聚氨酯弹性体的特性及应用
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能

新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能聚氨酯弹性体是一种具有优良力学性能和热变形性能的聚合物材料,它具有阻燃性能、耐高温、耐磨损和耐腐蚀的特性。
由于聚氨酯弹性体的多功能性和优良的性能,它已经广泛应用在汽车、军事、医疗、家具等行业中。
近年来,研究人员着力研发新型聚己内酯型聚氨酯弹性体,探索它的合成方法及其性能表现。
1.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成新型聚己内酯型聚氨酯弹性体是一种由聚己内酯为主骨架结构,并配以共聚体分子链的一种复合聚合物。
它是由聚己内酯(醚)、二甲基亚砜及共聚体(均聚体、共聚体、改性共聚体等)共同经过复杂的反应合成而成。
一般来说,新型聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成流程可分为以下几个步骤:首先,合成聚己内酯:将聚己醚和二甲基亚砜反应,在一定的催化剂和温度下反应1小时至2小时,得到聚己内酯。
其次,经过改性:将聚己内酯和共聚体进行改性,即在一定的温度和催化剂下,将共聚体和聚己内酯反应合成改性聚己内酯。
最后,将改性聚己内酯和共聚物进行复合合成,在适当的温度和催化剂下,混合改性聚己内酯和共聚体反应3小时,得到高分子量的新型聚己内酯型聚氨酯弹性体。
2.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的性能新型聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的传导性能和缩卷性能。
与传统聚氨酯弹性体相比,新型材料具有更高的抗热变性和耐热变形性能,它具有更高的弹性模量、拉伸强度和弯曲强度,可以满足汽车行业、家具行业等领域的不同应用需求。
此外,新型聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的抗紫外线性能,具有优异的耐老化性能和抗等离子体机械和金属材料的耐腐蚀性能。
此外,它还具有良好的阻燃性能,可以在数千秒的时间里阻止易燃物质的火灾,为人们从防火上提供有力的保障。
3.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的应用新型聚己内酯型聚氨酯弹性体多用于汽车行业,可作为汽车窗户玻璃安装材料,可以提高汽车窗户的热性能,提高隔音性能,而且可以耐受较高的温度变化,起到防冻、保温的作用。
聚氨酯弹性体的制备与应用研究

聚氨酯弹性体的制备与应用研究引言聚氨酯弹性体是一种具有良好弹性和耐磨性的材料,广泛应用于各个领域。
近年来,随着科学技术的不断进步,对聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域进行了深入研究。
本文将从聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域两个方面进行探讨。
一、聚氨酯弹性体的制备方法聚氨酯弹性体的制备方法主要包括溶液共混法、热固化法和溶胶-凝胶法。
1. 溶液共混法溶液共混法是聚氨酯弹性体较为常用的制备方法之一。
该方法通过将聚氨酯树脂和溶剂一起混合搅拌,并加入适量的交联剂,在一定的温度下反应一段时间后,得到弹性体。
这种制备方法的优点是工艺简单,适用于大规模生产。
但是由于溶剂的使用,对环境造成一定的污染。
2. 热固化法热固化法是一种无溶剂制备聚氨酯弹性体的方法。
在该方法中,将聚氨酯树脂和交联剂混合搅拌,然后通过加热使其发生交联反应,最终得到弹性体。
这种方法具有工艺简单、无需使用溶剂、对环境无污染等优点。
然而,相比于溶液共混法,热固化法的工艺要求更高,反应时间和温度需要更加精确控制。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备纳米聚氨酯弹性体的方法。
首先,在溶液中形成胶体颗粒,然后通过溶胶-凝胶转化使颗粒固化成聚氨酯弹性体。
这种方法的优点是可以制备出具有纳米级结构的弹性体,拥有更好的力学性能和稳定性。
然而,该方法的制备过程较为复杂,需要较长时间和专业设备。
二、聚氨酯弹性体的应用领域聚氨酯弹性体因其良好的物理性质和化学稳定性,被广泛应用于以下领域。
