聚氨酯弹性体介绍

聚氨酯弹性体的特征与运用1.聚氨酯弹性体的特征聚氨酯弹性体的分解机能出众,任何其他橡胶和塑料都无与伦比.并且聚氨酯弹性体可依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通例工艺加工,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普遍,产品几乎普遍多用范畴.聚氨酯弹性体分解机能出众,重要表示在弹性体兼备了从橡胶到塑料的很多珍贵特征.（1）硬度规模宽.并且在高硬度下仍具有优胜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扯破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）机能的可调节规模大.多项物理机械机能指标均可经由过程对原材料的选择和配方的调剂,在必定规模内变更,从而知足用户对成品机能的不合请求（4）耐磨.有“耐磨橡胶”的佳称.特殊是在有水.油等润湿介质消失的工作前提下,其耐磨性往往是通俗橡胶材料的几倍到几十倍.金属材料如钢铁等固然很坚硬,但其实不必定耐磨,如黄河浇灌区的大型水泵,其过流部件金属口环和呵护圈经由大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就轻微磨损漏水,而采取聚氨酯弹性体包覆的口环和呵护圈则持续运行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.活动场的径竞走道.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,要进步中低硬度聚氨酯弹性体系体例件的摩擦系数,改良在承载负荷下的耐磨机能,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）耐臭氧机能优秀.（7）吸震.抗辐射和耐透气机能好.（8）加工方法多样,实用性普遍.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,与通俗塑料一样,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,在必定的硬度规模内,还可以进行切割.修磨.钻孔等机械加工.加工的多样性,使聚氨酯弹性体的实用性十分普遍,运用范畴不竭扩展.这些长处恰是聚氨酯弹性体在军工.航天.声学.生物学等范畴获得普遍运用的原因.聚氨酯弹性体的缺少方面：（1）内生热大,耐高温机能一般,特殊是耐湿热机能不好.正常运用温度规模是-40~120℃运用.若需在高频振荡前提或高温前提下长期感化,则必须在构造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下面具体介绍聚氨酯弹性体的重要机能.通俗橡胶的硬度规模为邵A20至邵A90,塑料的硬度规模约为邵A95至邵D100,而聚氨酯弹性体的硬度规模低至邵A10,高至邵D80,并且不须要填料的帮忙.尤其宝贵的是弹性体在塑料硬度下仍具有优胜的橡胶弹性和伸长率,而通俗橡胶只有靠添加大量填料,并以大幅度降低弹性和延长率作为代价才干获得较高的硬度.据报导,当硬度高于75D时,其弹性将轻微损掉,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.扯破强度和承载力等方面.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%）才遵守胡克定理.但是它的杨氏模量要比其他弹性体高得多.并且聚氨酯弹性体的杨氏模量规模普遍橡胶和塑料,规模之宽,其他材料无可比较.1.2.2扯破强度聚氨酯弹性体的扯破强度很高,尤其是聚酯型,约为自然橡胶的2倍以上.1.2.3承载才能固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保持橡胶弹性的前提下进步硬度,从而达到很高的承载才能.而其他橡胶的硬度受到很大的局限,所以承载才能无法大幅度的进步.3～0.20mm3/m规模内,约为自然橡胶的3～5倍.现实运用中,因为润滑剂等身分的影响,其后果往往更好.耐磨性与材料的扯破强度和概况状态等关系很大.