(推荐)浇注型聚氨酯—弹性体CPU的主要用途
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浇注型聚氨酯耐酸碱性能研究摘要:浇注型聚氨酯材料的优异性能使其在国民生活的各个领域广泛应用,在一些特殊领域其酸碱性能受到一定的考验。
通过对聚氨酯的酸碱腐蚀机理之后,分别从其软段与硬段结构对耐酸性能的影响进行分析,为提高聚氨酯材料的耐酸碱性能研究提供参考。
关键词:聚氨酯耐酸碱软段硬段聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,可呈现硬质、软质或介乎两者之间的性能,具有高强度、高耐磨和耐溶剂等特点。
聚氨酯材料可用在国民生活的各个领域,应用范围十分广泛,在近些年得到了迅猛的发展。
研究聚氨酯弹性体的耐腐蚀性能,延长聚氨酯材料及制品的寿命,无论是对社会还是对聚氨酯工业,都具有非常重要的意义。
浇注型聚氨酯弹性体(CPUE)是聚氨酯弹性体(PUE)的三大加工类型中最重要的一种,其用量占PUE总量的60%。
因此提高聚氨酯弹性体的耐酸碱腐蚀性,以延长制品的使用寿命和使用安全性,成为推广聚氨酯弹性体应用于特殊酸碱腐蚀领域的关键因素。
一、聚氨酯的酸碱腐蚀机理与影响因素聚氨酯由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物、二元胺等作用而成的高分子化合物。
氨酯弹性体是一种嵌段聚合物,一般由低聚物多元醇柔性长链构成软(链)段,以二异氰酸酯及扩链剂构成硬(链)段,软段和硬段交替排列,互不相容,各自成相。
聚氨酯弹性体的耐酸碱腐蚀性能取决于其软段和硬段的结构与性质。
在酸碱介质中,聚氨酯受到的腐蚀破坏是物理和化学作用的综合结果。
首先介质分子渗透、扩散进入材料内部,与大分子链段相互作用,破坏大分子的次价键,使材料溶胀、软化,材料中的配合剂溶解、溶出,同时在酸碱活性介质作用下,介质分子与大分子中的活泼基团发生水解、氧化等化学反应,大分子主价键发生破坏、裂解,使得高分子材料或制品颜色变深、表面发粘、模糊、软化甚至断裂、溶解,体积及质量增减,力学性能下降以至丧失使用性能。
所以,要使高分子材料对酸碱腐蚀性物质有较好的稳定性,首先是其分子结构要有高度的饱和性,且不存在活泼的取代基团,或者在某些取代基团的存在下,弹性体分子结构中的活泼部分(如双键、氢原子等)被稳定;其次,如分子间作用力强,分子空间排列紧密,呈定向以致结晶作用,都会提高对酸碱腐蚀的稳定性。
弹性聚氨酯用途弹性聚氨酯是一种具有优异物理性能和化学性能的材料,广泛应用于各种不同领域。
其主要用途包括但不限于以下几个方面:1. 机械领域:弹性聚氨酯材料具有出色的耐磨损性、耐冲击性和耐疲劳性能,因此被广泛应用于机械领域。
例如,弹性聚氨酯可以用于制造缓冲垫、减震器和密封件等机械零件。
同时,由于其优异的耐腐蚀性能,弹性聚氨酯还可以用于制造耐酸碱盐的管道、阀门和储罐等设备。
2. 交通运输领域:弹性聚氨酯可以替代传统的橡胶材料用于汽车、火车和飞机等交通工具的制造中。
它具有轻质、高强度和优异的耐疲劳性能,能够提高整个交通运输系统的效率和安全性。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造轮胎、车轮、悬挂系统和座椅等部件,以提供更好的舒适性和可靠性。
3. 医疗保健领域:弹性聚氨酯被广泛用于医疗器械和医疗设备中。
例如,在手术器械方面,弹性聚氨酯可以用于制造手术治疗器械的手柄、握把和外壳等部件,以提供更好的抓握感和舒适性。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造矫形器、假肢和义肢等医疗辅助设备,以提供更好的支撑和缓冲效果。
4. 体育用品领域:弹性聚氨酯也常被应用于制造体育用品。
例如,在球类运动中,弹性聚氨酯可以用于制造篮球、足球和排球等球体,以提供更好的回弹性和手感。
此外,弹性聚氨酯还可以用于制造跑鞋中的中底材料,以提供更好的缓冲性和稳定性。
5. 建筑装饰领域:弹性聚氨酯可以用于室内外建筑装饰中,其优良的隔音、保温和防震性能使其成为理想的装饰材料。
例如,弹性聚氨酯可以用于制造墙板、吊顶、地板等装饰材料,以提供更好的舒适性和环保性能。
总体来说,弹性聚氨酯作为一种多功能的材料,具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和材料制造技术的日益完善,弹性聚氨酯在各个领域的应用将会更加普及和深入。
聚聚氨酯用途及其产品性能CPU产品是用浇注的方式生产的,由于原料为液态,适合制作大型或超大型弹性体产品和结构非常复杂的产品类型。
聚氨酯作为高分子弹性体材料,是一种介于橡胶与塑料之间的新型材料。