1. 汽车工业聚氨酯弹性体在汽车工业中应用广泛。
它可以用于汽车座椅、悬挂系统、密封件等部件的制造,具有优异的耐磨性和减震性能,提高了汽车的舒适性和安全性。
2. 医疗领域聚氨酯弹性体在医疗领域具有重要的应用价值。
它可以用于制造人工关节、心脏起搏器、皮肤修复材料等医疗器械,具有生物兼容性好、耐磨性高的特点,有效提高了医疗器械的使用寿命。
3. 体育器材聚氨酯弹性体广泛用于制造体育器材,如跑鞋、运动垫等。
DOWPOE弹性体的应用领域

DOWPOE弹性体的应用领域---1. 弹性体简介DOWPOE弹性体是一种高性能聚氨酯弹性体,具有优异的弹性和耐磨性能。
其优越的物理特性使其在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍DOWPOE弹性体在几个主要领域中的应用。
2. 运动器材领域DOWPOE弹性体在运动器材领域中有广泛的应用。
由于其出色的弹性和吸震特性,DOWPOE弹性体常用于制造跑步机和健身器材的垫片和减震垫。
这不仅提高了运动器材的舒适性,还有效地减少了对骨骼和关节的冲击,保护了运动者的身体健康。
3. 汽车工业DOWPOE弹性体在汽车工业中的应用广泛而重要。
例如,它可以用于汽车悬挂系统的减震垫和密封件,以提供更好的悬挂性能和减少噪音。
此外,DOWPOE弹性体还可以用于汽车密封条和防尘垫,提高汽车的密封性和舒适性。
另外,DOWPOE弹性体还可以应用于汽车座椅和方向盘等部件,提供更好的乘坐体验和操控感。
4. 电子产品DOWPOE弹性体在电子产品领域中也有着广泛的应用。
它可以用于手机和电脑等设备的防震和减震功能,保护内部的电子元件。
此外,DOWPOE弹性体还可以应用于电子产品的按键和握把等部件,提供舒适的触感和使用体验。
5. 医疗领域DOWPOE弹性体在医疗领域中也有着重要的应用。
例如,它可以用于假肢和矫形器件的材料,提供舒适性和适应性。
此外,DOWPOE弹性体还可以用于医疗器械的密封件和软管,提高器械的可靠性和安全性。
6. 其他领域除了以上几个主要领域外,DOWPOE弹性体还有其他一些应用。
例如,它可以用于工业设备的减震和隔音功能,提高工作环境的安全性和舒适性。
此外,DOWPOE弹性体还可以应用于家居产品的防滑垫和减震垫,提供更好的使用体验。
7. 结论综上所述,DOWPOE弹性体在各个行业的应用越来越广泛。
其卓越的性能使其成为许多产品的理想材料,提高了产品的质量和性能。
随着技术的不断发展,相信DOWPOE弹性体将在更多领域中展现出更大的应用潜力。
TPU的塑料特性及注塑工艺要求

TPU的塑料特性及注塑工艺要求TPU性能简介用途:1、各种机械专用(PU):耐腐蚀、耐水解、耐磨的PU聚醚密封件、膜片、油封王等;2、通用聚氨酯板、棒、管、带;3、印刷机、复印机、纺织机械专用耐各种溶剂胶辊、轮等,硬度在邵氏A60至邵氏A98;4、工业专用(PU);轮、铲车轮、滑板轮、造烟机轮、承载轮、驱动轮等;5、泵阀专用(PU);耐腐蚀性、耐磨、耐水性、耐甲乙醇型阀门内衬、密封件、联轴器、膜片、消声层、浮球等产品,可以做耐低温(-40℃)产品;6、鞋机专用(PU):轮、模具、压冲垫、跟帮机手,在50T-100T耐压、耐冲、压缩永不变形;7、矿机专用(PU):耐水、耐碱、高耐磨输送带轮、筛网、板等;8、汽车业专用(PU):方向盘、扶手、仪表盘、坐垫、天窗、保险杠、浮球及工艺类内饰件、相框等;9、液压机专用(PU)配件:各种规格USH、UNS、DHS、YX型YA型、J型、聚氨酯密封圈、油封王;10、电器专用(PU):消声层、密封件、气动浮球等。
产品特性:1、耐磨性是一般橡胶的3~5倍2、硬度范围广、邵氏A60~邵氏D753、耐油、耐腐蚀、耐溶剂、耐高温、耐老化特种材料4、抗张强度、抗撕裂强度高5、弹性高,压缩永久性变形率低热塑性聚氨酯弹性体(TPU)介于橡胶和塑料之间,具有很多优良的特性:1、优异的耐磨性能:它的Taber磨耗值为0.35-0.5mg,是塑料中最小的。
加入润滑剂可降低磨擦,从而进一步提高耐磨程度;2、拉伸强度和拉伸率:TPU的拉伸强度是天然橡胶和合成橡胶的2-3倍,聚酯型的TPU拉伸强度〉60Mpa,伸长率410%,聚醚型TPU的拉伸强度为50Mpa,伸长率550%;3、耐油:TPU的耐油性能优异于丁腈橡胶,具有极好的耐油寿命;4、耐低温、耐候性、耐臭氧性能,TPU的耐气候老化性能优于天然橡胶和其它合成橡胶,它的耐臭氧、耐射线的特点在航天工业有特殊的用途;5、食品医疗卫生:TPU具有生物相容性和抗血凝性,医用TPU应用越来越广泛。