聚氨酯弹性体的扯破强度比其他橡胶高得多,但是他本身的摩擦系数其实不低,一般在0.5以上,这就须要在现实运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,削减摩擦生热.此外,摩擦系数还与材料硬度和概况温度等身分有关.在所有情形下,摩擦系数都随硬度的降低而进步,随概况温度的升高而上升.约60℃达到最大值.聚氨酯弹性体,特殊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（如石油.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,高温下逐渐损坏.在卤代烃中溶胀明显,有时还产生降解.聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中,假如没有催化剂的感化,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运用温度为110℃以下,比空气中的运用温度高.但是,在多工程运用中,油老是被水污染的.实验标明,只要油中含有0.02%的水,水几乎可全体转移到弹性体中,这时,运用后果就会产生明显差别.聚氨酯弹性体在常温下的耐水机能是好的,一二年内不会产生明显水解感化,尤其是聚丁二烯型.聚醚型和聚碳酸酯型.经由过程强化耐水实验,用外推法得出,在25℃的常温水中,拉伸强度损掉一半所须要的时光,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）中的耐热机能尚好,常温下耐氧和耐臭氧机能也很好,尤其是聚酯型.但是高平和氧的同时感化就会加速聚氨酯的老化过程.一般的聚氨酯弹性体在空气中长时光持续运用的温度上限是80-90℃,短时光运用可达到120℃,对热氧化变现消失明显影响的温度约为130℃.按品种来说,聚酯型的耐热氧化机能比聚醚型的好.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进步而改良.此外一般的聚氨酯弹性体在高温情形下强度降低明显.1.7低温机能聚氨酯弹性体有优胜的低温机能,重要表示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℃的紧缩耐寒系数可达到0.2-0.5的程度,但是多半品种,特殊是一些大宗品种,如一般的聚酯型弹性体,低温结晶偏向比较大,低温弹性不好,作为密封件运用,在-20℃一下轻易初相漏油的现象.跟着温度的降低,聚氨酯弹性体的硬度.拉伸强度.扯破强度和扭转刚性明显增大,回弹和伸长率降低.吸振机能聚氨酯弹性体对交变应力的感化表示出明显的滞后现象.在这一过程中外力感化的一部分能量消费于弹性体的分子的内摩擦,转变成为热能.这种特征叫做材料的吸振机能,也称为能量接收机能或阻尼机能.吸振机能通经常运用衰减系数暗示.衰减系数暗示产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,还与情形温度.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懈时光邻近时,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,滞后现象产生内生热,使弹性体温度升高.因为弹性体温度上升,其回弹性进步,减震机能降低,所以,在设计减振件时必定要斟酌诸机能的均衡.聚氨酯弹性体的电绝缘机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程度.因为它既可以浇注成型,又可热塑成型,故经常运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,所以其电机能随情形温度变更比较大,同时也不实用于高频电器材料运用.此外,聚氨酯弹性体的电机能随温度的上升而降低,随材料的硬度上升而进步.在合成高分子资估中,聚氨酯弹性体的耐高能射线的机能是很好的.在105-106Gy辐射剂量下仍具有知足的运用机能.但是对于淡色或者透明的弹性体在射线的感化下会消失变色现象,与在热空气或大气老化实验时不雅察到的现象类似.聚醚型聚氨酯的耐霉菌机能还好,测试等级为0-1级,即根本不长霉菌.但聚酯型聚氨酯不耐霉菌,测试成果为轻微长霉,不适于热带.亚热带野外运用和在湿热的前提下存放.在野外和湿热情形中运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%）一改良其耐霉菌机能.