它具有较高的机械强度,在宽广的硬度范围内仍具有较好的弹性,优异的耐磨性、耐油、耐低温、耐臭氧和辐射等,因此获得广泛开展应用。
CPU弹性体的主要产品类型:一、PU棒、板PU棒具有标准的模具,长度有300MM,和500MM,用浇注机生产,产品有实心,有空心的。
该类产品主要作为弹簧和冲压模具使用,起缓冲作用。
做弹性配件,主要用在冲床等机械设备上,即可以保护设备不受损伤,也可以保证产品质量。
PU棒在很多行业都有使用,并可以进行机械加工,制做成需要的配件和零件。
PU板:可以生产不同厚度和长宽尺寸的产品,PU板主要做缓冲、抗压、承重使用,比如用在模压设备上、喷砂机房、钢铁厂、陶瓷厂、电子、粮食、建筑等各种需要PU板的弹性和耐磨性能的作业场所。
PU板并可以根据需要加工成密封件、模具及配件使用。
特殊用途的耐磨组燃抗静电衬板可以用在港口码头的筒仓溜管内、皮带卸料机及建筑机械上等。
PU板棒有聚醚型、聚酯型及特种多元醇类型,不同的原料,具有不同的性能和使用环境。
聚醚型具有良好的弹性和低温柔顺性,有优异的水解稳定性。
聚酯型产品耐油耐耐腐蚀、耐弱酸碱,耐磨性好于聚醚型。
因此要根据产品的使用环境和性能要求,来选择所要用的原料。
二、PU片材、卷材PU片材的厚度从0.5MM到16MM的范围内,宽度有300MM、500MM、600MM、1000MM等尺寸,一般为聚醚型,在电子、陶瓷、粮食、机械制造、机械加工等行业使用广泛;抗静电的的片材可以在电子、电器生产线上。
PU刮胶:根据使用的环境不同,刮胶分为两大类,一类主要用在陶瓷的的施釉线、木业等极性溶剂含量非常少的行业;另一类为耐溶剂型刮胶,该类产品多用在线路板生产企业和印刷行业。
刮胶是聚酯型产品,根据所用的机型和产品要求,产品硬度和尺寸,各不相同。
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。
浇注型聚氨酯硫化工艺流程及应用摘要:一直以来,浇注型聚氨酯弹性体是向模腔中浇注液体反应混合物生产制品的化学体系。
本文以电缆对接硫化为例,简述了浇注型聚氨酯硫化工艺流程,并从应用领域等方面对浇注型聚氮酯弹性体近年来的一些研究及其发展方向进行了介绍。
关键词:聚氨酯弹性体;浇注型;预聚物法0前言浇注型聚氨酯弹性体(CPU),因其优异的机械物性、良好的适用性、经济性以及对环境的适应性而得到了广泛的应用。
浇注型聚氨酯弹性体加工成型前为载性液体,故有“液体橡胶”之称,它可以用一步法或两步法合成。
其制品成型既可加压硫化,又可常压硫化;既可热硫化,又可室温固化;既可手工浇注,又可用浇注机连续浇注成型。
所以,浇注成型工艺为大型弹性体制品的生产提供了诸多方便[1]。
1聚氨酯浇注工艺流程简述以电缆对接硫化为例,简述聚氨酯硫化浇注工艺流程:1.模具准备,将钢模采用180#汽油清洁干净并喷脱模剂(喷涂过聚四氟涂层的模具不用再喷脱模剂);2.电缆连接,将2根电缆的端头拨开一定的长度,把两端电缆凯夫拉打结并修整,并将两端电缆芯线对应焊接,焊接部位采用热缩管绝缘;3.电缆准备,采用砂纸打磨需要硫化的电缆部位,部分无需打磨的电缆部位采用3M胶带包裹保护起来,而后采用180#汽油或者四氯化碳溶液擦拭电缆2遍以上,清除电缆表面的污物,待电缆干燥后将电缆硫化部位一次性装入模具,避免电缆打磨部位粘到脱模剂,将装配好的模具放入恒温箱加热到模具表面约80℃左右;4.预聚体准备,用电子秤称量适量的预聚体并装入三口瓶中,并将三口瓶放入恒温箱加热至70℃左右待用;5.预聚体准备,将装有恒温的预聚体的三口瓶取出,并用搅拌器卡爪固定,调节三口瓶夹持高度,安装好搅拌轴,温度计及抽真空设备,开启三口瓶下端的加热器,同时启动搅拌器和抽真空设备,真空表达到﹣0.08MPa,预聚体温度控制在80~85℃。
6.固化剂准备,采用电子秤称量一定重量的固化剂(预聚体重量的10%),加热到液态,温度一般为120~135℃之间;7.搅拌,将液态的固化剂与抽真空后的预聚体混合搅拌,边搅拌边抽真空2-3分钟后(真空表保持﹣0.08MPa),搅拌时间为2~3min。
浇注型聚氨酯1概述聚氨酯弹性体(PUE,PolyurethaneElastomer)是一类综合性能优良的高分子合成材料,包含有浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑型聚氨酯弹性体(TPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU),微孔聚氨酯弹性体、聚氨酯防水材料、鞋底材料、铺装材料等。
CPU 在加工前成型前为粘性液体,故有“液体橡胶”之称,它是以液态低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂为原料,使用液体混合浇注的加工成型方法,经扩链交联反应得到固化交联的高弹性产物。
