聚氨酯弹性体及橡胶性能对照
各种橡胶性能一览表
各种橡胶性能的比较表天然橡胶NR 聚戊二烯橡胶IR丁苯橡胶SBR聚丁二烯橡胶BR乙丙橡胶EPDM丁基橡胶IIR氯丁橡胶CR丁腈橡胶NBR聚硫橡胶PTR硅橡胶Silicone聚氨酯橡胶AUEU抗张强度（纯胶料）极好极好差差差中等好差差差-抗张强度（补强胶料）极好极好好-极好好好-极好好好-极好极好中等中等好-极好抗撕裂性（冷）好中等差-中等极好好好好中等好中等好（热）好好中等极好极好中等好差差差好耐磨性极好好好-极好极好极好中等-好极好极好中等中等极好抗自然老化性差差差差-中等极好好-极好极好中等极好极好极好抗氧化性好好好好极好好-极好好中等极好极好极好耐热性好好好好好好-极好好好中等极好中等- 好低温屈挠性极好极好好极好好中等中等中等好极好极好压缩变形中等-好中等-好差-中等好好中等差-好好差-中等极好好不渗透性中等好中等差-中等差-中等极好好极好极好中等好阻燃性差差差差差差极好差差中等差耐？性好好好好好极好好中等好- 好耐酸性（稀）好好中等好好极极好好好好- 好好好（浓）中等-好中等-好中等- 好好好极好好中等差中等中等电气性能好-极好好-极好好好极好好-极好差-中等差好极好好-极好耐溶剂性脂肪烃差差差差差差好极好极好好好芳香烃差差差差差差中等中等极好好差氯化溶剂差差差差差差差差极好中等中等氧化溶剂好好好好好好差差好好中等动物油和植物油差-好差-好差-好差-好差极好好极好极好好好- 极好注：芳香烃溶剂对硅橡胶有影响，采用氟硅橡胶可获得良好的耐芳香烃性。
材质Material 物性Physical 天然橡胶(NR)NaturalRubber丁苯橡胶(SBR)丁基橡胶(IIR)Butyl三元乙丙橡胶EPDM氯丁橡胶(CR)Neoprene丁腈橡胶(NBR)Nitrile聚氨脂(PU)Urethane硅(硅)胶(SR)Silicone氯磺化聚乙烯胶(CSM)HypalonPHYSIC ALPRO PERTIE比重Specific0.931.450.941.200.921.100.861.301.101.351.001.201.021.250.981.61.12S一般物性Gravity 1.35 硬度范围HardnessRang(ShoreA°)30-1035-10030-930-935-9530-10055-1020-9040-90 最大搞张强度TensileStrengthMax(psiRm.Temp)4000 300025030030003003000 15003000 最大延伸率ElongationMax(%Rm.Temp)750 600 700 600 600 600 750 80060回复力ResilienceE G P-FG G-E F-G F-E F-GF-G 压缩变形Compression SetG F P-G G F-G G G-E G-EF-G 不透气性Impermeablity to GasesF F E F F-G G P-F P-F G抗屈曲龟裂FlexCrackingResistanceF G G G G F G-E F-E G 抗撕裂性TearStrengthE F G F-G F-G F-G E P-FF-G 耐磨性AbrasionResistanceE G-E G G-E G-E G-E E P-FG-E 抗冲击强度ImpactStrengthE E G G G-E F-G G-E P-G G抗割裂成长Cut GrowthE G E G G G G-E P-F GResistanceENVIRO NMEN TRESIS TANCE 耐环境物性抗氧化OxidationResistanceF-G F-G E G-E G-E F-G G-F E E抗臭氧OzoneResistanceP P G-E E G P E E E 耐候WeatheringResistanceF F E EG F-G G-E EG-E 抗日晒SunlightResistanceP-F F E E G-E P-F G-E E E 耐水性WaterResistanceE G-E E E G G-E G G G耐燃性FlameResistanceP P P P G P P-G F-G G耐热性HeatResistanceF F-G G G-E F-G G F-G E G 低温柔软性LowTemperature FlexibilityG-E G F-G G-E F F-G G EF-GCHEMI CALR ESISTA NCE 耐化学品物性耐油和汽油Oil andGasolineP P P P F-G G-E G-E P-FF-G耐动植物油Animal &VegetableOileF F G-EG G G-E G F-G G耐醇类AlcoholsG G G F-G G-E F-G F-G GG-E 耐碱性AlkaliesF F E G-E E G-E P P E耐酸性Acids F-G F-G G-E G G G P-F FG-E耐石腊烃溶剂AliphaticHydrocarbon solventsP P P P G E G P-F G耐芳香烃溶剂Aromatic Hydrocarbo n solvents P P P P P-F F-G P-F P-FP-F耐酮类溶剂OxygenatedSolventsG G G-E G-E P-F P P F F 注: E=Excellent 优G=Good 良F=Fair可P=Poor 不可以上硬度及密度是有一定的变化范围，同时其它物性也是可根据要求作相应的配方来改善其物性。
用于特种密封制品的聚氨酯及其与橡胶的比较
图 Ｉ 扭 振 图
图 ２ 压 缩 应 力 松 弛