聚氨酯材料具有极好的生物相容性,急慢性毒理实验和动物实验证实,医用聚氨酯材料无毒,无至畸变感化,无过敏反响,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.聚氨酯弹性体的运用和开辟综上所述,聚氨酯弹性体的分解机能是十分优胜的.近年来,列都城在依据市场需求情形增强其运用开辟研讨,开辟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机能.低重量.舒适与安然的偏向成长.橡塑合成材料正在慢慢代替金属材料,这就为聚氨酯弹性体的运用开拓了极为辽阔的远景.美国Goodrich公司开辟出第二代TPU,其商务名为Estaloc.该产品保持了第一代TPU Estaloc的特征,并采取中空玻璃球作填料,使光泽度进步了15%以上,可用于制造汽车边板和减震垫等.在汽车上装配安然气囊,是现代汽车工业成长的须要,对呵护驾驶员的性命安然有重大感化.这种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,合实用聚氨酯制造,每个气囊用胶量约300克.我国大部分汽车尚未装配气囊,市场需求量很大.运用聚氨酯弹性体的高强度和高承载才能.可制造中低速载重车辆用轮胎,强度和高承载才能,可制造中低速载重车辆用轮胎,其承载才能是用自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讨开辟之中,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,今朝正处于里程实验阶段,不久后有望投入指临盆. 建筑用聚氨酯弹性体传统的沥青油毡防水材料已慢慢被牢固耐用.整体施工的聚氨酯防水材料所替代;活动场的跑道在10年前只有国度级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料,而如今大部分省市体育场.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端采取常温固化的聚氯酯弹性体系体例作高速铁路的轨枕是十分幻想的材料,日本新干线铁路经由过程的地道和桥梁上所铺的轨枕就是采取了聚氯酯弹性体材料.这一新的运用充分施展了聚氯酸弹性体质轻.吸震性好.耐老化等特色,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代替了粗笨的金属筛板,不但大大延长了筛板的运用寿命,并且明显降低了操纵情形的噪音,节能降耗后果明显.其它如用于制造固体分别的旋流器.阻燃抗静电的耐磨运输带.矿用单轨吊车的实芯轮.煤矿喷浆机用联合板.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扶植施展了伟大感化.今朝还有很多矿山用耐磨弹性成品正等待我们去开辟和推广.鞋用聚氯酯弹性体自从台商纷纭来到大陆,我国的制鞋业成长敏捷.聚氯酯弹性具有缓冲机能好.质轻.耐磨.防滑等长处,现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料,高尔夫球鞋.棒球鞋.足球鞋.滑雪鞋.旅游鞋.安然鞋等很多鞋的鞋底.鞋跟.鞋头.鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体系体例成的,不但美不雅大方,并且舒适耐用,还能进步活动成绩. 医用聚氨酯弹性体优胜的生物相容性.血液相容性.无各类添加剂是TPU和CPU材料在医疗范畴获得运用的重要原因.今朝已开辟成功的医用弹性体系体例品有：气管套管.假肢.筹划生育用的栓堵剂.颅骨缺损修补材料.安然套等等,其在医疗卫生范畴运用的远景还十分辽阔.新型聚氨酯复合板材英国正在开辟一种称为SPS夹板层体系的聚氨酯复合板材,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中央的40mm厚的聚氨酯弹性体,一旦开辟成功,可代替传统造船业用的增强钢板材料,其长处是：节俭制造时光.勤俭钢板.减轻船体重量.抗冲击.耐疲惫.减震.消音.隔热.一旦未来采取SPS体系的复合伙料来造船的话,造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字.。

