聚氨酯弹性体的特性及应用

合集下载

《聚氨酯弹性体静动态力学性能及本构关系的研究》

《聚氨酯弹性体静动态力学性能及本构关系的研究》

《聚氨酯弹性体静动态力学性能及本构关系的研究》篇一一、引言聚氨酯弹性体作为一种高性能的聚合物材料,在众多领域中得到了广泛的应用。

其独特的力学性能,包括静动态力学性能,使得聚氨酯弹性体在橡胶、塑料、涂料以及生物医学等多个领域有着不可替代的作用。

为了更深入地了解其力学特性及本构关系,本文对聚氨酯弹性体的静动态力学性能及本构关系进行了详细的研究。

二、聚氨酯弹性体的静力学性能研究聚氨酯弹性体的静力学性能主要包括其在静态负载下的形变和应力响应。

在实验中,我们采用了一系列不同硬度的聚氨酯弹性体样品,通过静态拉伸试验,得到了其应力-应变曲线。

实验结果表明,聚氨酯弹性体在静态负载下表现出良好的弹性和较高的拉伸强度。

随着硬度的增加,其拉伸强度和模量也相应提高。

此外,我们还发现聚氨酯弹性体在形变过程中表现出明显的非线性行为,这与其独特的分子结构和微观结构密切相关。

三、聚氨酯弹性体的动力学性能研究与静力学性能不同,动力学性能主要研究的是材料在动态负载下的响应。

我们通过动态力学分析(DMA)技术,对聚氨酯弹性体在不同频率、不同温度下的动态性能进行了研究。

实验结果显示,聚氨酯弹性体在动态负载下表现出良好的能量吸收能力和优异的阻尼性能。

此外,其动态模量和内耗随温度和频率的变化呈现出明显的变化规律,这为其在振动控制、隔音材料等领域的应用提供了重要的理论依据。

四、聚氨酯弹性体的本构关系研究本构关系是描述材料应力-应变关系的数学模型。

为了更好地描述聚氨酯弹性体的力学行为,我们采用了超弹性本构模型(如Neo-Hookean模型、Yeoh模型等)对其进行了研究。

通过对比不同模型的拟合效果,我们发现Yeoh模型能够较好地描述聚氨酯弹性体的应力-应变关系。

此外,我们还发现聚氨酯弹性体的本构关系受其硬度、温度和频率等因素的影响。

因此,在实际应用中,需要根据具体的使用条件选择合适的本构模型。

五、结论通过对聚氨酯弹性体的静动态力学性能及本构关系的研究,我们得到了以下结论:1. 聚氨酯弹性体在静态和动态负载下均表现出良好的力学性能;2. 聚氨酯弹性体在形变过程中表现出明显的非线性行为,其硬度、温度和频率等因素对其力学性能和本构关系产生影响;3. Yeoh模型能够较好地描述聚氨酯弹性体的应力-应变关系,为其在不同领域的应用提供了重要的理论依据;4. 在实际应用中,需要根据具体的使用条件选择合适的本构模型和材料。

TPU材料介绍及应用

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

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。

聚氨酯弹性体塑料的优缺点介绍及应用

聚氨酯弹性体塑料的优缺点介绍及应用

聚氨酯弹性体塑料的优缺点介绍及应用随着社会的发展和技术的进步,新材料的应用越来越广泛,聚氨酯弹性体自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用,并以民用为主后,产品的品种牌号不断增加,生产规模日益扩大,在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。

本文拟从实际应用的角度出发,谈谈聚氨酯弹性体的优缺点及其应用开发的现状和前景。

一、聚氨酯弹体的主要优点1、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。

譬如硬度,往往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,这是一般弹性体材料所难以做到的。

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材料,随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加,弹性体原强度和硬度会相应提高。

