聚氨酯弹性体介绍
- 格式:docx
- 大小:18.56 KB
- 文档页数:5
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:扩链剂多元醇预聚体浇注硫化二异氰酸酯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。
聚氨酯弹性体分析首先,聚氨酯弹性体的硬度一般为 Shore A 10-100 范围内,可以通过改变聚氨酯材料中的硬度调节剂的含量来调节其硬度。
硬度的不同可以使聚氨酯材料具有不同的弹性特性,满足不同应用领域的需求。
其次,聚氨酯弹性体的弹性模量比较高,一般为40-200MPa。
弹性模量的高低直接影响材料的弹性恢复能力,也影响其在受力时的变形程度。
聚氨酯弹性体具有良好的弹性恢复能力,可以长时间保持弹性形状,不易变形和老化。
再次,聚氨酯弹性体的拉伸强度较大,一般为20-60MPa。
拉伸强度与聚氨酯材料的分子结构和交联程度有关。
拉伸强度越大,表示聚氨酯材料的抗拉性能越好,可以承受更大的拉力。
此外,聚氨酯弹性体的断裂伸长率一般为300-900%。
断裂伸长率是材料在断裂前能够拉伸的程度,也是评价材料韧性的重要指标。
聚氨酯弹性体具有较大的断裂伸长率,说明它具有很好的耐疲劳性能和弹性形变能力。
最后,聚氨酯弹性体具有耐磨性好的特点。
它的耐磨性主要表现在它可以承受较大的摩擦力而不易磨损。
这使得聚氨酯弹性体在一些需要经常摩擦的领域中有着广泛的应用,比如汽车悬挂系统、鞋底等。
聚氨酯弹性体的制备方法主要有溶液法、熔融法和共聚法等。
其中,溶液法是通过在有机溶剂中溶解聚氨酯原料,并通过控制温度和浓度来调节聚氨酯的形态和性能。
熔融法是将两种或多种反应物在一定温度下熔融反应,形成聚合物。
共聚法是将两种或多种含有活性基团的单体通过共聚反应聚合而成。
聚氨酯弹性体的应用非常广泛。
在汽车领域,聚氨酯弹性体用于制造汽车悬挂系统、密封件和减震垫等,可以提高汽车行驶的平稳性和舒适性。
在家具领域,聚氨酯弹性体用于制造沙发、床垫等,可以提供舒适的坐卧体验。
在鞋类领域,聚氨酯弹性体用于鞋底的制造,具有良好的耐磨性和弹性,可以增加鞋子的使用寿命。
总结而言,聚氨酯弹性体是一种具有优异弹性和耐磨性的弹性体材料。
它的性能和应用领域广泛,制备方法简单灵活。
随着科技的进步和应用需求的增加,聚氨酯弹性体在未来有着更加广阔的发展前景。
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)。
聚氨酯热塑性弹性体聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B为含2-12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是用二异氰酸酯,通常是MDI连接。
热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。
在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。
TPU;Thermoplastic polyurethane elastomer聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类,白色无规则球状或柱状颗粒,相对密度1.10-1.25,聚醚型相对密度比聚酯型小。
聚醚型玻璃化温度为100.6-106.1℃,聚酯型玻璃化温度108.9-122.8℃。
聚醚型和聚酯型的脆性温度低于-62℃,硬醚型耐低温性忧于聚酯型。
聚氨酯热塑性弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温,有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能,在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。
聚氨酯热塑性弹性体无毒、无味,可溶于甲乙酮(?)、环己酮、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺等溶剂,也能溶于甲苯、醋酸乙酯、丁酮、丙酮以适当比例组成的混合溶剂中,呈现无色透明状态,有较好的贮存稳定性。
热塑性聚氨酯弹性体就其价格和性能而言,在TPE系列中占有较大的优势。
热塑性聚氨酯(TPUS)具有很宽广的韧性,其一般应用越来越广泛。
它们即使在低温条件下有较高的柔性,并具有很高的耐磨性能。
这些弹性体还有很好的粘着特性。
TPUS在通用的挤塑和注塑成型设备上很容易进行加工,它们的用途也极为广泛。
其分子结构是由许多个酯和醚组成的,使得性能产生很大的变化。
TPUS很容易混配,并常与其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超级共混物”。
这种性能上的多变性也带来了它们更多的商业应用,主要如汽车、电缆、导线和薄膜等。
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。
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".著称,‘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。
多项物理铸造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二譬如硬度,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以上的硬质轧钢胶棍,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、油等润滑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,而采用聚氨酷弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小时仍未磨损’其他如碾米用的剥谷机胶棍、选煤用的振动筛筛板、运动场的竞赛跑道、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地。
在此需提到的一点是,要提高中低硬度的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,可在这类聚氨配弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。
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)。
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。
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秀。
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。
聚氨酯材料的一般优点:
硬度范围宽(ShoreA15^邵D90)在相同硬度下。
比其它的弹性体承载能力高耐磨、抗冲击性高回弹范围广适于高频曲应用低温柔顺性好采用特殊的配方,140℃以下稳定湿汽传递一适于微孔材料不受臭氧侵蚀的影响耐辐射可做成阻燃性材料抗霉菌高、低磨擦可在标准设备上加工可与木材金属和大部分塑料粘接可制成降噪音材料模塑和加工成本低广泛耐油、脂和化学品、
聚氨酯弹性体的不足之处聚氨酯的缺点:1.耐热性不好 2.长期耐湿热性能欠佳但聚氨酯弹性体并非十全十美,它的主要缺点是:1、内生热大,耐高温性能一般。
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。
3、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。
在一定温度下,醇、酸、酮会使果聚氨酯体溶胀和降解,氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酞胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。
三、聚氨酯弹性体的应用和开发聚氨酯弹性体的综台性能是十分优越的。
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而: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Goodrech公司开发出第一代丁TPU,其商务名为Estaloc该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性,并采用中空玻璃球作填料,使光泽度提高了上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,每个真空吸塑胶气囊用胶量约300克。
我国大部分汽车尚未安装气囊,市场需求最很大。
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。
2、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,其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边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氨酯弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点,很好的推广价值。
3、矿山用聚氨酯弹性体。
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,许多选择煤厂用聚氨酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板,不仅大大延长了筛板的使用寿命,而且明显降低了操作
环境的噪音,节能降耗效果明显。
其它如用于制作固体分离的旋流器、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作用。
日前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。
4.鞋用聚氨酯弹性体。
自从台商纷纷来到大陆,我国的制鞋业发展迅速聚氨酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点,现己成为制鞋工业中重要的配套材料,高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氨酯弹性体制成的,不仅美观大方,而且舒透耐用,还能提高运动成绩。
5,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应用的重要原因。
目前已开发成功的医用弹性体制品有:气管套管、假肢计划生存用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等,其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。
6,新型聚氨酯复合板材。
英国正在开发一种称为SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材,将给造船业带来一场革命。
‘白包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酚弹性体,一旦开发成功,可取代传统造船业用的加强钢板材料,其优点是:节省制造时间、节约钢板、减轻船体重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。
一旦将来采用SPS拼板胶系统的复台材料来造船的话,造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字。