聚氨酯弹性体工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述二、聚氨酯弹性体的主要原料三、聚氨酯弹性体主要生产设备四、模具的加工五、聚氨酯弹性体生产工艺流程六、生产过程中注意事项一、聚氨酯弹性体的概述所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温，扯断伸长率＞50％，外力撤出后复原性比较好的高分子材料，而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。

在弹性体中，其扯断伸长率较大〈＞200％）、100%定伸应力较小<如＜30Mpa）、弹性较好的可称为橡胶。

所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。

聚氨酯弹性体，又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方各种各样,可调范围很大。

聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至绍尔A10以下的低模量橡胶,高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。

所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料.二、聚氨酯弹性体主要原材料聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类,即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂<交联剂）.除此之外，有时为了提高反应速度，改善加工性能及制品性能,还需加入某些配合剂。

下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。

反应过程：多元醇与二异氰酸酯反应，制成低分子量的预聚体;经扩链反应，生成高分子量聚合物;然后添加适当的交联剂,生成聚氨酯弹性体.其工艺流程如下：2。

1 低聚物多元醇聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低，通常为2或2~3。

相对分子质量为400~6000，但常用的为1000～2000.主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε—己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。

它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。

一般可通过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。

2.1。

1聚酯多元醇聚酯多元醇简称聚酯,是聚氨酯弹性体最重要的原料之一.它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成，最常用的二元羧酸是己二酸,最常用的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。

聚氨酯弹性体介绍聚氨酯弹性体的制备方法主要有两种：一种是预聚体法，另一种是直接混合法。

预聚体法是将聚异氰酸酯和聚醋酸酯预聚体在一定的温度下反应得到弹性体。

直接混合法则是将聚异氰酸酯、聚醋酸酯以及包括助剂等在一起混合反应。

这两种方法各有优缺点，具体的选择可以根据应用需求来进行。

聚氨酯弹性体的优点有很多。

首先，它具有极高的弹性模量，因此可以承受较大的压力和拉力，有很好的载荷能力。

其次，它具有极好的耐磨性，即使在高摩擦条件下，也能保持良好的性能。

此外，聚氨酯弹性体还有很好的耐化学腐蚀性能，能够耐受多种酸、碱、溶剂的腐蚀。

另外，聚氨酯弹性体还具有优异的抗冲击性能和耐疲劳性能，适用于各种高冲击负荷的工作环境。

除了上述的优点外，聚氨酯弹性体还具有较低的温度敏感性，可以在较低温度下保持良好的弹性和韧性。

同时，它也具有较好的尺寸稳定性，不易受到形变和变形的影响。

聚氨酯弹性体在工程应用中具有广泛的用途。

首先，在汽车制造工业中，聚氨酯弹性体可以应用于悬挂系统、减震器、橡胶密封件等部位，提供缓冲和减震的效果。

其次，在建筑和桥梁领域，聚氨酯弹性体可以用于隔震垫、桥梁伸缩缝、建筑结构缝隙填充等，提高建筑物和桥梁的抗震能力。

另外，在电子设备和电器领域，聚氨酯弹性体可以用于减震垫、密封垫等，提高设备的稳定性和使用寿命。

此外，聚氨酯弹性体还可以应用于橡胶制品、输送带、雨刮器、工程管道、防水涂料等领域。

总之，聚氨酯弹性体是一种具有优异力学性能、化学稳定性和耐磨性的材料，广泛应用于工程领域。

随着科学技术的不断发展，聚氨酯弹性体的研究和应用将会进一步扩大，并在更多领域发挥其优越性能。

聚氨酯弹性体介绍一、了解聚氨酯弹性体浇注刑聚氨酷弹性体〔Pu)是一种新兴的有机高分子材料，聚氨酯产品具有耐磨、弹性好、耐冲击、耐腐蚀的特性，聚氨酚有”耐磨王”之称。

在实际应用中，其结构特点使其只有优异的耐磨性，以”耐磨橡胶".着称，‘它与金属材料相比具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点;与塑料相比具有不发脆、多作为橡胶制品的更新换代产品，。

并且还具有耐油，耐酸、碱，耐射线辐射等优异性能。

因其卓越的性能而被广泛应用干国民经济众多领域:耐磨性(弹性体中最好)，高强度〔是普通橡胶的3-5倍)，高伸长率(500%-土1500%)，高弹性〔负载支撑容量大，减震效果好)，硬度范围宽(邵氏A20扩邵氏D70)‘耐磨性浇注型聚氨酷乳液Pu弹性体具有杰出的耐磨性能，因此在磨损问题严重的场合有很多重要用途，特别是在采矿，石油，天然气工业。