TPU材料介绍及应用

TPU材料介绍及应用TPU是一种热塑性弹性体,全称为热塑性聚氨脂弹性体(Thermoplastic Polyurethane),是由聚酯或聚醚类聚氨酯与增塑剂、助剂等复配而成。
它具有独特的弹性、耐磨、耐油和耐寒性能,同时还具有一定的耐化学性和机械性能。
TPU材料具有可塑性和可熔化的特性,可通过加热软化,冷却后可以保持其形状。
1.鞋底及运动装备:TPU由于其良好的抗磨性、耐油性和弹性,常被用于制作鞋底、鞋垫、鞋套等鞋类零部件。
此外,TPU还可以用于制作运动装备,如运动手套、护膝、护腕等,提供良好的保护和舒适性。
2.包装材料:TPU材料经过复合处理后常用于包装材料中,如塑料薄膜、塑料袋等。
TPU材料具有优异的韧性和耐撕裂性能,能够有效保护包装物品,同时还能提供一定的柔软度和手感。
3.弹性制品:TPU材料可以制作各种弹性制品,如密封圈、弹簧、橡胶垫等。
TPU制品因其良好的回弹性能和耐磨性能,在汽车、机械、家电等领域有广泛的应用。
4.电子产品:TPU材料具有绝缘性能和耐溶剂性能,一些电子产品中的线缆、电线等零部件常采用TPU材料制作。
TPU材料还可以作为手机外壳、电子设备外包装等产品的外观材料。
5.医疗器械:TPU具有良好的生物相容性和耐化学性能,因此常被用于医疗器械领域。
例如,TPU可以制作医用导管、输液管、血袋等产品,提供安全、可靠的医疗环境。
6.汽车零部件:汽车行业是TPU的主要应用领域之一、TPU材料可用于制造汽车内饰、车身密封件、制动软管等零部件,其耐磨性和耐寒性能能够满足汽车环境的要求。
总而言之,TPU材料由于其良好的弹性、耐磨性和耐油性能,具有广泛的应用前景。
其应用领域包括鞋底及运动装备、包装材料、弹性制品、电子产品、医疗器械、汽车零部件等。
随着技术的发展和材料性能的不断改进,TPU材料有望在更多的领域发挥其独特的优势。
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能

聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、聚氨酯弹性体的基本概念与性能特点 (5)2.1 基本概念 (6)2.2 性能特点 (7)三、聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能理论基础 (8)3.1 老化机理 (9)3.2 老化影响因素 (10)四、聚氨酯弹性体在自然环境条件下的老化性能 (11)4.1 高温环境 (13)4.2 低温环境 (14)4.3 湿热环境 (15)4.4 其他环境因素 (16)五、聚氨酯弹性体在特殊环境条件下的老化性能 (17)5.1 紫外老化 (19)5.2 臭氧老化 (19)5.3 电离辐射老化 (20)六、聚氨酯弹性体老化性能改进方法 (21)6.1 材料选择与优化 (22)6.2 添加剂应用 (24)6.3 表面处理技术 (25)七、结论与展望 (26)一、内容概述本文档旨在研究和分析聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,以期为相关领域的科研人员和工程师提供有关聚氨酯弹性体的性能特点、老化过程及其对产品性能的影响等方面的科学依据。
通过对聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能进行系统的研究,可以为聚氨酯弹性体的生产、应用和维护提供有益的参考。
1.1 研究背景与意义随着科技的快速发展,聚氨酯弹性体(Polyurethane Elastomer)作为一种重要的高分子材料,因其独特的物理和化学性质,被广泛应用于汽车、建筑、航空航天、电子电气等多个领域。
在实际使用过程中,聚氨酯弹性体会受到多种环境因素的影响,如温度、湿度、紫外线辐射、化学介质等,导致其性能逐渐下降,出现老化现象。
这不仅影响了聚氨酯弹性体的使用寿命,也给相关产业带来了不小的经济损失。
研究聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,对于提高材料的使用寿命、推动相关产业的发展具有重要的理论与实际意义。
聚氨酯弹性体的应用广泛且深入,其性能的好坏直接关系到各行业的运行安全和产品质量。
浇注型聚氨酯弹性体优缺点总结