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。

聚氨酯弹性体是一种合成高分3、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)。

研究新型聚氨酯弹性体的合成和应用

研究新型聚氨酯弹性体的合成和应用

研究新型聚氨酯弹性体的合成和应用近年来,随着人们对材料性能要求的不断提高,新型聚氨酯弹性体作为一种新型高性能材料,逐渐引起了广泛的研究和应用。

本文将就新型聚氨酯弹性体的合成和应用方面进行深入探讨。

一、聚氨酯弹性体的合成聚氨酯弹性体的合成大致可以分为以下两种方法:1、溶液聚合法溶液聚合法是将异佛尔酮类异氰酸酯(IPDI)与丙二醇(BD)反应,形成预聚物。

接着,用聚醚双酯醇(PTMG)加入体系,进一步进行聚合反应。

聚合过程中,需要考虑各种条件,如反应时间、反应温度、催化剂种类及用量等。

2、熔融聚合法熔融聚合法是将预聚物与交联剂混合在一起,将混合物在高温下熔融混合,然后在模具中进行固化,形成聚氨酯弹性体。

这种方法具有反应速度快、合成效率高的优点。

二、聚氨酯弹性体的应用新型聚氨酯弹性体具有弹性好、形变大、回弹力强、耐磨性好等特点,因此广泛应用于各种领域。

1、橡胶方面新型聚氨酯弹性体在橡胶领域中应用广泛,如汽车轮胎、电梯滑轮等方面。

其优良的耐磨性和强韧性,使其成为替代传统橡胶材料的最佳选择。

2、建筑材料方面新型聚氨酯弹性体可以作为建筑材料中的填缝材料或减震材料。

其具有优良的抗压性和耐用性,在建筑结构中可以提供更好的保护和支撑作用。

3、医疗保健方面聚氨酯弹性体在医疗保健领域中也有广泛应用,如人造心脏瓣膜、人工肢体等方面。

其材质柔软、具有良好的生物相容性,可以更好地适应人体需要。

4、家电制造方面新型聚氨酯弹性体在家电制造领域中应用也越来越广泛。

如电风扇、吸尘器、除湿机等电器产品中,聚氨酯弹性体可以作为减震垫等零部件,起到更好的减震噪音作用。

总之,新型聚氨酯弹性体具有很大的市场前景,其合成方法和应用领域也在不断地得到改善和拓宽。

在未来,我们相信新型聚氨酯弹性体一定会在更多的领域中得到广泛的应用。

聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体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杂,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。

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。

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。

聚氨酯弹性体的性能及应用

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。

化学品聚氨酯主要用途

化学品聚氨酯主要用途

化学品聚氨酯主要用途
聚氨酯(Polyurethane)是一种高分子化合物,是由含有异氰酸酯(isocyanate)和含有活性氢的化合物(如聚醚、聚酯等)反应制得的聚合物,具有耐磨、耐腐蚀、抗老化等特点,常用于制造海绵材料、密封材料、涂料、弹性体、支持垫、橡胶轮胎、填充材料、胶粘剂、塑料包装材料等各种领域。

下面着重介绍聚氨酯的主要用途:
1. 海绵材料:聚氨酯链节柔软,成为制造海绵材料、床垫、靠垫等的优良材料。

由于聚氨酯弹性好、耐磨损,所以作为海绵条、靠背和座椅等轮廓复杂的工业领域中使用。

2. 密封材料:聚氨酯是一种高弹性密封材料,通过流动性良好,使其成为密封材料中一种性能最好、应用最广的制品之一。

且聚氨酯具备防水、防火等特性,可以在家居装饰、汽车制造、电器设备等领域使用。

3. 聚氨酯涂料:作为一种具有环保性的涂料,聚氨酯涂料是一种带有良好耐久性能的涂料,被广泛地应用于涂装金属和非金属材料表面。

常用于汽车、家具、建筑、家居装饰以及其他行业中。

4. 聚氨酯弹性体:聚氨酯是一种具有优良弹性特性的材料,而聚氨酯弹性体可分为前处理、后处理两个阶段进行生产。

广泛应用于运动鞋、橡胶垫、汽车方向
盘、轮胎等。

5. 填充材料:聚氨酯树脂可以通过膨胀后填充绝大多数空心空间,亦可以填补紧贴和有限表面或缝隙。

所以,聚氨酯是优良的填充材料,广泛应用于家具、建筑、采矿等行业。

总的来说,聚氨酯作为一种新型聚合物材料,广泛应用于工业、交通运输、家居装饰以及其他行业。

聚氨酯的出现,不仅促进了化工行业的发展,同时也给我们的生活带来了更多便利和美好。

聚氨酯弹性的综述

聚氨酯弹性的综述

聚氨酯弹性的综述摘要:聚氨酯弹性体,又称聚氨基甲酸酯弹性体,是一种主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的高分子合成材料,一般由聚酯、聚醚和聚烯烃等低聚物多元醇与多异氰酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚和而成。

它是一种介于一般橡胶和塑料之间的弹性材料,即具有橡胶的高弹性,又具有塑料的高强度。

它的伸长率大,硬度范围宽广;它的耐磨性、生物相容性与血液相容性特别突出。

同时,它还有优异的耐油、耐冲击、耐低温、耐辐射和负重、隔热、绝缘等性能。

因此,聚氨醋弹性体的应用领域非常广泛。

它己成为国民经济和人民生活中不可缺少的一种宝贵材料。

聚氨酯弹性体的性能范围广泛,这和它的结构有着紧密的联系,而它的结构则取决于反应物、反应时间、反应温度等许多因素,甚至连水含量的微小变化都能引起聚氨酯弹性体机械性能的巨大差异。