CPU 成型工艺简单,形成的弹性体分子完整程度高,最大限度发挥了聚氨酯弹性体的特点,综合性能也优于 MPU 和 TPU,因而成为聚氨酯弹性体中产量最大、应用范围最广的品种。
在许多工业领域中,CPU 正在逐步地取代传统金属和硫化橡胶,取得越来越广泛的应用。
浇注法也是本课题制备聚氨酯弹性体采用的方法。
MPU 加工的第一步是合成高粘度、储存稳定、可以混炼加工的聚氨酯生胶(线性分子,分子量为 20 000~30 000),然后在开炼机或密炼机中将其与硫化剂、促进剂、补强性填料等相混合,经成型最后硫化成具有弹性体物理化学性能的聚氨酯弹性体,可以看到,MPU 的加工方法和传统橡胶相似,因而是最早获得工业生产和应用的一种聚氨酯弹性体,但 MPU 的性能比 CPU 和 TPU 差,硬度一般在 ShoreA55~A80,工艺复杂,产量较小。
TPU 常采用一步法生产,即将聚合物多元醇、二异氰酸酯和小分子扩链剂混合,在双螺杆反应器中反应,然后切粒和干燥,使用塑料挤出、注射成型的加工方法进行生产。
TPU 的数均分子量较大,硬度较高。
聚氨酯弹性体是由相对分子质量大的聚醇软段和相对分子质量低的二异氰酸酯与二胺或二醇合成的硬段所构成的弹性体。
软段提供弹性体的韧性、弹性和低温性能;硬段贡献弹性体的刚性、强度以及耐热性[1]。
聚氨酯弹性体具有优异的综合性能,因而广泛应用于各种领域。
聚氨酯胶辊、胶轮、筛板、密封件等仍然是浇注型聚氨酯弹性体的重要产品,质量在提高、品种在增加、应用领域在扩大是其发展趋势。
24环球聚氨酯网三分钟 3'三分钟看懂浇注型聚氨酯弹性体什么是浇注型聚氨酯弹性体浇注型聚氨酯弹性体合成工艺浇注型聚氨酯弹性体的定义浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU ),CPU 在加工前成型前为粘性液体,故有“液体橡胶”之称,它是以液态低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂为原料,使用液体混合浇注的加工成型方法,经扩链交联反应得到固化交联的高弹性产物。
浇注型聚氨酯弹性体(CPUE 或称CPU 弹性体)是向模腔中浇注液体反应混合物生产制品的化学体系。
是聚氨酯弹性体中运用最广、产量最大的一种。
* CPU 预聚体* CPU 预聚体- 筛板* CPU 制品 - 胶辊浇注型聚氨酯弹性体的合成工艺25浇注型聚氨酯弹性体生产设备CPU 产品生产工艺在聚氨酯弹性体分子结构中,软段占较大的比例,约50%~90%,硬段约占10%~50%。
由于构成硬段的基团极性强,两者间引力大,硬段和软段两者在热力学上具有自发分离的倾向,即不相容性。
预聚反应1. 取一定量的N 料于釜内,温度升至130℃,在此温度下抽真空4小时(真空度>0.07MPA );2. 降温度至55℃,加磷酸,搅拌10分钟以上;3.然后慢慢加T 料,边加边搅(10分钟加完),此时自然放热,只搅拌不抽真空,让其自然反应一小时,然后把温度保持在85℃,搅拌抽真空一小时,以上反应制成为预聚体; 预聚体密封保持24小时,方可浇注使用。
预聚反应1. 把预聚体升温至85℃,边搅拌边抽真空脱泡45分钟;2. 把模具放入烘干箱调温到120℃,保持半小时以上;3.待1、2步完成后取一定量的MOCA 在电炉上熔融后倒入计算好的预聚体中,迅速搅拌,搅匀后,倒入已预热的模具中,待几分钟固化后,放入烤箱中,用恒温120℃熟化一小时,即可出模,此为一次熟化;4.将若干件一次熟化好的工作放入烘箱,升温85℃,再熟化四小时即为成品。
26环球聚氨酯网三分钟 3'浇注型聚氨酯弹性体的分类浇注型聚氨酯弹性体性能CPU 体系分类CPU体系价格27浇注型聚氨酯弹性体应用领域1、CPU 下游占比2、CPU 应用下游CPU 下游应用占比40%25%12%15%8%矿业机械汽车建筑其他CPU 广泛地应用在机械工业、汽车制造业、石油工业、采矿业、电器及仪表工业、皮革与制鞋工业、建筑工业以及医疗卫生和体育用品制造等领域。