浇注型聚氨酯弹性体优缺点总结浇注型聚氨酯弹性体的主要优点1、性能的可调理范围大多项物理机械性能指标均可经过对原资料的选择和配方的调整,在一定范围内变化,从而满足用户对制品性能的不同请求。
譬如硬度,常常是用户对制品的一个重要指标,聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊,又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊,这是普通弹性体资料所难以做到的。
聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子资料,随着刚性链段比例的进步和极性基团密度的增加,弹性体原强度和硬度会相应进步。
2、耐磨性能优越特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下,其耐磨性常常是普通橡胶资料的几倍到几十倍。
金属资料如钢铁等固然很坚硬,但并不一定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和维护圈经过大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就严重磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和维护圈(旋流器)则连续运转1800小进仍未磨损。
其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮、聚氨酯实芯轮胎、复印机和丝网印刷刮板等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。
在此需提到的一点是,要进步中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数,改善在承载负荷下的耐磨性能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等光滑剂。
3、加工方式多样,适用性普遍浇注型聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型(指MPU);也能够制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型(指CPU);还能够制成颗粒料,与普通塑料一样,用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型(指TPU)。
模压或注射成型的制件,在一定的硬度范围内,还能够停止切割、修磨、钻孔等机械加工。
加工的多样性,使聚氨酯弹性体的适用性非常普遍,应用范畴不时扩展。
4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温,透声性好,粘接力强,生物相容性和血液相容性优。
热塑性聚氨酯弹性体简介介绍

制备原料
二异氰酸酯
是热塑性聚氨酯弹性体的重要 原料之一,常用的有二苯甲烷 二异氰酸酯、环己烷二异氰酸
酯等。
聚醚多元醇
作为弹性体的软段,常用的聚 醚多元醇有聚乙二醇、聚丙二 醇等。
扩链剂
用于调节弹性体的分子量和交 联度,常用的扩链剂有二元醇 、二元胺等。
催化剂
促进反应的进行,常用的催化 剂有有机锡催化剂、胺类催化
特性
热塑性聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、耐油性、耐化学品腐蚀性、抗紫外线 和氧化性能。同时,它还具有良好的加工性能,如可注塑、挤出、吹塑、压延 等。
类型与分类
类型
根据分子结构的不同,热塑性聚氨酯弹性体可分为聚酯型和聚醚型两大类。聚酯 型热塑性聚氨酯弹性体由二元醇与二元酸通过酯化反应制得,而聚醚型热塑性聚 氨酯弹性体由二元醇与环氧乙烷或环氧丙烷通过开环聚合制得。
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热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势
热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势