关键词: 聚氨酯弹性体结构与性能应用1聚氨酯弹性体的概述聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶,它属于特种合成橡胶,是一类在分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的弹性聚合物,是典型的多嵌段共聚物材料。

聚氨酯弹性体通常以聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料进行加聚反应而制得。

从分子结构上来看,聚氨酯弹性体(PUE)是一种嵌段聚合物,其分子链一般由两部分组成,在常温下,一部分处于高弹态,称为软段;另一部分处于玻璃态或结晶态,称为硬段。

一般由聚合物多元醇柔性长链构成软段,以异氰酸酯和扩链剂构成硬段,软段和硬段交替排列,从而形成重复结构单元。

聚氨酯分子主链中除含有氨基甲酸酯基团外,还含有醚、酯或及脲基等极性基团。

由于大量这些极性基团的存在,聚氨酯分子内及分子间可形成氢键,软段和硬段由于热力学不相容而诱导形成硬段和软段微区并产生微观相分离结构,即使是线性聚氨酯也可以通过氢键而形成物理交联。

这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性,以“耐磨橡胶”著称[1],并且由于聚氨酯的原料品种很多,可以调节原料的品种及配比从而合成出不同性能特点的制品,使得聚氨酯弹性体大量应用于国民经济领域。

聚氨酯(polyurethane,简称PU)用途

聚氨酯(polyurethane,简称PU)用途

聚氨酯(polyurethane,简称PU)用途一:服装运动用品聚氨酯改变了服装的风格,在我们的生活里发挥着作用。

其代表产品有舒适、柔软、具伸缩性及弹性设计自由的氨纶弹性纤维。

除了被用于女士化妆用的粉扑、连裤袜、袜子以外,还用于滑雪衫,游泳衣等方面,其惊人的伸长性得到最大限度地利用。

在滑雪,游艇等运动用品方面,聚氨酯涂料以其优良的耐磨耗及耐侯性而被选用。

具有轻质,富于良好耐磨耗性的硬质泡沫用作滑雪板和冲浪板等的芯材,具有优良弹性和耐磨耗性的聚氨酯弹性体被用作运动鞋的鞋底。

二:生活用品在居室用品方面,聚氨酯应用制品展示着其舒适性。

聚氨酯涂料使家具、钢琴等乐器的表面具有美丽的光泽,起着牢固的保护作用。

软质泡沫被用作最常用的坐垫材料以及分散人体压力的健康被褥。

在厨房用品方面,硬质泡沫应用于电冰箱等的隔热材。

与塑料薄膜具有良好接着性的聚氨酯树脂被用作食品包装用胶粘剂。

还有在净水器的密封材、尿布及生理用品等方面的应用。

对人体无害的聚氨酯弹性体在其用途方面也正在扩大。

此外,在我们的生活中,聚氨酯人造革,合成革,发泡体等被制成包和鞋等,以其自然的风格和耐久性博得好评。

三:电子用品促进电子工业的发展也是聚氨酯的使命。

具有优良耐磨耗性及附着性的聚氨酯胶粘剂在录音/录像带、电脑用磁盘及IC卡和电子乘车票等制造过程中,被作为各种记录媒体磁性材料的粘接剂,使记录密度得到提高。

此外,聚氨酯绝缘密封清漆被用于制造漆包线。

紫外线(UV)固化型聚氨酯被制成光纤电缆。

近年,聚氨酯胶粘剂还被应用于移动电话的印刷线路等方面,并不断地被进一步开发应用以适应时代要求。

四:医疗器械聚氨酯对医疗事业的进步也正作出贡献。

聚氨酯弹性体因其特异的构造而具有优良的人体适应性、粘合性和抗血栓性,被作为最佳的封端材料,运用于人工肾脏的中空细丝束的固定。

并进一步改进其抗血拴性及人体适应性,积极地进行人工心脏和人工皮肤等方面的应用研究。

五:汽车运输工具汽车工业对未来汽车所作出的舒适性、安全性及节能等要求都离不开聚氨酯。

聚氨酯弹性体的应用

聚氨酯弹性体的应用

聚氨酯弹性体的应用聚氨酯弹性体的应用1.在选煤、矿山、冶金等行业的应用聚氨酯弹性体是最符合矿山要求的非金属材料,可取代部分金属材料。

用于矿山的聚氨酯弹性体制品有筛板、弹性体衬里、运输带等。

聚氨酯橡胶筛板品种有弛张筛板、张力筛板、条缝筛板等。

聚氨酯橡胶筛板具有优异的耐磨、耐水、耐油、吸振消声、强度高、与金属骨架粘接牢等特性,噪音小,自清理效果好,并减轻筛机负荷,节省能耗,延长了筛机寿命,筛分的质量高。

