导读：在当今追求高性能、轻量化与可持续发展的工业浪潮中，一种看似普通却无处不在的材料——聚氨酯发泡材料，正以其卓越的可设计性和多功能性，悄然成为推动众多垂直行业产品创新与产业升级的关键力量。它已远远超越了传统认知中的“泡沫塑料”，从汽车的舒适座舱、建筑的节能墙体，到精密的电子产品防护、前沿的医疗器械，乃至我们日常穿着的运动鞋，其身影遍布各个领域，发挥着不可或缺的作用。

聚氨酯模型。图源：视觉中国

✨知识小科普✨

聚氨酯的定义概述、起源与发展

定义概述：聚氨酯（PU），全名为聚氨基甲酸酯，是由多元醇和多异氰酸酯经缩聚反应形成且力学性能优异的高分子材料，可塑性极强。其合成最早可以追溯到1937年,Byaer教授以1,6-己二异氰酸酯与1,4-丁二醇为原料，最先合成了直链线性聚氨酯树脂。聚氨酯的几种主要分类包括聚醚型、聚酯型、聚酰亚胺型、聚脲型等，他们可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料为主）、聚氨酯纤维（中国称为氨纶）、聚氨酯橡胶及弹性体等材料。

起源与发展：聚氨酯（PU）最早是在20世纪30年代（1937年），由德国科学家奥托·拜耳（Otto Bayer）及其团队在拜耳公司（后来的拜耳材料科技公司）研发而成。德国科学家将液态的异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯缩聚生成一种新型材料，该材料的物理性能参数与当时的聚烯烃材料并不相同，科学家将其命名为聚氨酯。随着第二次世界大战结束，美国化工制造业蓬勃发展，并在20世纪50年代合成了聚氨酯软质泡沫塑料，这是当时化工行业具有里程碑意义的研究，为日后聚氨酯行业发展提供了坚实的技术基础 。

随着科技进步和工艺不断优化，聚氨酯的生产成本逐渐降低，性能日益提升，应用领域也随之扩大。涉及产品如涂料、黏合剂、织物整理剂、皮革修饰剂、聚氨酯软泡/硬泡、弹性体等，应用在纺织、建筑、航空、船舶、交通、医药、电子等领域。软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，它比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性。隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。因此用作包装、隔音、过滤材料。硬质聚氨酯塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品，电性能好，易加工，吸水率低。它主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，耐油，耐磨，耐低温，耐老化，硬度高，有弹性。主要用于制鞋工业和医疗业。聚氨酯还可以制作粘合剂、涂料、合成革等。

表：聚氨酯上游原料及四大品类泡沫材料成品的特点、代表企业和核心应用领域。信息源：小编网络整理，可能会存有片面和不确定性，若有不准确或遗漏之处请予以理解，并欢迎指正修改。

附资讯：全球高密度微孔聚氨酯泡沫市场规模预计将从2025年的29.78亿美元增长到2032年的42.64亿美元，年均复合增长率为5.26%，这反映了市场对高性能聚氨酯发泡材料的强劲需求。

软质聚氨酯泡沫发泡工艺。图源：Carpenter可彭特，一家成立于1950年，世界上最大的垂直一体化聚氨酯泡沫制造商。

一、 核心优势：性能的可设计性是其赋能根基

聚氨酯发泡材料之所以能够“跨界”应用，根源在于其独特的化学结构赋予了极高的性能可设计性。通过调整原料配方、工艺参数，工程师可以像“编程”一样，精准定制其最终形态和性能，以满足千差万别的应用需求：

• 从软到硬：柔软的软质发泡开孔率高，富有弹性和透气性，是座椅、床垫、隔音棉的理想选择；而坚硬的硬质发泡则闭孔率高，具备极高的结构强度和优异的保温隔热性能，广泛用于白色家电（如冰箱、冰柜、电热水器）及建筑节能、城市供热管道保温、冷链物流、LNG运输储存等领域。

• 从轻到强：其极低的密度实现了极致的轻量化，同时通过结构设计（如自结皮泡沫）又能获得高强度的表面，完美平衡了“轻”与“强”的矛盾。

• 功能集成：它不仅能提供缓冲、保温等基础功能，更能通过复合技术集成阻燃、导电、抗菌等多种特性，成为满足特定高端需求的系统解决方案。

尤为值得一提的是聚氨酯弹性体发泡材料（如E-TPU），它代表了可设计性的高阶应用。通过超临界流体（SFC）发泡等创新工艺，将热塑性聚氨酯（TPU）颗粒制成充满密闭微孔的“爆米花”状弹性颗粒。这种材料兼具橡胶的优异回弹性、耐磨性与泡沫材料的超轻质感。其最大的优势在于，通过改变基础TPU的分子结构和发泡工艺，可以精确调控最终产品的密度、回弹率、压缩永久变形等核心指标，从而为运动鞋中底、体育场地垫、汽车配件等提供从柔软缓震到强劲回弹的多样化解决方案。这种与生俱来的灵活性，使聚氨酯发泡材料能够精准对接不同行业的痛点，成为创新的物质载体。