９ ＡＵ ２１ ００ ４ ７ ８ Ｏ ＥＰＤＭ ２ ７ ５ ＥＰＤＭ １
７ ５ ＨＮＢＲ
７ ５ ＦＫＭ
１ 一初 始 拉伸强度 ； ３ 在酸加 ｖ ５中的变 化率 ； 一 Ａ３
ｅ 公 开介绍 了热 塑性 聚氨 酯 ， 只 占聚氨 酯 的很 ｒ 它
Ｄ ６ 。然 而 ， ＴＰ 却 以相 当 差 的 性 能程 度 ５度 软 Ｕ
为 特点 ， 同时 加工 性能 中等 ， 这就 是为 什 么有 良好 密封 性 能的 Ｔ Ｕ， Ｐ 硬度 极少 低于 ８ ０度 （ 尔 Ａ） 邵 。
Ｔ Ｕ 是嵌 段共 聚物 ， Ｐ 即分 子链 由柔 软 和 刚性
分 子组成 ， 、硬分 子 交 替 排列 。柔 软部 分 是 长 软 链 多元醇 （ 为聚 酯 或 聚 醚） 而 且 决定 了耐 化 学 常 ， 性 、 温 性 能 和 屈 挠 性 ， 们 形 成 了 ＴＰ 的 软 低 它 ｕ 段 。刚性 部分 为二异 氰酸 酯和 软链 二醇形 成 的聚
第４ ２卷
第 １ 期
用 于特 种密 封制 品 的聚 氨酯及 其 与橡 胶 的 比较
４ １
用 于特 种 密 封 制 品 的聚 氨 酯 及 其 与橡 胶 的 比较
贾 九妍 编 译
聚氨酯 是一 个大类 材 料 ， 由二 异 氰 酸酯 和 二
７ ＭＰ 、 ０ ａ 耐磨 性也 非常 好 ， 取决 于硬度 。与橡胶 这 相 比 ， 种非 常 高 的强 度 和 耐磨 性 是 其 最 大 的优 这 点 。密 封应 用方 面 ， Ｕ 的最高 硬度 大 约是 绍 尔 ＴＰ
型低 温 ＴＰ ９ Ｕ ２ ＡＵ １ ０ ２ １ ０比试 验 的 低 温 ＮＢ Ｒ
塑性材料对比表
车轮、滑轮、鞋底、发泡材料。
ABS
1
2
塑料ABS树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。
设备硬外壳，如电脑、打印机、键盘等。
安全帽、拉杆箱、
橡胶
1.93（顺丁）
1.5
普通橡胶主要有：①天然橡胶，从橡胶树的乳胶制得，基本化学成分为顺-聚异戊二烯。弹性好，强度高，综合性能好。②异戊橡胶，全名为顺-1，4-聚异戊二烯橡胶，由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。③丁苯橡胶，简称SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。其综合性能和化学稳定性好。④顺丁橡胶，全名为顺式-1，4-聚丁二烯橡胶，简称BR，由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。⑤氯丁橡胶，简称CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。
特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有：①丁腈橡胶可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。②硅橡胶耐高低温，耐臭氧，电绝缘性好。③氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。④聚硫橡胶，有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶并用。
聚氨酯是含有氨基甲酸酯链段的有机高分子材料
聚氨酯是含有氨基甲酸酯链段的有机高分子材料。
聚氨酯（Polyurethane ，英文简称PU）是一种由多异氰酸酯和多元醇反应并具有多个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料，其原材料可分为异氰酸酯类（如MDI 和TDI）、多元醇类（如PO 和PTMEG）和助剂类（如DMF）。
聚氨酯材料与传统材料性能比较：相比较材料聚氨酯性能优越之处金属材料重量轻、耐腐蚀、加工费用低、耐损耗、噪音低塑料耐磨、不发脆、具有弹性记忆橡胶耐切割、耐撕裂、高承载性、耐臭氧、透明或半透明、耐磨、可灌封、可浇注二、聚氨酯的上下游产业链（聚氨酯上游原料+ 聚氨酯下游制品）（一）聚氨酯上游原料（二）聚氨酯下游制品一个更具体的图三、聚氨酯产业链总结一个简单的图：聚氨酯弹性体：大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团（-NH-COO-）的弹性体聚合物，是由交替的软、硬段组成的多嵌段共聚物，其结构通式为(A-B)n。
其中A是相对分子质量500-3000的聚醚或聚酯多元醇，B为硬段，由异氰酸酯与小分子扩链剂（醇或胺）反应而成。
特别性能：耐磨、耐水、耐油、耐腐蚀、耐老化、耐辐射、耐低温、强度大，硬度和拉伸率可调范围宽。
是性能优良的塑料。
主要内容1、合成方法：一步法、预聚体法、半预聚体法。
2、原料：多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂、增塑剂、阻燃剂、填料。
3、弹性体种类：CUP（浇注型）TPU（热塑型）MPU（混炼型）4、决定弹性体性能的因素。
5、弹性体常见问题以及原因分析。
化学反应原理：①R-NCO+R’-OH=R-NHCOO-R’ （扩链反应）异氰酸酯醇聚氨酯②R-NCO+R’-NH2=R-NH-CO-NH-R’ （固化反应）异氰酸酯胺（扩链剂）脲③R-NCO+H2O =R-NH2+CO2 （发泡反应、原料含水）异氰酸酯水胺二氧化碳原料含水会发生③和②反应，即产生气泡又会使预聚体固化，即损坏设备，又破坏原料，因此原料含水要严格控制。