在现场使用和实验测试中，聚氨酯的耐磨性明显超过许多其他材料。

“应力/应变性能浇注刑聚氨酯Pu弹性体具有较高的模量，高抗张强度及高拉伸率这些性能使得浇注的聚氨酯零件具有很好的韧性和耐用性。

‘压缩性能浇注型聚氨酯弹性体与硬度相当的一般橡胶相比具有高得多的承载能力。

这种高承载能力与优异的耐磨性和韧性相结合使得聚氨酯在工业实芯轮胎和工业辊筒等应用方面的优点非常突出。

‘撕裂强度拼板胶撕裂强度用于实际评估这些弹性体对割裂发展的抵抗能力在实际用途中尤其是涉及冲击磨损的用途，高防撕破力是重要的，空吸塑胶浇注性聚氨酯PU弹性体在这方面远较传统的橡胶占优势。

“耐油性注性聚氨酯Pu弹性体对许多环境的影响有极佳的抵抗能力。

‘它在油类和溶剂中的稳定性比普通的橡胶要好的多。

产品应用:产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空.机械，交通、油田矿山、、印刷机棍筒，实芯轮、体育等领域;如:板材、棒材、缓冲器、衬胶管道、同步齿形带、洁管器、工业脚轮、密封圈、防震片、筛网、胶辊、纺织罗拉片等:聚氨酯弹体的主要优点1、性能的可调节范围大。

聚氨酯弹性体的介绍聚氨酯: 在高分子结构主链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的聚合物，统称为聚氨酯，国际上成为polyurethane ，国内也有译为聚氨基甲酸酯、聚脲烷等；聚氨酯是一类用途十分广泛的合成材料，其工业化生产主要由多异氰酸酯和通常含羟基的多元醇反应而制备的。

选择不同数目的官能团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表观形式各种各样的聚氨酯产品。

有十分柔软或者坚硬的泡沫塑料，有耐磨性极佳的弹性体橡胶，有高光泽行的油漆、涂料，也有高会谈行的合成纤维、抗挠曲性能优良的合成皮革，以及粘结性能优良的胶黏剂等等。

聚氨酯已经成为国民经济以及日常生活必不可少材料，我们所从事的聚氨酯弹性体是聚氨酯材料中的一个分支。

聚氨酯弹性体：聚氨酯弹性体又可称为聚氨酯橡胶，所谓的弹性体是指其玻璃化温度低于室温，扯断伸长率>50%，外力撤除后复原性比较好的高分子材料。

而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。

在弹性体中，扯断伸长率较大(如>200%)、100%定伸应力较小(如<30Mpa)、弹性较好的可称为橡胶。

所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料，弹性体和橡胶的定义在很大程度上并无明显的区别，在很多情况下是负向通用的。

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一类，其原材料品种繁多，配方多种多样，可调范围很大。

聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至shore A10以下的低模量橡胶，高至shore D85的高模量（大大超出了其它种类的橡胶弹性模量）、抗冲击的弹性材料。

所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介乎于从橡胶到塑料的一类高分子材料。

聚氨酯弹性体按其制品加工方法可分为浇注型（CPU-casting polyurethane）、热塑性（TPU-thermoplastic polyurethane）和混炼型（MPU-millable polyurethane）三大类。

CPU在加工成型前为粘性的液体，其制品成型即可加压硫化游客常压硫化；即可热固化又可常温固化；即可手工浇注又可用机器连续浇注成型。

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。

聚氨酯弹性体制与改性————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1.1聚氨酯弹性体概述聚氨酯的分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子。

它是由异氰酸脂单体和含活泼氢的化合物逐步聚合而成。

由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键，以及分子间稳定的氢键，因此聚氨酯具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，耐磨，附着能力强，优良的耐高温、低温性能，耐腐蚀性优良，电性能良好等等[1～3]。