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-TPU爆米花颗粒运动鞋中底应用场景。图源：网络

二、 垂直行业赋能：从“基础应用”到“价值创新”

1. 交通运输：超越舒适，迈向安全与轻量化
在汽车领域，聚氨酯发泡材料早已是实现驾乘舒适性的核心材料。从座椅、头枕到仪表台、门板内饰，其优异的缓冲和吸能特性提升了舒适度。然而，其价值远不止于此。在新能源汽车时代，它的作用被进一步提升：

• 电池安全守护者：用于电池包的保温隔热垫和缓冲块，在热失控时能有效阻隔热量蔓延，为电池安全提供关键保障。

• 轻量化功臣：相较于其他材料，聚氨酯发泡在实现同等性能下重量更轻，直接助力提升电动汽车的续航里程。

• 静谧性引擎：作为高效的隔音吸声材料，它对抗着电机的高频噪音，营造电动汽车所需的极致静谧环境。

顶棚聚酯海绵应用场景。图源：江苏诚丰新材料股份有限公司（企业成立于2002年，总部位于常州天宁区，注册资本1.08亿元，2020年完成股份制改造，2025年9月15日国内新三板上市。）

2. 建筑建材：绿色节能的中流砥柱
在“双碳”目标下，建筑节能是重中之重。聚氨酯硬泡被誉为目前导热系数最低的保温材料之一，其应用从民用建筑墙体、屋面延伸至大型冷链物流中心、甚至LNG运输船等极端环境，大幅降低能源消耗。其现场喷涂发泡工艺还能实现无缝连接，形成完整的气密层与水密层，真正做到保温防水一体化。

现场喷涂发泡工艺施工应用场景演示。图源：网络

3. 鞋材与运动休闲体育用品：科技赋能舒适与性能革新
在此领域，聚氨酯发泡材料实现了从基础功能到科技体验的跨越。传统的聚氨酯原液因其优异的耐磨性、抗撕裂性和可灌注成型的特性，长期以来是制造鞋底（尤其是皮鞋、工作鞋）的重要材料。而近年来，聚氨酯弹性体发泡材料（E-TPU） 的到来更是引发了一场“中底科技革命”。由无数E-TPU颗粒构成的运动鞋中底，提供了无与伦比的能量回馈和长效缓震性能，同时极大减轻了鞋身重量，深受全球运动品牌和消费者的青睐。此外，聚氨酯发泡材料还广泛应用于：

• 体育场馆：作为专业运动地板的弹性垫层，提供安全缓冲，保护运动员关节。

• 健身器材：用于器械手柄、垫片等，提升使用舒适度和安全性。

• 户外装备：在登山靴、防护垫等产品中，提供轻量化的保护和支撑。

塑胶地面E-TPU爆米花颗粒跑道打底颗粒。图源：网络

4. 电子电器与包装：精密的隐形护卫
在消费电子和精密仪器领域，产品对防震、防尘、轻薄化的要求极为苛刻。聚氨酯发泡材料在此扮演着“隐形护卫”的角色：

• 微孔缓冲：用于手机屏幕与中框间的防尘泡棉，需兼具极佳的压缩性和超薄厚度。

• 吸声降噪：应用于吸尘器、空气净化器等家电内部，有效吸收电机产生的噪音，提升用户体验。

• 定制化防护：为贵重仪器量身定制的包装内衬，提供最精准的缓冲保护，确保运输安全。

圣戈班norseal®微孔聚氨酯泡棉。图源：圣戈班

5. 家具与医疗：提升生活品质与健康关怀
从贴合人体的记忆棉床垫和枕具，到赋予产品优美曲线的家具仿木构件，聚氨酯发泡材料直接提升了日常生活的舒适度与美感，聚氨酯软泡用于寝具可以缓解身体压力、改善睡眠。在医疗领域，其生物相容性版本被用于制造防护性医疗床垫、吸附性敷料等，体现了科技对人文健康的关怀。

聚氨酯记忆棉产品应用场景。图源：网络

三、 未来趋势与展望

展望未来，聚氨酯发泡材料的创新将在两大动力的驱动下不断深化：一是市场需求升级，如新能源汽车、绿色建筑、消费升级对材料性能的极致要求；二是技术本身进化，如向水性、生物基等更环保的原料体系转型，以及智能化制造工艺的普及。

挑战与机遇并存。原材料成本波动、环保法规趋严以及对更高阻燃等级和可持续性的追求，将持续倒逼产业链进行技术革新。然而，正是这些挑战，为聚氨酯发泡材料向更高附加值、更创新应用领域进化提供了契机。

结语：综上所述，聚氨酯发泡材料已从一种单一的高分子产品，演变为一个高度定制化、功能化的解决方案平台。它就像一种“工业味精”，其价值不在于单独存在，而在于融入各行业后所能催生的倍增效应。作为连接化学创新与终端应用的桥梁，聚氨酯发泡材料将继续以其无限的适应性，赋能千行百业，为人类创造更舒适、更安全、更绿色的未来。