一步法预聚体法多元醇：聚酯：PEA（己二酸乙二醇酯）PCL（聚己内酯）聚醚：PTMG（四氢呋喃醚）PPG（聚丙二醇）聚碳酸酯多元醇：PCDL可用于弹性体、胶黏剂异氰酸酯：TDI、MDI、特殊异氰酸酯扩链剂：①胺类（TDI型弹性体）：MOCA（苏州湘园化工）、E-300端氨基聚醚②醇类（MDI型、胶黏剂里较多使用）：BDO、HQEE③醇胺类：三乙醇胺、三异丙醇胺催化剂：①叔胺类-催化异氰酸酯和水反应既发泡反应脂肪胺类、脂环胺类，芳香胺类、醇胺类常用的有三亚乙基二胺A33、二甲基氨基乙基醚A1、二甲基环己胺4#、DMP-30在弹性体内有胺类扩链剂存在下基本不使用催化剂。
(完整)几种常用橡胶性能比较
天然橡胶（NR ）天然橡胶由三叶树采集制成的弹性体，机械强度高、耐磨、耐压、伸长率高、弹性高、滞后损失小，能耐多次屈挠弯曲变形，适合纸厂、木业、家具、涂布、输送等胶辊应用.本厂天然橡胶分别使用印度尼西亚、泰国和海南三种产地，硬度可以在邵氏3 0 ～10 0 ° A 调制。
丁腈橡胶（ NBR ）首先由德国在 30年代研制而成，因含丙烯腈,所以对矿物油、动植物油、液体燃料和脂肪族溶剂有较高的稳定性，耐油性是丁腈橡胶最大的特长。
耐热性能好，能耐一般化学品优于通用橡胶。
配合法国特种油膏，着墨性能优。
广泛用于印刷类胶辊，配合耐酸碱物质、耐热剂，用于浆染、印染、砂辊.因耐磨性能比天然橡胶大30% 左右,也是做其它滚轮比较理想的弹性体。
采用的丁腈胶台湾南帝( NANCAR )系列、日本合成橡胶公司（ JSR）系列，日本瑞翁公司丁腈橡胶,硬度可以在邵氏 20 ～100 ° A 调制.三元乙丙橡胶（ EPDM )三元乙丙橡胶作为半通用合成橡胶，其使用温度范围 -55 ～ 150 ℃之间。
三元乙丙橡胶具有突出的耐臭氧性、耐侯性、耐水性、耐热性、耐蒸汽、耐化学药品(如氨水、酒精、双氧水、盐、硫酸、烧碱、石灰等）性能。
适用于高要求的高速水墨印刷辊及化工、电镀、电子、纺织、染整、丝光和人造革类所用胶辊等使用.氯丁橡胶（ CR ）30年代美国公司生产的氯丁橡胶，改变了人们对橡胶易燃特点的看法,氯丁橡胶作为一种通用型特种橡胶，耐油性次于丁腈橡胶，优于通用橡胶，具有耐燃性、耐臭氧性、耐热老化性优异，耐化学品性能好,透气率小，其弹性与通用橡胶相当.适用于印刷类胶辊、耐碱类浆纱辊、浆染胶辊等使用。
氯磺化聚乙烯 / 海泊隆（ CSM ）氯磺化聚乙烯作为专用合成橡胶，不变色，耐磨耗、耐侯性、耐臭氧优异，耐热性能好,连续使用温度 120 ～ 140℃ ,间接温度 140 ～ 160℃，耐燃烧，离开火焰自行熄火，耐油性次于丁腈抗撕裂胶辊,耐油耐生热胶辊。
MDI_50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究
表１ 预聚体游离－ＮＣＯ 质量分数对 ＭＤＩ－５０ 聚氨酯弹性体力学性能的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｒｅｅ －ＮＣＯ ｉｎ ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ
ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ＭＤＩ－５０ＰＵＥ
Ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ－ＮＣＯ／％ （ｓｈｏｒｅ Ａ）
从图1可以看出mdi50型预聚体在2279cm1处出现nco的吸收峰在1720cm1处出现氨基甲酸酯中的co的伸缩振动吸收峰且在3283cm1出现了nh伸缩振动峰吸收峰表明已合成mdipue的曲线可以看出在合成mdi50型聚氨酯弹性体后2279cm1出现nco的吸收峰基本消失而在3283cm1处出现的nh伸缩振动峰吸收峰的强度明显增2974cm1处和2877cm1处的两个吸收峰是聚醚软段ch2的变形振动1112cm1醚键coc对称伸缩振动1537cm1处的吸收峰为苯环骨架上cc的伸缩振动表明该样品的异氰酸酯是芳香族异氰酸酯软段为聚醚型
ＦＴＩＲ 分析：用 ＦＴＩＲ－８４００ｓ型红外 光 谱 仪 进 行 红 外 光 谱 测 试，测 试 采 用 溴 化 钾 片 涂 膜 法，分 辨 率 ４ｃｍ－１，扫描次数为 ３６ 次，波 数 范 围 ５００～４０００ｃｍ－１。 ＴＧ 分析：用 ＷＣＴ２２型 微 机 差 热 天 平 进 行 热 重 分 析， 试样为４～１０ｍｇ，Ｎ２ 气 氛，气 流 量 为 ８０ｍＬ／ｍｉｎ，测 试 范围５０～６００℃，升 温 速 率 １０℃／ｍｉｎ。ＤＳＣ 分 析：用 Ｑ２１００型示差扫描量热仪进行 ＤＳＣ 分析，Ｎ２ 气氛，流 量 为 ３５ｍＬ／ｍｉｎ，升 温 速 率 １０℃／ｍｉｎ，温 度 范 围 －８５～２５０℃。 力 学 性 能 测 试：力 学 性 能 测 试 用 ＷＤＷ－２０微机控制电子万能 试 验 机，并 参 照 ＧＢ５２８— １９９８ 硫 化 橡 胶 性 能 的 测 定 方 法 进 行 。
聚氨酯及聚氨酯橡胶性能简介
聚氨酯及聚氨酯橡胶性能简介聚氨酯是由聚酯（或聚醚）及二异睛酸酯类化合物聚合而成，耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。
聚氨酯应该分类成塑料还是橡胶要看实际情况。
台湾、香港等地区一般把塑料称为塑胶，因此严格区分塑料和橡胶没有什么意义。
从理论角度区分塑料和橡胶，一般是看材料玻璃化转变温度（Tg）是在常温以上还是在常温以下。
通常将Tg小于常温聚合物材料称为塑料（如聚乙烯Tg为-78度），而将Tg温度高于常温聚合物材料称为橡胶。