• 热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类具有优异弹性、耐磨性、耐油性、耐化学品性和耐候性的高分子材料。它在众多领域得 到了广泛应用,如汽车、鞋材、电线电缆、医疗器械、体育器材等。下面将对热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势进行 详细介绍。
分类
热塑性聚氨酯弹性体还可根据其硬度、分子量、结晶度等参数进行分类。不同类 别的热塑性聚氨酯弹性体在性能和应用上会有所区别。
应用领域
鞋材领域
热塑性聚氨酯弹性体在鞋材领域中应用广泛,如 鞋底、鞋面、鞋垫等部件。它具有良好的耐磨性 、弹性和舒适性,能提高鞋子的使用寿命和穿着 体验。
电缆护套
热塑性聚氨酯弹性体还可用于电缆护套的制造。 它具有优良的电气绝缘性能、耐磨性和耐候性, 能保护电缆免受外界环境的侵蚀,提高电缆的使 用寿命。
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聚氨酯弹性体的特性与应用1. 聚氨酯弹性体的特性聚氨酯弹性体的综合性能出众,任何其他橡胶和塑料都无与伦比。
而且聚氨酯弹性体可根据加工成型的要求进行加工,几乎能用高分子材料的任何一种常规工艺加工,如混炼模压、液体浇注、熔融注射、挤出、压延、吹塑、胶液涂覆、纺丝和机械加工等。
聚氨酯弹性体的用途十分广泛,产品几乎遍及多用领域。
聚氨酯弹性体综合性能出众,主要表现在弹性体兼备了从橡胶到塑料的许多宝贵特性。
(1)硬度范围宽。
而且在高硬度下仍具有良好的橡胶弹性和伸长率。
(2)强度高。
在橡胶硬度下他们的拉伸强度和撕裂强度比通用橡胶高得多;在塑料硬度下,他们的冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。
(3)性能的可调节范围大。
多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整,在一定范围内变化,从而满足用户对制品性能的不同要求(4)耐磨。
有“耐磨橡胶”的佳称。
特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下,其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。
金属材料如钢铁等虽然很坚硬,但并不一定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就严重磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800 小进仍未磨损。
其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。
在此需提到的一点是,要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数,改善在承载负荷下的耐磨性能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。
(5)耐油。
聚酯型聚氨酯弹性体的耐油性不低于丁腈橡胶,与聚硫橡胶相当。
(6)耐臭氧性能优良。
(7)吸震、抗辐射和耐透气性能好。
(8)加工方式多样,适用性广泛。
聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型(指MPU);也可以制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型(指CPU);还可以制成颗粒料,与普通塑料一样,用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型(指CPU)。
模压或注射成型的制件,在一定的硬度范围内,还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。
加工的多样性,使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛,应用领域不断扩大。
这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。
聚氨酯弹性体的不足方面:(1)内生热大,耐高温性能一般,特别是耐湿热性能不好。
正常使用温度范围是-40~120C使用。
若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用,则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。
