mgKOH/g聚己二酸二甘醇或少量支链的聚酯多元醇可用于制造聚酯聚氨酯软泡沫。聚酯多元醇反应活性高。目前，聚酯型PU块状泡沫仅用于服装辅料等少量领域。

芳香族多元醇由二元酸（如苯酐、对苯二甲酸等）和小分子二醇（二甘醇等）或多元醇合成，其中高羟基值可用于生产聚氨酯硬泡沫和聚异氰脲酸酯硬泡沫。低羟基值的苯酐聚酯醇也可用于高弹性软泡沫、皮肤泡沫和半硬泡沫，以及非泡沫聚氨酯材料。

3.聚合物多元醇

聚合物多元醇（接枝聚醚多元醇）含有刚性苯乙烯、丙烯腈均聚物、共聚物和接枝聚合物，类似于有机聚合物“填料”提高承载性能。

聚合物多元醇可用于生产高硬度软块泡沫、高回弹泡沫、热模塑软泡沫、半硬泡沫、自结皮泡沫、反应注射模塑（RIM）产品等，可以降低产品厚度，降低泡沫密度，降低成本，也可以增加泡沫塑料的开口赋予产品一定的阻燃性能。

聚脲多元醇（PHD分散体)也是一种特殊的聚合物改性多元醇，可用于高回弹软泡、半硬泡、软泡，目前市场上产品很少。
还有一些特殊的多元醇用于生产聚氨酯泡沫，如植物油多元醇、松香聚酯多元醇和聚合物聚酯多元醇。

三、发泡助剂

泡沫添加剂在聚氨酯泡沫塑料制造中至关重要，包括催化剂、泡沫稳定剂（均匀泡沫剂）、泡沫剂等，有些添加剂可选，如阻燃剂、扩链剂/交联剂、抗氧化剂、光稳定剂、泡沫软化剂、开孔剂、填料、色浆、抗静电剂、水解稳定剂、泡沫组合储存稳定剂等。

1.发泡剂

水是聚氨酯材料生产中的重要发泡剂。它是一种化学发泡剂。通过与异氰酸酯反应产生的二氧化碳气体，使粘弹性泡沫材料膨胀、发泡、固化，得到各种聚氨酯泡沫塑料。

由于二氧化碳导热率高，渗透性强，物理发泡剂必须用于硬质聚氨酯泡沫配方，需要高保温性能。由于硬泡沫生产中的材料在混合初期在几十秒内产生大量热量，需要发泡剂吸收部分热量，而发泡剂的气化使泡沫膨胀和发泡。

在聚氨酯软泡沫的生产中，为了获得低密度的软泡沫，不能因水过多而导致泡沫僵硬，一般需要控制水的用量，加入适量的物理发泡剂作为辅助发泡剂。

CFC-20世纪20年代末，11（三氯一氟甲烷）实现了工业化生产。CFC-11具有不燃、沸点料生产中理想的发泡剂，具有不燃、沸点适宜、易气化、气相热导率低、毒性低、与聚氨酯原料相容性好、无腐蚀性、价格低、发泡工艺简单等特点。

从60年代到90年代初，CFC-11广泛用作聚氨酯泡沫的发泡剂。然而，在20世纪70年代，科学家们发现它散发在大气中CFC-11能慢慢破坏臭氧层，引起了全球环保学家的关注。目前，作为目前作为一名环保学家。CFC-11替代品的主要发泡剂类型有HCFC(氢氯氟烃)，HFC(氢氟烃)，HC(烷烃)，液体CO2及水等。

2.泡沫稳定剂

泡沫稳定剂酯泡沫塑料时，泡沫稳定剂（或均匀泡沫剂）是不可缺少的组成部分。它可以增加各组分的互溶性，乳化泡沫材料，稳定泡沫，调节泡沫孔。泡沫稳定剂属于表面活性剂，包括非硅化合物和硅化合物。

目前使用的泡沫稳定剂多为聚硅氧烷氧化烯烃嵌段共聚物，属于聚醚改性有机硅表面活性剂。这个行业通常被称为“硅油”。由于这种表面活性剂的结构变化范围广，使用效果好，聚醚改性硅表面活性剂被广泛应用于聚氨酯泡沫行业。

3.开孔剂

获得开孔聚氨酯泡沫的方法:

使用适当的催化剂，使凝胶反应和发泡反应达到所需的平衡。当泡沫材料上升到最高点时，泡沫孔的壁膜强度不足以关闭气泡，气体破裂，形成开口泡沫结构；

采用合适的聚醚多元醇原料，形成开口泡沫；

当催化剂和主要原料不足以解决问题时，使用少量的开孔剂分散水泡形成的脲，以获得一定的开孔率。

开孔剂是一种特殊的表面活性剂，一般含有疏水性和亲水性链段或基团。其作用是降低泡沫的表面张力，促进泡沫破裂，提高聚氨酯泡沫的开孔率，改善闭孔引起的软、半硬、硬泡沫产品收缩等问题。

由于交联密度高，由于交联密度高，泡沫孔壁膜强度高，一般为闭孔泡沫结构，但加入开孔剂，可制成开孔硬聚氨酯泡沫，用于消声、过滤等用途。

早期疏水液体石蜡、聚丁二烯、二甲基聚硅氧烷可作为泡沫稳定剂和开孔剂、石蜡分散剂、聚氧化乙烯也可作为开孔剂，目前主要采用聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚、聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物作为开孔剂。

4.软化剂

在高水量配方聚氨酯软泡沫的生产中使用软化剂可以抑制过多脲基引起的泡沫僵硬。泡沫软化改性剂具有软化作用。使用软化剂可以减少异氰酸酯的用量，然后降低泡沫的硬度，用于生产软聚氨酯泡沫。商品软化剂一般含有特殊的聚醚、特殊的多元醇和水。