聚氨酯是一种很特别聚合物，它由硬段和软段组成，硬段部分Tg很低，具有塑料特性，软段部分Tg高于室温很多，具有橡胶特性。
在聚氨酯合成过程中，通过控制聚合反应，可以调节聚合物硬段和软段比例，从而使聚氨酯表现为塑料或橡胶。
聚氨酯橡胶（U)是由低聚物多元醇（聚醚二醇、聚酯二醇或聚烯经二醇以及含磷、氯、氟聚醚二醇等）、多异氰酸酯和扩链剂在有催化剂存在条件下进行反应产物。
聚氨酯橡胶根据所用原料不同，可分为聚酯型聚氨酯橡胶（AU)和聚醚型聚氨酯橡胶（EU)两大类。
聚氨酯橡胶分子结构特点不仅决定了它具有宝贵综合物理、力学性能，而且还可以通过改变其原料组分和相对分子质量以及原料酯比来调节其弹性、耐寒性以及模量、硬度和机械强度等各项性能。
各种聚氨酯橡胶共性如下：该类橡胶具有很髙拉伸强度（一般为28~42MPa，最高可达70MPa)和撕裂强度；弹性极好，即使是硬度高时，也同样具有较高弹性；扯断伸长率很大，一般可达400%~ 600%,最大可达1000%;具有很宽硬度范围，最低为邵氏（A)10，大多为邵氏（A) 45~95。
当硬度高于邵氏（A)70时，其拉伸强度和定伸应力都高于天然橡胶，当硬度达到邵氏（A)80~90时，其拉伸强度、撕裂强度和定伸应力也是非常高。
聚氨酯橡胶具有良好耐油性，在常温下，对于多数油和溶剂抗耐性都优于丁腈橡胶；具有极好耐磨性，其耐磨性比天然橡胶髙9倍，比丁苯橡胶高3倍；具有良好气密性，当硬度较高时，其气密性接近于丁基橡胶；具有良好耐氧、耐臭氧及抗紫外线辐射作用能力；还具有较好耐寒性能。
聚氨酯弹性体的性能及应用
（4）合成革 用 PU制成的合成革材料具有最接 近天然革的性能，手感好、透气性高、柔软适 度，广泛用于服装、家具、箱包及车辆座椅等。 （5）制鞋工业 聚氨酯弹性体具有缓冲性能好， 质轻、耐磨、防滑等特点，加工性能好，已成为 制鞋工业中一种重要的鞋用合成材料，制造棒球 鞋、高尔夫球、足球等的运功鞋、鞋底、鞋跟、 鞋头，以及滑雪鞋、安全鞋、休闲鞋等。
(l)PU的力学性能 的力学性能
PU弹性体的硬度变化范围比较宽， 可从邵 氏 A10 到D80， 断裂伸长率高 达 600%～ 800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度 仅为 A70，断裂仲长率为 550%。 PU弹性体的撕裂强度较高，比天然橡胶大 2～ 10 倍。 PU弹性体对交变营地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 耗于聚氨酯弹性体的内部转变为热能。因此， 聚氨酯弹性体具有明显的吸振性能，也可称为 阻尼性能。
（6）其他方面 用浇铸 PU 弹性体可制造轧辊，可用于高承重和 高耐磨的钢铁及造纸工业中;PU 弹性体还可用于 油田、采矿和冶金工业中高耐磨和高强度的结构 材料，具体有油田旋转除砂器、选煤筛网、浮选 机、螺旋选矿机、矿砂输送管和传动带。
PU弹性体的应用 弹性体的应用
(1)汽车工业 汽车用热塑性弹性体以聚酯型 为主。具体产品有：保险杠、挡泥板、方向 盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪 表盘及防滑链等。
（2）建筑材料 主要用于运动场人造跑 道、建筑混凝土和天花板浮雕的模板等。 （3）医疗器材利用 PU弹性体的生理相容性 和抗血栓性的优点，可用于绷带、心脏助动 器、血泵、人造血管、人工肾及人造心室等。
(3) PU 的环境性能
PU 弹性体的耐水性一般，在水中浸泡或暴露 于湿气中，会引起力学性能下降;但聚醚型 PU 的耐水解性要比聚酯型好 5～10 倍。 PU 弹性体的耐油性、耐非极性、弱极性溶剂 和耐霉菌性能好，其中以聚醚型好于聚酯型。 但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。可长 期于户外使用。 PU弹性体具有突出的耐辐射和耐臭氧性能的 PU弹性体的生理相容性好，具有良好的抗血 栓性，可用于医学。
[总结]聚氨酯橡胶性能
![[总结]聚氨酯橡胶性能](https://img.taocdn.com/s3/m/240643c785254b35eefdc8d376eeaeaad1f3164f.png)
聚氨酯橡胶性能聚氨酯橡胶弹性体的主要性能参数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。
（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）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），或者称为弹性模量。
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。
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。
3）承载力：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。
（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0.03～0.20 mm3／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，但是其本身的摩擦系数并不低，一般在0.5以上，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。
其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60℃达到最大值。