(2)不耐强极性溶剂和强酸碱介质。
在一定温度下,醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解,氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀下面详细介绍聚氨酯弹性体的主要性能。
1.1 硬度普通橡胶的硬度范围为邵A20 至邵A90 ,塑料的硬度范围约为邵A95 至邵D100,而聚氨酯弹性体的硬度范围低至邵A10,高至邵D80,并且不需要填料的帮助。
尤其可贵的是弹性体在塑料硬度下仍具有良好的橡胶弹性和伸长率,而普通橡胶只有靠添加大量填料,并以大幅度降低弹性和延伸率作为代价才能获得较高的硬度。
据报道,当硬度高于75D 时,其弹性将严重损失,当硬度高于85D 时,就不成弹性材料了。
1.2 机械强度聚氨酯弹性体的机械强度高,表现在杨氏模量、撕裂强度和承载力等方面。
1.2.1 杨氏模量和拉伸强度在弹性限度内,拉伸应力与形变之比叫做杨氏模量(E)或者成为弹性模量。
聚氨酯弹性体和其他弹性体一样,只有在低伸长时(约2.5%)才遵循胡克定理。
但是它的杨氏模量要比其他弹性体高得多。
而且聚氨酯弹性体的杨氏模量范围遍及橡胶和塑料,范围之宽,其他材料无可比拟。
1.2.2 撕裂强度聚氨酯弹性体的撕裂强度很高,尤其是聚酯型,约为天然橡胶的2 倍以上。
1.2.3 承载能力虽然在低硬度下聚氨酯弹性体的压缩强度也不高,但是聚氨酯弹性体可以在保持橡胶弹性的前提下提高硬度,从而达到很高的承载能力。
而其他橡胶的硬度受到很大的局限,所以承载能力无法大幅度的提高。
1.3 耐磨性能聚氨酯弹性体的耐磨性能非常突出,测试结果一般在0.03〜0.20mm3/m范围内,约为天然橡胶的3〜5倍。
实际使用中,由于润滑剂等因素的影响,其效果往往更好。
耐磨性与材料的撕裂强度和表面状况等关系很大。
聚氨酯弹性体的撕裂强度比其他橡胶高得多,但是他本身的摩擦系数并不低,一般在0.5 以上,这就需要在实际使用中注意添加油类润滑剂,或加少量二硫化钼或石墨、硅油、四氟乙烯粉等,以降低摩擦系数,减少摩擦生热。
此外,摩擦系数还与材料硬度和表面温度等因素有关。
在所有情况下,摩擦系数都随硬度的降低而提高,随表面温度的升高而上升。
约60C达到最大值。
1.4 耐油和耐药品性能聚氨酯弹性体,特别是聚酯型聚氨酯弹性体,是一种强极性高分子材料。
和非极性矿物油的亲和性小,在燃料油(如煤油、汽油)和机械油(如液压油、机油、润滑油等)中几乎不受侵蚀,比通用橡胶好的多,可以与丁腈橡胶媲美。
但是,在醇、酯、酮类及芳烃中溶胀较大,高温下逐渐破坏。
在卤代烃中溶胀显著,有时还发生降解。
聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中,如果没有催化剂的作用,和浸在水中相似。
在弱酸、弱碱溶液中降解比在水中快,强酸强碱对聚氨酯的浸蚀作用更大。
聚氨酯弹性体在油中的使用温度为110C以下,比空气中的使用温度高。
但是,在多工程应用中,油总是被水污染的。
试验表明,只要油中含有0.02%的水,水几乎可全部转移到弹性体中,这时,使用效果就会发生显著差异。
1.5 耐水性能聚氨酯弹性体在常温下的耐水性能是好的,一二年内不会发生明显水解作用,尤其是聚丁二烯型、聚醚型和聚碳酸酯型。
通过强化耐水试验,用外推法得出,在25C的常温水中,拉伸强度损失一半所需要的时间,聚酯型弹性体(聚己二酸乙二醇丙二醇酯-TDI-MOCA )为10 年,聚醚型弹性体(PTMG-TDI-MOCA )为50 年,即聚醚型为聚酯型的5 倍。
1.6 耐热和耐氧化性能聚氨酯弹性体在惰性气体(如氮气)中的耐热性能尚好,常温下耐氧和耐臭氧性能也很好,尤其是聚酯型。
但是高温和氧的同时作用就会加快聚氨酯的老化进程。
一般的聚氨酯弹性体在空气中长时间连续使用的温度上限是80-90C,短时间使用可达到120C,对热氧化变现出现显著影响的温度约为130C。
按品种来说,聚酯型的耐热氧化性能比聚醚型的好。
在聚酯型中,聚己二酸己二醇酯型的好于一般聚酯型。
在聚醚型中,PTMG 又好于PPG 型,并且均随弹性体硬度提高而改善。
此外一般的聚氨酯弹性体在高温环境下强度下降显著。
1.7 低温性能聚氨酯弹性体有良好的低温性能,主要表现在脆性温度一般都很低(-50〜-70 C),有的配方(如PCL-TDI-MOCA )甚至更低的温度也不脆化。