许多矿山设备如摇床、浮选机、特种选矿机、族流器、螺旋流槽、粉碎机、磁选机、管道和弯头,接触碎石等物料,需要耐磨的衬里;矿用单轨吊车的钢芯聚氨酯驱动轮、阻燃抗静电的聚氨酯输送带、设备电缆TPU护套、防尘圈、减震块等,聚氨酯弹性体是首选的材料。

2.聚氨酯胶辊聚氨酯胶辊是一类性能优异的聚氨酯橡胶制品,一般采用浇注工艺在钢或铁辊外覆一层聚氨酯弹性体而成。

根据用途分种类有:粮食加工的砻谷胶辊,造纸工业中的挤压胶辊和轧浆胶辊,纺织工业中用作拉丝辊、牵伸辊和切丝辊等,木材、玻璃和包装工业所用的传动轴承胶辊,印染机械用各种胶辊,各种仪器用小型胶辊,输送系统用传送胶辊,印刷胶辊,金属冷轧用传送胶辊,金属钢板彩涂胶辊等等,这些胶辊的胶层都可以用聚氨酯弹性体制作。

胶辊大多数采用浇注工艺制造,一般采用把钢芯放在圆筒型模具中央浇注弹性体成型。

特殊的胶辊可采用离心浇注法或旋转浇注法。

旋转浇注法无需模具,采用室温硫化浇注弹性体体系,总加工时间缩短。

3.聚氨酯胶轮及轮胎聚氨酯弹性体承载能力大、耐磨、耐油,与金属骨架粘接牢固,可用于制造在各种传动机构中广泛使用的胶轮,如;生产线传送带用托轮、导轮,缆车的滑轮,等等。

体育娱乐方向,高档溜冰鞋旱冰轮及滑板车的轮子都采用聚氨酯制造。

聚氨酯胶轮还具有耐油、韧性好、附着力强等特点,在矿用单轨吊车、齿轨车及清洗车等车辆上使用效果十分明显。

聚氨酯还用于很小的电子和精密仪器传动轮、各种万向轮等。

还有微发泡轮胎,PU发泡填充轮胎等。

聚氨酯的应用

聚氨酯的应用

聚氨酯(PU)的应用班级:10030342学号:49姓名:丁文涛聚氨酯的综合性能聚氨酯弹性体具有优良的综合性能,模量介于一般橡胶和塑料之间。

它具有以下的特性:1、较高的强度和弹性,可在较宽的硬度(shore A )范围内(邵氏A10~邵氏D75)保持较高的弹性;2、在相同硬度下,比其它弹性体承载能力高;3、优异的耐磨性,其耐磨性是天然橡胶的2~10倍;4、耐油脂及耐化学品性优良;芳香族聚氨酯耐辐射;耐氧性和耐臭氧性能优良;耐疲劳性及抗震动性好,适于高频挠曲应用;5、抗冲击性高;低温柔顺性好;一般无需增塑剂可达到所需的低硬度,因而无增塑剂迁移带来的问题;6、普通聚氨酯不能在100 ℃以上使用但采用特殊的配方可耐140 ℃高温;模塑和加工成本低。

汽车用聚氨酯的应用情况汽车制造业一直是聚氨酯产品的重要消费市场。

桥车用发泡聚氨酯塑胶的内饰件有包括座垫、头枕、隔音、仪表板、遮阳板、门板、顶棚衬里等。

轿车用聚氨酯外购件有保险杠、阻流板、前后饰带、格栅、后侧板、车门坎板、挡泥板等。

由于聚氨酯可塑性极佳,材料性能使用性强,在汽车中的应用正日益扩大。

汽车仪表盘、方向盘硬质聚氨酯泡沫塑料(rigid PU foam)简称聚氨酯硬泡,这类泡沫塑料具有绝热效果好、重量轻、比强度大、耐化学品优良以及隔音效果好等特点。