（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。
常用密封材料性能介绍(橡胶、聚氨酯、橡胶等)
常用于家用电器行业所使用的密 封件或橡胶零件，食品机械行业 -55～250 的密封件，或与人体有接触的各 式用品上的密封件等。 常用于高温水蒸汽环境之密封 -50～150 件；卫浴设备密封件或零件；以 及冰箱及制冷设备密封件等
氟橡胶
极好的耐高温性优能，并有极佳的 FKM 耐化学性、耐大部分油及溶剂 ( 酮
常用于空调制冷业，广泛用于环 -40～150 保冷媒 R134a 系统中的密封件
。 汽车发动机系统密封件。
具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、
硅橡胶
耐大气老化。有很好的电绝缘性能 SIL
。抗拉力强度和耐磨性较一般橡胶
差且不具耐油性。
耐候性、耐老化性、耐臭氧性、化 三元乙丙橡
EPDM 学稳定性均非常优秀，可耐氟利昂 胶
丁腈橡胶
具良好的耐油、耐热、耐磨、抗溶 剂及抗高压油的特性。但不适合用 NBR 于极性溶剂之中，如酮类、臭氧、 硝基烃、 和氯仿等。
常用于制作燃油箱、润滑油箱以 及在石油系液压油、汽油、水、 -40～120 硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油 、甘醇系液压油等流体介质中使 用。
较丁腈胶拥有较佳的抗磨、抗蚀、 抗张、抗撕和压缩歪的特性，在臭 氢化丁腈橡 HNBR 氧、阳光及其它的大气状况下具良 胶 好的抵抗性，但不建议使用于醇 类，酯类或是芳香族的溶液之中。
、酯类除外 )。耐寒性则较不良。
常用于耐高温、耐化学腐蚀、耐 -20～220 油的工作环境中，在冶金、化工
、汽车、电力等行业用途广泛。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
丁基橡胶 氯丁橡胶
对大部份一般气体具不渗透性，对
阳光及臭氧具良好的抵抗性并可暴
常用于制作耐化学药品、真空设
IIR
-55～100
3.TPEE与TPU、TPV等弹性体的性能比较
第三章 TPEE、TPU、TPV等性能比较1、TPEE热塑性聚酯弹性体简称TPEE或COPE，是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(结晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)软段的线型嵌段共聚物。
TPEE属于高性能工程级弹性体，具有机械强度高、弹性好、抗冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀等优点，具有良好的加工性，并可填充、增强及合金化改性，在汽车零部件、液压软管、电缆电线、电子电器、工业制品、文体用品、生物材料等领域得到了广泛的应用。
TPEE的物理化学性能●力学性能通过对软硬段比例的调节，TPEE的硬度可以从邵氏D32到D80变化，其弹性和强度介于橡胶和塑料之间。
与其他热塑性弹性体(TPE)相比，在低应变条件下，TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。
当以模量为重要的设计条件时，用TPEE可缩小制品的横截面积，减少材料用量。
●拉伸强度与聚氨酯弹性体(TPU)相比，TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多，用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件，前者可以承受更大的负载。
在室温以上，TPEE弯曲模量很高，适宜制作悬臂梁或扭矩型部件，特别适合制作高温部件。
TPEE低温柔顺性好，低温缺口冲击强度优于其他TPE，耐磨耗性与TPU相当。
TPEE具有优异的耐疲劳性能，与高弹性特点相结合，使该材料成为多次循环负载使用条件下的理想材料，适宜制作齿轮、胶辊、挠性联轴节、皮带等。
●耐热性能 TPEE具有优异的耐热性能，硬度越高，耐热性越好。
TPEE的使用温度非常高，能适应汽车生产线上的烘漆温度(150-160℃)，并且它在高温下机械性能损失小。
在120℃以上使用，TPEE拉伸强度远远高于TPU。
此外，TPEE还具有出色的耐低温性能。
TPEE脆点低于-70℃，并且硬度越低，耐寒性越好，大部分TPEE可在-40℃下长期使用。
由于在高、低温时表现出的均衡性能，TPEE的工作温度范围非常宽，可在-70-200℃使用。
TPU简介
聚氨酯弹性体材料技术（一）TPU的基本概念提供企业：你我利商贸（上海）有限公司、联XFS：021-5/1/6/8/8/0/6/6-8/0/6/-1/3/9/1/7/9/8/8/7/3/1/何/先/生/（二）网址：w-w-w-.niwolisj.c-o-m热塑性弹性体的分类:所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50%,外力撤除后复原性比较好的的高分子材料。
聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。
TPU 基本概念: 热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethane) ：可加热塑化，化学结构上没有或很少交联，其分子基本是线性的，然而却存在一定的物理交联。
这类聚氨酯称为TPU 。