聚氨酯的用途十分广泛：可用于制造弹性纤维、弹性体、涂料、胶黏剂、软、硬泡沫塑料、人造革等等。

随着科学技术地不断发展，聚氨酯弹性体的性能不断得到提升，新产品层出不穷，广泛应用在国防、航天、石油、医疗、体育、建材等领域，应用前景十分广阔。

聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（PUR），它属于特种合成橡胶。

传统上按聚氨酯弹性体加工特性的不同，把它分为浇注型（CPU）、热塑型（TPU）和混炼型（MPU）三大类。

混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。

浇注型聚氨脂弹性体，它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。

热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过加工成为颗粒状固体。

聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范围很大[4～6]。

聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特殊的高分子材料。

1.2聚氨酯弹性体合成的原料透明聚氨酯弹性体通常由低聚物多元醇、二异氰酸酯和醇类扩链剂反应合成，有出色的耐介质、耐环境性能,相容性好，对多种基材粘接性强，在机械、建筑、汽车制造、医药以及航空航天等领域得到了广泛的应用[7,8]。

聚氨酯弹性体材料技术（一）TPU的基本概念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。

但是在现实设计配方和工业化生产时，却会因为原材料（多元醇和多异氰酸酯以及扩链剂）相互的限制，从而使真正可用于很高端的应用的研发还是非常的困难。

近年随着更多种类异氰酸酯的开发成功，TPU的发展也正进入一个更高的阶段。

三分钟看懂医用聚氨酯弹性体© 2015什么是聚氨酯弹性体2聚氨酯弹性体(TPU)是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的、含有许多—NHCOO—基团的极性高聚物，通过选择适当的软、硬链段结构及其比例，就可以合成出来既具有良好的物理机械性能，又具有血液相溶性和生物相溶性的医用高分子材料。

其中，在医疗中使用的聚氨酯弹性体主要是热塑性聚氨酯(TPU)弹性体。

TPU是由软段(长链的低聚二醇)及(二异氰酸酯及扩链剂)所组成的线型嵌段聚合物，聚氨酯分子结构中的软硬段存在着极性的相溶性。

由于TPU加工方便，性能优异，已被广泛应用于制备多种医疗及保健产品。

聚氨酯弹性体主要性能3聚氨酯弹性体之所以能广泛应用于生物医学领域，与它所具备的优异性能是分不开的。

优良的抗凝血性能毒性试验结果符合医用要求临床应用中生物相容性好，无致畸变作用，无过敏反应具有优良的韧性和弹性，加工性能好，加工方式多样具有优异的耐磨性能、软触感、耐湿气性、耐多种化学药品性能能采用通常的方法灭菌，暴露在X 射线下性能不变425163医用聚氨酯弹性体的发展进程420世纪50年代20世纪70年代1958年聚氨酯首次用于骨折修复材料，而后又成功地应用于血管外科手术缝合用补充涂层。

聚氯酯弹性体作为一种医用材料已倍受重视！20世纪80年代用聚氨酯弹性体制造人工心脏移植手术获得成功，使聚氨酯材料在生物医学上的应用得到进一步的发展。

聚氨酯弹性体在医学上的用途日益厂泛。

21世纪2015年按材料分：医用聚氨酯产品可分为医用聚氨酯生物弹性体、医用聚氨酯泡沫、医用聚氨酯黏合剂、医用聚氨酯涂料以及医用聚氨酯水凝胶等。

按用途分：目前在医学上，特别是在制造植入人体的各种医疗用品方面有着广泛的用途，应用领域包括人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤与烧伤敷料、心脏起博器导线、缝线、各种夹板、导液管、人工血管、气管、插管、齿科材料、计划生育用品等。

人工心脏及心脏辅助装置目前在医学上，特别是在制造植入人体的各种医疗用品方面有着广泛的用途，应用领域包括人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤与烧伤敷料、心脏起博器导线、缝线、各种夹板、导液管、人工血管、气管、插管、齿科材料、计划生育用品等。

聚氨酯弹性体的介绍聚氨酯: 在高分子结构主链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的聚合物，统称为聚氨酯，国际上成为polyurethane ，国内也有译为聚氨基甲酸酯、聚脲烷等；聚氨酯是一类用途十分广泛的合成材料，其工业化生产主要由多异氰酸酯和通常含羟基的多元醇反应而制备的。