已成为一类重要的合成树脂绝热材料,用量仅次于聚氨酯软泡。

汽车轮胎汽车座椅轨道枕木有了聚氨酯轨道枕木你的旅途是不是更加安全、舒适呢?聚氨酯在交通行业的应用减震材料汽车限位减震块机械减震器减震块聚氨酯具备优异的橡胶特性,能适应不同的热膨胀系数基材的粘合,而且还具有优异的缓冲、减震功能。

用酯弹性纤维由于聚氨酯大分子结构的特点,如软段的柔性,硬段的刚及其在拉伸形成结晶结构,除化学交联外还存在有氢键等,使聚氨酯弹性纤维具有稳定的弹性和强度。

与早期使用的橡胶丝弹性纤维相比,其特点如下:1、强度好,弹性模量及回弹率高“自从有了聚氨酯,丝袜就可以外穿了”2、耐化学药品、年热及耐光老化性能好3、密度小,可纺成细丝,易于染色和不易褪色用中国称聚氨酯为氨纶,主要用于日常生活的高级织物中,如女性内衣、丝袜,运动服、装饰布及织带类生活用品。

聚氨酯化学与工艺10弹性体

聚氨酯化学与工艺10弹性体

5.2.1.3
扩链剂及交联剂
用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多, 通常分为二元胺类和醇类。 (1)二胺类扩链剂
浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二 胺扩链剂。芳香族二胺的反应活性低,使得 浇注工艺具有良好的可操作性。浇注型聚氨 酯中常用的、用量最大的是3,3’二氯-4,4’二苯基甲烷二胺(亚甲基双邻氯苯胺,MOCA, 国外又称MBCA和MBOCA)。 E-300及E-100
聚氨酯弹性体。结构对称的PPDI及环已烷-l,4-二异氰
酸酯(CHDI)合成的弹性体具有较高的机械强度和耐热 性。NDI基聚氨酯弹性体具有较高的耐疲劳性能,特 别是机械性能、动态性能、永久变形性能及耐油性能 极优,用于特殊汽车部件等场合。IPDI、HDI制得的 弹性体具有不黄变的特点,可用于某些耐黄变弹性体。
聚氨酯弹性体具有优良的综合性能,模量介于一 般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性:
1、较高的强度和弹性,可在较宽的硬度范围内(邵氏
A10~邵氏D75)保持较高的弹性;一般无需增塑剂
可达到所需的低硬度,因而无增塑剂迁移带来的问题; 2、在相同硬度下,比其它弹性体承载能力高; 3、优异的耐磨性,其耐磨性是天然橡胶的2~10倍;
5.2.1.4
(1)填料
其它原料
为了降低聚氨酯弹性体成本、减小固化收 缩率、热膨胀系数及耐热性能,可加入填料。 填料的种类很多,通常可分为无机填料和有 机填料两大类。
(2)水解稳定剂
聚酯型聚氨酯弹性体的酯基长期与水接触或在
湿热环境下容易发生水解,在这些环境下使用的弹
性体必须加入水解稳定剂。碳化二亚胺类化合物是 重要的水解稳定剂,德国Bayer公司生产的单碳化二
5.2.1.2 二异氰酸酯及多异氰酸酯
用于聚氨酯弹性体的多异氰酸酯以二异氰酸酯 为主,有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰 酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及1, 5-萘二异氰酸酯(NDI)、四甲基二异氰酸酯 (TMXDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯基 二异氰酸酯(PPDI)、二亚甲基苯基二异氰酸酯 (XDI)等。以TDI和MDI最常用。

聚氨酯弹性体的性能与应用

聚氨酯弹性体的性能与应用

一: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。
二:建筑用聚氨酯弹性体
传统的沥青油毡防水材料已逐步被 坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水 材料所替代;运动场的跑道在10年 前只有国家级的正式比赛场地才用 聚氨酯铺装材料,而现在大部分省 市体育场、大中专院校,甚至一些 中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道; 大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及 高速公路的嵌缝也开始采用常温固 化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的 轨枕是十分理想的材料,日本新干 线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的 轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。 这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹 性体质轻、吸震性好、耐老化等特 点,很好推广价值。
六: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80-90℃,短时间使用可达到120℃,对热氧化 变现出现显著影响的温度约为130℃。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。
二: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
三: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。

