防爆材料—高分子 状PU泡沫塑料

2020年注定是不寻常的一年，这刚过去的上半年有过太过的动荡与不安。6月13日下午，G15沈海高速温岭市大溪镇良山村附近高速公路上一槽罐车爆炸冲出高速公路，已造成10人死亡、117人受伤，倒塌房屋内有人员被困失联。就此事件，我们有必要加深自己对高分子材料的认识，来解决我们实际遇到的问题难题。今天我们来了解一种比较实用的油箱防爆用高分子材料— 状聚氨酯泡沫塑料。

一、何为 状聚氨酯泡沫塑料

状聚氨酯泡沫塑料通常由聚酯或聚醚多元醇、异氰酸酯、发泡剂、表面活性剂等组分采用一步法发泡成型后，经 络化处理而得到的产品。PU泡沫塑料的结构形式一般为纤维互连的三维 络，一般是十二面体形式。面与面的交线称为经络，经络为相邻的多面体所共有而形成各向异性的立体骨架结构，经络间形成的面膜经 络化处理后消失。

图1-1 络PU材料

状聚氨酯泡沫塑料作为一种特殊的软质泡沫塑料，该种材料具有较高的开孔率，一般在97%以上，可以填充油箱体积的70%左右，装油量减少约5%；并且PU泡沫塑料具有较好的透气柔软、吸音过滤等性能，因此可以作为油箱的抑爆填料。

充填油箱的 状聚氨酯泡沫塑料在使用过程中必须保证结构的完整，应具有一定的强度及防老化性，不污染油，对油箱没有腐蚀作用，并能保证燃油的供应速度。

二、 状PU泡沫塑料的制备方法及防火防爆机理

2.1 状PU泡沫塑料的制备方法

一步法制备 状聚氨酯泡沫塑料：按配方称取定量的聚醚多元醇、水、表面活性剂等助剂等置于容器内，充分搅拌混合均匀。将异氰酸酯和物理发泡剂倒入杯中，快速搅拌并倒入模具内，待泡沫体发起并稳定后出模，熟化得到 状PU泡沫塑料产品，其具体过程图如图2-1所示。

图2-1 工艺流程图

多元醇种类的选择、异氰酸酯的选用、胺催化剂用量、表面活性剂、物理发泡剂对聚氨酯泡沫结构都有一定的影响。其中对聚酯型 状泡沫塑料而言，它具有较强的压缩强度与拉伸强度。而聚醚型 状泡沫塑料生成的醚键增强了高分子链的柔顺性，降低了聚醚型产品的内聚能，导致其各项性能指标相对于聚酯型较低。MDI适用于高性能泡沫塑料的制备，而普通的软质泡沫塑料则用TDI。

2.2 防火防爆机理

状PU泡沫塑料的防爆机理可以从两个方面进行分析，如表2-2所示。

三、结论

采用 状聚氨酯泡沫塑料填充燃油箱是一种极为有效和可行的方法，油箱在坠落和激烈碰撞后会引起爆燃和爆炸，根据有关数据显示， 状聚氨酯泡沫塑料可以使油箱坠落着火率下降75%，能够大大提高人的生存能力。 状PU泡沫塑料已经应用于战斗机燃油箱抑爆方面，后逐渐应用于运输机；此外在地面战斗车辆、可燃性流体储罐方面也得到了应用。