同时小数品种(如PTMG-TDI-MOCA )的低温弹性也很好。
-45C的压缩耐寒系数可达到0.2-0.5的水平,但是多数品种,特别是一些大宗品种,如一般的聚酯型弹性体,低温结晶倾向比较大,低温弹性不好,作为密封件使用,在-20C—下容易初相漏油的现象。
随着温度的下降,聚氨酯弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度和扭转刚性显著增大,回弹和伸长率下降。
1.8 吸振性能聚氨酯弹性体对交变应力的作用表现出明显的滞后现象。
在这一过程中外力作用的一部分能量消耗于弹性体的分子的内摩擦,转变成为热能。
这种特性叫做材料的吸振性能,也称为能量吸收性能或阻尼性能。
吸振性能通常用衰减系数表示。
衰减系数表示发生形变的材料能吸收施加给它的能量的百分数。
它除了与材料的性质有关外,还与环境温度、振动频率有关。
温度越高,衰减系数越低,振动频率越高,吸收能量越大。
当频率与大分子的松弛时间相近时,吸收的能量最大。
室温下的聚氨酯弹性体可吸收振动能量的10%-20%,比丁腈橡胶还好。
适于在形变幅度小时吸收大的冲击力,而在形变幅度大的吸收小的冲击力。
此外,滞后现象产生内生热,使弹性体温度升高。
由于弹性体温度上升,其回弹性提高,减震性能下降,所以,在设计减振件时一定要考虑诸性能的平衡。
1.9 电性能聚氨酯弹性体的电绝缘性能在一般工作温度下是比较好的,大体相当于氯丁橡胶和酚醛树脂的水平。
由于它既可以浇注成型,又可热塑成型,故常用作电器元件灌封和电缆护套等材料。
聚氨酯弹性体由于其分子极性比较大,对水有亲和性,所以其电性能随环境温度变化比较大,同时也不适用于高频电器材料使用此外,聚氨酯弹性体的电性能随温度的上升而下降,随材料的硬度上升而提高。
1.10 耐辐射性能在合成高分子材料中,聚氨酯弹性体的耐高能射线的性能是很好的。
在105-106Gy 辐射剂量下仍具有满意的使用性能。
但是对于浅色或者透明的弹性体在射线的作用下会出现变色现象,与在热空气或大气老化试验时观察到的现象相似。
1.11 耐霉菌性能聚醚型聚氨酯的耐霉菌性能还好,测试等级为0-1 级,即基本不长霉菌。
但聚酯型聚氨酯不耐霉菌,测试结果为严重长霉,不适于热带、亚热带野外使用和在湿热的条件下存放。
在野外和湿热环境中使用的聚酯型聚氨酯弹性体,在配方中都要添加防霉剂(如八羟基喹啉铜、BCM 等,一般用量在0.1%-0.5%)一改善其耐霉菌性能。
1.12 生物医学性聚氨酯材料具有极好的生物相容性,急慢性毒理试验和动物试验证实,医用聚氨酯材料无毒,无至畸变作用,无过敏反应,无局部激性,无知热源性,是最具有价值的合成医用高分子材料之一。
2. 聚氨酯弹性体的应用和开发综上所述,聚氨酯弹性体的综合性能是十分优越的。
近年来,各国都在根据市场需求情况加强其应用开发研究,开发的重点在以下几个方面:2.1 汽车用聚氨酯弹性体现今的汽车工业正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展。
橡塑合成材料正在逐步取代金属材料,这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。
美国Goodrich公司开发出第二代TPU,其商务名为Estaloc。
该产品保持了第一代TPU Estaloc的特性,并采用中空玻璃球作填料,使光泽度提高了15%以上,可用于制造汽车边板和减震垫等。
在汽车上安装安全气囊, 是现代汽车工业发展的需要,对保护驾驶员的生命安全有重大作用。
这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击,还要有较好的低温柔性,适宜用聚氨酯制作,每个气囊用胶量约300 克。
我国大部分汽车尚未安装气囊,市场需求量很大。
利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力。
可制造中低速载重车辆用轮胎,强度和高承载能力,可制造中低速载重车辆用轮胎,其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。
近年来,一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中,它是以新旧橡胶光胎为基体,浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层,目前正处于里程试验阶段,不久后有望投入指生产。