PUR材料的介绍

PUR材料的介绍

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.
王宏伟对硬质PUR泡沫塑料用4类零臭氧消耗潜值(ODP)发泡剂[水、碳氢化合物、全氯烷、氢氟烃(HFC)]等的发泡特性进行了比较,并着重以HFC一134a和HFC一356为例介绍了氢氟烃发泡剂在硬质PUR泡沫塑料中的应用。
从这些研究结果不难看出,软质泡沫塑料生产中的CFC替代大多以二氯甲烷路线作为过渡。在零ODP替代路线中,以二氧化碳发泡的技术进步最快。当然,也可以用HFC类物质作为零ODP替代,但目前该类物质中的优先选择目标还未正式工业化,技术经济上还有待进一步评估。采用环戊烷及二氯甲烷发泡可以制得具有良好皮层的自结皮泡沫塑料产品,但该方法在安全生产方面所需的严格措施与代价令企业难以普遍接受,新一代的零ODP物质如1,1,1,3,3一五氟丙烷(HCFC一245fa)和1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC一365fmc)可望成为较理想的最终替代物质。在硬质PUR泡沫塑料方面,对于导热系数要求不是特别严格的场合,采用全水发泡是一种较为简便的选择,对于要求较高的场合(如建筑板材)替代问题比较复杂。在研究发泡剂的同时,也应在原料的选择、工艺路线的优化及韧性改善等方面进行深入研究。

聚氨酯弹性体研究进展

聚氨酯弹性体研究进展

聚氨酯弹性体研究进展摘要:聚氨酯弹性体(PUE)又称聚氨基甲酸酯弹性体或聚氨酯橡胶,简称PUE,是一种大分子主链中含有重复氨酯基的嵌段共聚物。

作为一种综合性能优异的聚氨酯(PU)制品,聚氨酯弹性体已被广泛应用于人们生产和生活的方方面面。

本文介绍了聚氨酯弹性体的特点、结构与性能的关系、合成方法及其在一些重要领域的应用,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词:PUE;结构;性能;应用1 聚氨酯弹性体概述PUE由软段和硬段交替排列嵌段而成,软段由低聚物多元醇构成,硬段一般是由异氰酸酯和小分子扩链剂构成。

根据软段结构的不同可将PUE分为聚酯型、聚醚型及聚碳酸酯多元醇型等,根据硬段类型的不同可分为脂肪族及芳香族PUE,根据合成方法的不同可分为混炼型PUE(MPU)、浇注型PUE(CPU)和热塑型PUE(TPU),除此之外还有水性PUE、离子型PUE和微孔PUE等。