TPU 与各类弹性体的性能对比+ 很好0 好- 不好(二）TPU的基本结构TPU基本结构（一级结构）:PU合成的反应和副反应比较复杂，但合成TPU 的最基本的反应是由多元醇和异氰酸酯反应生成氨酯基。
由此类含有氨酯基的结构链段为重复单元，再配以长链多元醇和短链多元醇（扩链剂）组合成硬段软段相间的分子链结构，就是TPU的基本结构了。
（a)TPU的一级结构（重复单元化学结构）TPU 的分子链结构（二级结构）：大分子二元醇和异氰酸酯连接形成长分子链，因为分子链较长，表现为柔性，就成为在整个分子链中的软段结构。
短链二元醇（扩链剂）和异氰酸酯连接成短链结构，因为链短，表现为刚性，就成为分子链中的硬段结构。
这样硬段软段相间的特殊结构赋予了TPU既有弹性又有不错的机械性能且可热塑加工的特殊性能，从而使TPU作为介于塑料和橡胶之间的一个新类高分子材料得到广泛应用。
对于不同的大分子多元醇，扩链剂和多异氰酸酯的选择搭配可制取品种繁多各种性能的TPU产品。
（b)TPU的二级结构（链段结构）根据以上的基本结构，我们可以看出对于不同的应用范围，TPU的配方和性能可进行非常多种类的排列组合。
聚氨酯棒是一种介于橡胶和塑料之间的新型高分子合成材料
聚氨酯棒是一种介于橡胶和塑料之间的新型高分子合成材料，它既具有塑料的高强度又具有橡胶的高弹性。
其特点有:1、硬度范围宽。
在高硬度下仍具有橡胶的伸长率和回弹性。
聚氨酯弹性体的硬度范围为邵氏A10-D80.长度有300,500长2、强度高。
在橡胶硬度下它们的扯断强度、撕裂强度和承载能力比通用橡胶高得多。
在高硬度下其冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。
3、耐磨。
其耐磨性能非常杰出，一般在0.01-0.10（cm3）/1.61km范围内，约为橡胶的3-5倍。
4、耐油。
聚氨酯弹性体是一种强极性高分子化合物，和非极性矿物油的亲和性小，在燃料油和机械油中几乎不受侵蚀。
5、耐氧和臭氧性能好。
6、吸振性能优良，可做减振、缓冲作用。
在模具制造业中，替代橡胶及弹簧。
7、具有良好的低温性能。
8、耐辐射性能。
聚氨酯耐高能射线的性能很好，在10-10戈辐射剂量下仍具有满意的使用性能。
9、具有良好的机械加工性能。
（车、铣、磨、钻均可）大量供应优力胶棒,优力胶板,红色优力胶,黄色优力胶,黑色优力胶,订做优力胶,大型模具上用的优力胶具有缓冲，静音，减震，耐磨。
耐高温等特点，经久耐用适合强酸强碱工作环境的设备表面的防护处理，同时提高设备的耐磨性，降低噪音等PU板、棒、片复原弹性强，prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office " 可压缩50%；高强度，经久耐用，无法用橡胶等材料替代。
耐压防震，耐冲击，耐油、耐酸碱，耐磨性极佳。
PU系列弹性体具有优越的抗张强度，抗撕裂性，高弹性，耐高压荷重，耐磨耗等特性，且易于切削，研磨，钻孔等加工，可适用于机械缓冲材料，冲床模具，反冲垫，弯曲成形。
工业机械设备上使用的密封件和齿形连轴节。
分为耐油型和耐磨型，硬度介于邵氏25到邵氏98度之间，具有很好的强度和溶涨性能，可在的环境中正常使用，且耐老化性能好、使用寿命长、产品规格多、品种全，并承接各式各种非标件加工，按来样或图纸定做，尺寸误差小。
聚氨酯轮胎与橡胶轮胎性能对比
最早 的聚 氨酯 轮 胎 是实 心 轮 胎 ， 在 苛 刻 条 件 下运输 货 物 ， 表 现 出 耐磨 性 能 优 异 和 承载 能 力 大
的优 势 ， 至今仍 在广 泛应 用 。２ Ｏ世 纪 七八 十年 代
开始 ， 国 内外一 些 轮 胎公 司或 研 发 机构 纷 纷 研 究 制造充 气 聚氨酯 轮胎 ｌ ＿ ２ ］ 。奥 地利 Ｓ ｃ ｈ ｍｉ ｄ ｔ 兄 弟 的 Ｌ Ｉ Ｍ 公 司研 制 了客 车 、 载重 汽车 、 拖 拉 机 和 越 野 车用 的 Ｌ Ｉ Ｍ 全 聚氨 酯轮 胎 ； 美 国 固特异 轮胎 橡胶 公 司首 先 将 工 作 重 点 放 在 了 聚 氨 酯 实 心 轮 胎 研 制， 也尝 试 用聚氨 酯 弹性体 制造 充气 轮胎 ， 固特 异 不 仅仅 局 限于全 聚氨 酯轮 胎 ， 而且 也对 橡胶 ／ 聚氨 酯 复合 结构 轮胎 开 展 了一定 的研 究 工 作 ； 美 国尤 尼 罗 伊 尔一 固特里 奇 轮 胎 公 司 也 开发 了一 种 聚 氨 酯 轮胎 ， 它是把 聚氨酯覆 盖在金 属轴上 ， 以 １ ８ ５
轮 胎 有 限 责任 公 司高 级 工 程 师 ， 硕士 ， 主 要 从 事 轮 胎 产 品 开 发 及 标 准 和 工 艺技 术 管 理 工 作 。
酯 弹性体 ， 其 目的是 替代 天然 橡胶 、 钢材 等 紧缺 战 略物 资 。聚氨 酯特 有 的性 能使 其逐 渐发 展成 为材 料加 工工 业 的重要 材料 ， 到２ ０世纪 ６ ｏ年代 ， 在美
国从 原料 生产 、 弹 性 体 合成 以及 加 工 应用 领域 已 经形 成较 完整 的工业 化体 系 。 聚氨 酯 弹性 体是 一类 在分 子链 中含 有氨 基 甲 酸酯 基 团 （ ＮＨｃ Ｏｏ 一） 的 弹性 体 聚合 物 材 料 ， 通常 以低 聚物 多元 醇 、 二 元或 多元 异氰 酸酯 、 扩链 剂／ 交 联剂 以及 少量 助剂 制得 。从分 子结 构上 看 ， 聚氨酯 弹性 体是 一 种 嵌 段 聚 合 物 ， 一般 由低 聚 物
聚氨酯弹性体的结构与力学性能