选择不同数目的官能团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表观形式各种各样的聚氨酯产品。

有十分柔软或者坚硬的泡沫塑料，有耐磨性极佳的弹性体橡胶，有高光泽行的油漆、涂料，也有高会谈行的合成纤维、抗挠曲性能优良的合成皮革，以及粘结性能优良的胶黏剂等等。

聚氨酯已经成为国民经济以及日常生活必不可少材料，我们所从事的聚氨酯弹性体是聚氨酯材料中的一个分支。

聚氨酯弹性体：聚氨酯弹性体又可称为聚氨酯橡胶，所谓的弹性体是指其玻璃化温度低于室温，扯断伸长率>50%，外力撤除后复原性比较好的高分子材料。

而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。

在弹性体中，扯断伸长率较大(如>200%)、100%定伸应力较小(如<30Mpa)、弹性较好的可称为橡胶。

所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料，弹性体和橡胶的定义在很大程度上并无明显的区别，在很多情况下是负向通用的。

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一类，其原材料品种繁多，配方多种多样，可调范围很大。

聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至shore A10以下的低模量橡胶，高至shore D85的高模量（大大超出了其它种类的橡胶弹性模量）、抗冲击的弹性材料。

所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介乎于从橡胶到塑料的一类高分子材料。

聚氨酯弹性体按其制品加工方法可分为浇注型（CPU-casting polyurethane）、热塑性（TPU-thermoplastic polyurethane）和混炼型（MPU-millable polyurethane）三大类。

CPU在加工成型前为粘性的液体，其制品成型即可加压硫化游客常压硫化；即可热固化又可常温固化；即可手工浇注又可用机器连续浇注成型。

2．2 聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶，它属于特种合成橡胶。

从分子结构上看；聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，除含有氨酯基团外，还含有醚、酯或脲基团。

由于大量极性基团的存在，聚氨酯分子内和分子间可形成氢键，软缎和硬段可形成微相区并产生微观相分离，即使是线性聚氨酯也可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。

传统上把聚氨酯弹性体分为浇注型、热塑型和混炼型三大类，已广泛应用于矿山、冶金、交通、机械、医学等领域。

浇注型聚氨酯弹性体是聚氨酯弹性体(PUR)三大加工类型中最为重要的一类，其用量占PUR总量的60％。

但是在实际应用中存在对极性较弱材料的粘接性较差等缺点，常常采用各种方法对其进行改性。

有关此方面的报道主要有：丙烯酸类改性浇注型PUR、．有机硅改性浇注型PUR、环氧改性浇注型PUR、取代乙烯／PUR、乙烯基酯／PUR等。

国内的华中理工大学、华南理工大学和四川大学在次领域均取得一定的研究进展。

热塑性聚醚型聚氨酯(TPU)，一般选用四氢呋喃聚醚(PTMG)作为软链段，其分子链规整、柔软，能赋予弹性体很好的可拉伸性及低温效应。

但由于PTMG型聚氨酯粘弹性较大，流变性能较差，给某些产品的后期成型加工带来一定的困难。

另外，PTMG的价格也比较高。

因此很多公司都在进行高性能环氧丙烷聚醚的研制，期望用其取代部分PTMG。

l995年，美国阿科公司(Arco)报导，研制成功了具有高反应活性的环氧丙烷聚醚(TDL／E)，其商品牌号为Acclaim，由于它采用了新型六氰锌高钴盐催化体系，其制品的不饱和度极低，反应活性及制品性能可与PTMG制品相媲美。

而且由于TDL／E分子链中存在大量甲基支链，用其制备的聚氨酯流动性能很好，其加工性能得到较大的改善。

国内天津第三石油化工厂在这方面也做了大量工作，并取得一定的成就。

普通聚氨酯的耐热性较差，使用温度仅为80~C，短期使用温度不高于l20~(2。