PUE性能介于橡胶和塑料之间,是一种综合性能优异的高分子材料,优点如下:(1)耐磨性优良。

在水、油等润湿条件下,其耐磨性通常是一般橡胶的数倍至数十倍[1]。

(2)性能范围宽。

因原料及配方类型多样,制品的性能也各不相同。

(3)强度高。

其拉断强度通常为天然橡胶和合成橡胶的两至三倍,且撕裂强度高于普通橡胶。

(4)耐低温性优越。

在-45 ℃下,其压缩耐寒系数约在0.1和0.5之间。

(5)耐油耐候性优异。

耐油性能优于丁腈橡胶,耐气候老化性能优于天然橡胶。

但PUE在某些方面较为薄弱,如:(1)内生热大。

耐热性尤其是耐湿热性有待提高。

(2)化学稳定性较差。

PUE在强极性溶剂或强酸碱介质中不稳定。

(3)PUE制品较为昂贵【1】。

2 聚氨酯弹性体结构与性能的关系2.1 微相分离结构PUE的硬段间存在较强的引力,易聚集而形成微区。

PUE的微相分离结构是指硬段微区均匀分布在软段相中所形成的结构。

PUE存在这种结构,主要原因是软段和硬段的不相容。

软硬段的微相分离程度会对PUE性能产生影响,适度的微相分离可改善其性能。

聚氨酯弹性体的特性及应用

聚氨酯弹性体的特性及应用

聚氨酯弹性体的特性与利用之杨若古兰创作1.聚氨酯弹性体的特性聚氨酯弹性体的综合功能出众,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请求进行加工,几乎能用高分子材料的任何一种惯例工艺加工,如混炼模压、液体浇注、熔融打针、挤出、压延、吹塑、胶液涂覆、纺丝和机械加工等.聚氨酯弹性体的用处十分广泛,产品几乎广泛多用领域.聚氨酯弹性体综合功能出众,次要表示在弹性体兼备了从橡胶到塑料的很多贵重特性.(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,他们的冲击强度和曲折强度又比塑料高得多.(3)功能的可调节范围大.多项物理机械功能目标均可通过对原材料的选择和配方的调整,在必定范围内变更,从而满足用户对成品功能的分歧请求(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,其耐磨性常常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,但其实纷歧定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和呵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,而采取聚氨酯弹性体包覆的口环和呵护圈则连续运转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、活动场的径赛跑道、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功能,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)耐臭氧功能良好.(7)吸震、抗辐射和耐透气功能好.(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取塑炼、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);还可以制成颗粒料,与普通塑料一样,用打针、挤出、压延、吹塑等工艺成型(指CPU).模压或打针成型的制件,在必定的硬度范围内,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,利用领域不竭扩大.这些长处恰是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛利用的缘由.聚氨酯弹性体的缺乏方面:(1)内生热大,耐高温功能普通,特别是耐湿热功能欠好.正常使用温度范围是-40~120℃使用.若需在高频振荡条件或高温条件下持久感化,则必须在结构设计或配方上采纳响应改性措施.(2)不耐强极性溶剂和强酸碱介质.在必定温度下,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上面具体介绍聚氨酯弹性体的次要功能.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,而且不须要填料的帮忙.特别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,而普通橡胶只要靠添加大量填料,并以大幅度降低弹性和耽误率作为代价才干获得较高的硬度.据报导,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.聚氨酯弹性体的机械强度高,表示在杨氏模量、撕裂强度和承载力等方面.杨氏模量和拉伸强度在弹性限制内,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,只要在低伸长时(约2.5%)才遵守胡克定理.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广泛橡胶和塑料,范围之宽,其他材料无可比较.1.2.2撕裂强度聚氨酯弹性体的撕裂强度很高,特别是聚酯型,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紧缩强度也不高,但是聚氨酯弹性体可以在坚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,所以承载能力没法大幅度的提高.3~0.20mm3/m范围内,约为天然橡胶的3~5倍.实际使用中,因为润滑剂等身分的影响,其后果常常更好.耐磨性与材料的撕裂强度和概况情况等关系很大.聚氨酯弹性体的撕裂强度比其他橡胶高得多,但是他本人的摩擦系数其实不低,普通在0.5以上,这就须要在实际使用中留意添加油类润滑剂,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概况温度等身分有关.在所无情况下,摩擦系数都随硬度的降低而提高,随概况温度的升高而上升.约60℃达到最大值.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,高温下逐步破坏.在卤代烃中溶胀明显,有时还发生降解.聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中,如果没有催化剂的感化,和浸在水中类似.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感化更大.聚氨酯弹性体在油中的使用温度为110℃以下,比空气中的使用温度高.但是,在多工程利用中,油老是被水净化的.试验标明,只需油中含有0.02%的水,水几乎可全部转移到弹性体中,这时候,使用后果就会发生明显差别.聚氨酯弹性体在常温下的耐水功能是好的,一二年内不会发生明显水解感化,特别是聚丁二烯型、聚醚型和聚碳酸酯型.通过强化耐水试验,用外推法得出,在25℃的常温水中,拉伸强度损失一半所须要的时间,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.聚氨酯弹性体在惰性气体(如氮气)中的耐热功能尚好,常温下耐氧和耐臭氧功能也很好,特别是聚酯型.但是高暖和氧的同时感化就会加快聚氨酯的老化进程.普通的聚氨酯弹性体在空气中长时间连续使用的温度上限是80-90℃,短时间使用可达到120℃,对热氧化变现出现明显影响的温度约为130℃.按品种来说,聚酯型的耐热氧化功能比聚醚型的好.在聚酯型中,聚己二酸己二醇酯型的好于普通聚酯型.在聚醚型中,PTMG又好于PPG型,而且均随弹性体硬度提高而改善.此外普通的聚氨酯弹性体在高温环境下强度降低明显.1.7低温功能聚氨酯弹性体有良好的低温功能,次要表示在脆性温度普通都很低(-50~-70℃),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.-45℃的紧缩耐寒系数可达到0.2-0.5的水平,但是多数品种,特别是一些大宗品种,如普通的聚酯型弹性体,低温结晶倾向比较大,低温弹性欠好,作为密封件使用,在-20℃一下容易初相漏油的景象.