第21卷 第2期Vol 21 No 2材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第82期Feb.2003文章编号:1004 793X (2003)02 0211 04收稿日期:2002 07 05;修订日期:2002 10 11基金项目:中国工程物理研究院科学基金资助项目(990563)作者简介:钟发春(1970 ),男,博士,四川简阳人,中国工程物理研究院化工材料研究所助研,从事互穿聚合物网络阻尼材料研究工作。
聚氨酯弹性体的结构与力学性能钟发春,傅依备,尚 蕾,田春蓉,王晓川,赵晓东(中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳 621900)摘 要 室温催化合成了一系列不同结构的聚氨酯弹性体,研究了软硬链段的化学结构对聚氨酯弹性体形态结构和力学性能的影响规律,结果表明,由MDI 合成的PU 弹性体的力学性能和阻尼性能优于相应的由TDI 合成的PU 弹性体,对称结构的MDI 易规整排列,提高了力学强度,软硬链段之间的相容性和较强的相互作用有利于提高弹性体的力学性能。
关键词 聚氨酯;弹性体;力学性能;形态结构中图分类号:TQ334 文献标识码:AStructure and Mechanical Properties of Polyurethane ElastomersZHONG Fa chun,FU Yi bei,SHANG Lei,TIAN Chun rong,WANG Xiao chuan,ZHAO X iao dong(Institute of C hem ical M aterials,Chinese Academ y of Eng ineering and Physics,Mianyang 621900,China)Abstract A serials of polyurethane (PU )elastomers with 4,4 methylene diphenyl dii socynat(MDI),tolyene 2,4 diisocyanate(TDI)as hard segments and poly(tetramethylene glycol)(PTMG)with different molecular weight as soft segments were synthesized by cat alyst at room temperature,and the chemical structures of soft segments and hard segments that affected the mechanical properties were also studied.The resul t demonstrated that the mechanical performance and damping properties of MDI PU elastomers were superior to that of TDI PU,because of MDI has symmetrical s tructure and arranged regularly that enhanced the compatibility and in teraction between hard segments and soft segments,and improved the mechanical dampi ng performance.Key w ords polyurethane;elastomer;mechanical performance;structure1 前 言聚氨酯弹性体(polyurethane elastomer)可以看作是一种介于一般橡胶与塑料之间的材料,其最大特点是硬度范围宽而富有弹性,耐磨性卓越,有良好的机械强度、耐油性和耐臭氧性,低温性能也很出色,因此,其用途十分广泛[1~4]。
常用橡胶材料特性对比
制电性聚氨酯
A90
A70
A50
棒球硬球 棒球垒球 橡皮擦
1.13
1.16
1.17
20
40
45
520%
600%
450%
70
70
70
-20
-20
-20
耐热型聚氨酯 A90
棒球硬球 1.13 44.6 530% 120 -20
项目 硬度值 硬度标准 密度 抗拉强度 延伸率 耐热温度 耐寒温度
常用橡胶介绍
说明 硬度值，值越大材料越硬
标准聚氨酯（乙醚
类）
A95
A90
硬度参照标准
高尔夫球 棒球硬球
g/cm^3
1.13
1.13
根据拉伸橡胶材料时，直
40
27
至拉断至裂断的 裂力 时求 伸得 长的 的机 长械 度强 比 可连续使上用原的长最高温度 可连续使（用℃的）最低温度 （℃）
350% 70 -40
470% 70 -20
聚氨酯参数
标准聚氨酯（酯类）
A70 棒球垒球
1.2
A50 橡皮擦
1.2
A30 自行车内
胎 1.2
47
27
720%
520%
600%
70
70
70
-20
-20
-20
耐磨聚氨酯
A90
A70
棒球硬球 棒球垒球
1.2
1.2
59
56
510%
720%
70
70
-20
-20
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高聚物的热稳定性可用软化温度和热分解温度来衡量。一般情况下,聚氨酯弹性体的热分解温度要低于软化温度。一般来说,聚酯型聚氨酯弹性体耐热性比聚醚型聚氨酯弹性体要好;对于芳族二异氰酸酯来说,其耐热顺序为PPＤI>NＤI>MDI＞TDI。
3、低温性能与结构的关系
高聚物的低温弹性通常用玻璃化温度和耐寒系数衡量(或脆化温度)。一般情况下,聚醚型聚氨酯弹性体的低温柔顺性比聚酯型的要好。