聚氨酯弹性体的【2 】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常规工艺加工,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,产品几乎遍及多用范畴.聚氨酯弹性体分解机能出众,重要表如今弹性体兼备了从橡胶到塑料的很多宝贵特征.(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,在必定规模内变化,从而知足用户对成品机能的不同请求(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,但并不必定耐磨,如黄河浇灌区的大型水泵,其过流部件金属口环和破坏圈经由大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就轻微磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和破坏圈则持续运行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,运用范畴不断扩展.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.聚氨酯弹性体的不足方面:(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取响应改性措施.(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.1.1硬度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,并且不须要填料的关心.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能获得较高的硬度.据报道,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.1.2机械强度聚氨酯弹性体的机械强度高,表如今杨氏模量.扯破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遍及橡胶和塑料,规模之宽,其他材料无可比拟.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.1.3耐磨机能聚氨酯弹性体的耐磨机能异常凸起,测试成果一般在0.03~0.20mm3/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表面状态等关系很大.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并不低,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表面温度等身分有关.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耐油和耐药品机能聚氨酯弹性体,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.实验表明,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异.1.5耐水机能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.1.6耐热和耐氧化机能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,重要表如今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.1.8吸振机能聚氨酯弹性体对交变应力的感化表现出明显的滞后现象.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,改变成为热能.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.吸振机能平日用衰减系数表示.衰减系数表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.1.9电机能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,故常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化比较大,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.1.10耐辐射机能在合成高分子材估中,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.1.11耐霉菌机能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.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.舒适与安全的偏向成长.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,并采用中空玻璃球作填料,使光泽度进步了15%以上,可用于制造汽车边板和减震垫等.