随着温度的降低,聚氨酯弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度和扭转刚性明显增大,回弹和伸长率降低.吸振功能聚氨酯弹性体对交变应力的感化表示出明显的滞后景象.在这一过程中外力感化的一部分能量耗费于弹性体的分子的内摩擦,转酿成为热能.这类特性叫做材料的吸振功能,也称为能量接收功能或阻尼功能.吸振功能通经常使用衰减系数暗示.衰减系数暗示发生形变的材料能接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,接收能量越大.当频率与大分子的松弛时间附近时,接收的能量最大.室温下的聚氨酯弹性体可接收振动能量的10%-20%,比丁腈橡胶还好.适于在形变幅度小时接收大的冲击力,而在形变幅度大的接收小的冲击力.此外,滞后景象发生内生热,使弹性体温度升高.因为弹性体温度上升,其回弹性提高,减震功能降低,所以,在设计减振件时必定要考虑诸功能的平衡.聚氨酯弹性体的电绝缘功能在普通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.因为它既可以浇注成型,又可热塑成型,故经常使用作电器元件灌封和电缆护套等材料.聚氨酯弹性体因为其分子极性比较大,对水有亲和性,所以其电功能随环境温度变更比较大,同时也不适用于高频电器材料使用.此外,聚氨酯弹性体的电功能随温度的上升而降低,随材料的硬度上升而提高.在合成高分子材料中,聚氨酯弹性体的耐高能射线的功能是很好的.在105-106Gy辐射剂量下仍具有满意的使用功能.但是对于浅色或者透明的弹性体在射线的感化下会出现变色景象,与在热空气或大气老化试验时观察到的景象类似.聚醚型聚氨酯的耐霉菌功能还好,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,普通用量在0.1%-0.5%)一改善其耐霉菌功能.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明,医用聚氨酯材料无毒,无至畸变感化,无过敏反应,无局部激性,蒙昧热源性,是最具有价值的合成医用高分子材料之一.2.聚氨酯弹性体的利用和开发综上所述,聚氨酯弹性体的综合功能是十分优胜的.近年来,各国都在根据市场需求情况加强其利用开发研讨,开发的重点在以下几个方面:2.1汽车用聚氨酯弹性体当今的汽车工业正在向高功能、低分量、舒适与平安的方向发展.橡塑合成材料正在慢慢取代金属材料,这就为聚氨酯弹性体的利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.该产品坚持了第一代TPU Estaloc的特性,并采取中空玻璃球作填料,使光泽度提高了15%以上,可用于建造汽车边板和减震垫等.在汽车上安装平安气囊,是古代汽车工业发展的须要,对呵护驾驶员的生命平安有严重感化.这类气囊必须具备必定强度才干经受高速冲击,还要有较好的低温顺性,适宜用聚氨酯建造,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.可建造中低速载重车辆用轮胎,强度和高承载能力,可建造中低速载重车辆用轮胎,其承载能力是用天然胶建造的同规格轮胎的7倍.近年来,一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研讨开发当中,它是以新旧橡胶光胎为基体,浇注上必定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层,目前正处于里程试验阶段,不久后无望投入指生产. 建筑用聚氨酯弹性体传统的沥青油毡防水材料已慢慢被坚固耐用、全体施工的聚氨酯防水材料所替代;活动场的跑道在10年前只要国家级的正式角逐场地才用聚氨酯铺装材料,而此刻大部分省市体育场、大中专院校,甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道;大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采取常温固化的聚氯酯弹性体建造高速铁路的轨枕是十分理想的材料,日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采取了聚氯酯弹性体材料.这一新的利用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点,很好推广价值.矿山用聚氯酯弹性体煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大.近10年来,很多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了粗笨的金属筛板,不但大大耽误了筛板的使用寿命,而且明显降低了操纵环境的乐音,节能降耗后果明显.其它如用于建造固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大感化.目前还有很多矿山用耐磨弹性成品正等待我们去开发和推广.鞋用聚氯酯弹性体自从台商纷纷来到大陆,我国的制鞋业发展敏捷.聚氯酯弹性具有缓冲功能好、质轻、耐磨、防滑等长处,现已成为制鞋工业中一种次要的配套材料,高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、平安鞋等很多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等次要配件都是用聚氯酯弹性体制成的,不但美观大方,而且舒适耐用,还能提高活动成绩. 医用聚氨酯弹性体良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU 和CPU材料在医疗领域获得利用的次要缘由.目前已开发成功的医用弹性体成品有:气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、平安套等等,其在医疗卫生领域利用的前景还十分广阔.新型聚氨酯复合板材英国正在开发一种称为SPS夹板层零碎的聚氨酯复合板材,将给造船业带来一场革命.它包含两层9mm厚的钢板和被注入它们两头的40mm厚的聚氨酯弹性体,一旦开发成功,可取代传统造船业用的加强钢板材料,其长处是:节省建造时间、节约钢板、减轻船体分量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热.一旦将来采取SPS零碎的复合材料来造船的话,造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字.。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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-40~120℃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60℃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110℃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25℃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80-90℃,短时间使用可达到120℃,对热氧化变现出现显著影响的温度约为130℃。

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℃),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。

-45℃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-20℃一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。

相关文档
最新文档