聚氨酯弹性体是在固体状态下使用，在各种外力作用下所表现的机械强度是其使用性能最重要的指标。一般来说,聚氨酯弹性体和其它高聚物一样，其性能与分子量、分子间的作用力、链段的韧性、结晶倾向、支化和交联，以及取代基的位置、极性和体积大小等因素有着密切的关系，但是，,聚氨酯弹性体与烃系(PP、PE等)高聚物不同,其分子结构是由软段(低聚物多元醇）和硬段（多异氰酸酯、扩链交联剂等)嵌段而成的，在其大分子之间，特别是硬链段之间的静电力很强,而且常常有大量的氢键生成,这种强烈的静电力作用，除直接影响力学性能外，还能促进硬链段的聚集,产生微相分离,改善弹性体的力学性能和高低温性能。
聚氨酯滚筒主要性能为耐磨耐油,橡胶制品通常比聚氨酯耐温性都高,丁氰橡胶可耐1２0度以上,而三元乙丙橡胶能耐1５０度,硅橡胶可耐１50-2０0度,而进口硅橡胶更可达到２５0度－３00度,当然价格会更高。
可以通过计算永胶量来确定单价
用胶量=体积*比重,计算体积时包胶尺寸单边放大７mm，因为包胶后,要对外园进行加工研磨,必须留足够的余量。比重：橡胶一般按１.3-1．３5计算,而聚氨酯一般按１.15-1.25计算,普通传动滚筒输送滚筒按1.15计算,耐油耐溶剂滚筒氨1．25计算。
聚氨酯弹性体能否具有可逆结晶，主要取决于软链段的极性、分子量、分子间力和结构的规整性。聚酯的分子极性和分子间力大于聚醚,所以聚酯型聚氨酯弹性体的机械强度大于聚醚型聚氨酯弹性体；软链段中的侧基会使结晶性降低，从而会降低制品的机械性能。
聚氨酯硬链段的结构对聚氨酯弹性体的机械性能也有直接和间接的影响,通常,芳族二异氰酸酯(如MDI、ＴDI)要大于酯族二异氰酸酯（如HＤＩ);有对称结构的二异氰酸酯（如ＭDＩ）能赋予聚氨酯弹性体更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度；扩链交联剂结构对弹性体机械性能的影响与二异氰酸酯相似。
按立方计算;
（包胶直径＋10)＊3.14＊(包胶厚度+５）*长度/1000＊单价
尺寸为MM（毫米)
一般胶辊0.16元/立方厘米
印刷胶辊0．2６元/立方厘米
硅胶辊（耐温）0.5元/立方厘米
如耐温２５０以上0.9元/立方厘米
聚氨酯弹性体
不同原料（结构)对聚氨酯弹性体性能影响
聚氨酯弹性体的原料种类繁多,大分子结构中基团组成和排列复，而且聚氨酯弹性体的合成方法和加工方法多种多样，这样就构成了聚氨酯弹性体化学结构的复杂性和物理构象的明显差异，从而导致聚氨酯弹性体性能的改变。
聚氨酯弹性体及橡胶性能对照
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ﻩ
聚氨酯塑胶号称“耐磨王”,是创新的多功能材料，具有极佳的综合性能。1．耐磨性极佳;2.硬度范围宽广可调（邵氏1０A至７３D）；3．适应温度-４0℃至＋８0℃;4．抗撕裂性佳，弯曲强度高;5.抗张强度及断裂延伸率大;6.弹性好，长期受压后型变小;７.耐油和有机溶剂,比丁腈胶更优越；8.耐老化性特佳。本公司主营产品：1.专业生产各类聚氨酯ＰＵ胶辊、胶轮（如:印刷胶辊、过油胶辊、松香胶辊、水辊、压扎胶辊、聋谷胶辊,转弯胶辊,流水线滚筒;电瓶叉车轮、轴承轮、四面刨轮、传送轮,压线轮等)和包胶业务;2． 专业生产各类橡胶辊（如:硅胶辊、丁晴胶辊、普通橡胶辊等材质)和包胶业务；３.专业生产各类聚氨酯刮胶(如：陶瓷刮胶、丝印刮胶;尖刮、斜刮、平刮等)；4.专业生产各类陶瓷机械和传动机械的聚氨酯皮带(如:三角带、五角带、光面圆带、粗面圆带等);５.专业生产各类冲压模具用的高负载聚氨酯ＰU零件,所有要求根据MＩＳUＭI制作;6．专业生产各类纸品厂用聚氨酯PU压纸轮(又称太阳轮)和聚氨酯水泵、沙泵;７.专业生产各类常规聚氨酯棒和进口聚氨酯棒(又称优力胶棒、板、卷板以及红色，绿色，黑色优力胶棒)和各类缓冲件设计和制作；８．专业生产各类聚氨酯异型件的设计与制作和五金配套加工;9.专业生产粮仓用的聚氨酯高耐磨衬板和相关PU业务1０.聚氨脂ＴPU原料改性及阻燃抗静电助剂
公司名称：深圳市多彩利橡塑有限公司
公司地址:深圳宝安区观澜街道松元福楼荔城工业区A栋4楼
联系人:赵后民
职位：经理
邮箱:c:\iknow\docshare\data\cur_work\maiｌto：
QQ号“８９69６1７2９
公司电话:4/866032３９
公司传真:4
移动电话：
MSN：
公司网站htｔp://c:\iknow\docshare\data\cur_work\＂http:\
普通橡胶滚筒按５０元／公斤
三元乙丙橡胶6０元／KG
硅胶胶辊按１00元,进口硅胶基本按200元/KＧ
聚氨酯传动输送等用聚醚型聚氨酯,单价7０元／KＧ,耐溶剂耐油用聚酯型聚氨酯,基本按80元/ＫG
印刷滚筒报价方式，因加工要求高，普遍使用橡胶滚筒（初过油辊，涂布辊印铁辊除外),单价要比普通用途高２０-5０%。一般使用三元乙丙胶生产。具体橡胶及聚氨酯的性能资料间附件。
1、机械性能与结构的关系
聚氨酯弹性体的机械性能取决于聚氨酯弹性体的结晶倾向,特别是软链段的结晶倾向,但是，聚氨酯弹性体是在高弹状态下使用的，不希望出现结晶,所以，就需要通过配方和工艺设计，在弹性和强度之间找到平衡，使制备的聚氨酯弹性体在使用温度下不结晶，具有良好的弹性,而在高度拉伸时能迅速结晶,并且这种结晶的融化温度在室温上下,当外力解除后，该结晶迅速融化,这种可逆结晶结构对提高聚氨酯弹性体的机械强度是非常有益的。
４、耐水性能与结构的关系
水对聚氨酯弹性体的作用：水的增塑作用(吸水性)和水的降解作用。当相对湿度为１０0%时：聚酯型聚氨酯弹性体的吸水率约为1．1％,性能下降约为10％；聚醚型聚氨酯弹性体的吸水率约为1.4%,性能下降约为20％；但聚醚型聚氨酯弹性体的水解稳定性要大于聚酯型聚氨酯弹性体。