在汽车上安装安全气囊,是现代汽车工业成长的须要,对破坏驾驶员的性命安全有重大感化.这种气囊必须具备必定强度才能经受高速冲击,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安装气囊,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.2.2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竞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用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用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.2.3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轻盈的金属筛板,不仅大大延长了筛板的运用寿命,并且明显降低了操作情形的噪音,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.2.4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.安全鞋等很多鞋的鞋底.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,不仅美不雅大方,并且舒适耐用,还能进步活动成绩.2.5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.安全套等等,其在医疗卫生范畴运用的远景还十分辽阔.2.6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.它包括两层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.一旦未来采用SPS体系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.。
聚氨酯应用
聚氨酯是一种介于橡胶与塑料之间的高聚物,卓越的耐磨性能,被称为“耐磨之王”,卓越的耐磨性(为天然橡胶5~10倍,比丁苯橡胶高3倍);优异的力学性能,较高的机械强度(为天然橡胶的2~3倍);其抗张强度、断裂伸长率、抗撕裂强度等力学性能都大大优于普通橡胶材料;具有较宽的硬度适应范围,可在较宽的硬度范围内(邵氏A10~邵氏D98)保持较高的弹性,而且在高硬度下仍具有高弹性(这是其他胶种所没有的特性);表面光洁度高;机械加工性能优越;与金属粘结性也比普通橡胶高得多,比较适合一定线速和高压力下使用;其次具有较宽的模量(材料在受力状态下应力与应变之比)范围,其模量介于普通橡胶和塑料之间;耐油脂性能优越(耐油性为丁青胶的3-5倍)、耐化学品性能较好。
聚氨酯制品的耐油性能优于丁氰橡胶;耐老化性能优于天然橡胶和其他合成橡胶;耐水解,耐酸、碱溶液。
聚氨酯胶辊化学性能良好,适合各种类型的油墨及印刷方法,对各类油墨、润版液、清洗剂中的溶剂成分有特殊的耐抗性。
聚氨酯胶辊还适用于UV油墨胶辊及上光油胶辊等,特别是对柴油、汽油、润滑油、煤油、醇及盐水溶液有良好的耐溶剂性。
再者聚氨酯制品抗辐射性能、耐臭氧性能优良;耐低温性能较好。
该制品长时间连续工作的温度范围一般为80-90度,而短时间使用的温度可达120℃。
由于聚氨酯橡胶的物理、力学性能很好,所以通常多用于一些性能要求高的制品,如耐磨制品、髙强度耐油制品、高硬度和高模量制品等。
聚氨酯橡胶广泛地应用在机械工业、汽车制造业、石油工业、采矿业、电器及仪表工业、皮革与制鞋工业、建筑工业以及医疗卫生和体育用品制造等领域。
在汽车及机械零部件中,可用聚氨酯制造高频制动的缓冲元件、各种防振橡胶零件、橡胶弹簧、联轴器、纺织机械的零部件;在耐油制品中可制作印刷胶辊、密封件、燃油容器、油封等;在条件苛刻的摩擦环境中可用作各种输送管道和研磨设备的衬里、筛板、滤网、鞋底、摩擦传动胶轮、轴衬和轴套、刹车垫块等等。
1、在矿山方面:
(1)矿用筛板和筛网:筛分设备是矿山、冶金、煤炭、建材等工业的主要装备,其关键部件是将大小不同固体颗粒分离开来的筛板,用CPU筛板代替传统的钢质筛板,重量可大大降低,能耗降低,易于模制出断面结构合理的筛孔和弹性,克服了物料卡孔造成筛分效率下降的问题。
且有降低噪音,使使用寿命大大提高。
再者不易堵筛,不易沾筛,因为聚氨酯属高分子物质,分子结合极性小,不与潮湿物沾附,发生堆积现象。
(2)选矿设备衬里:采矿的选矿设备很多,最易磨损,采用CPY衬里后,使用寿命可提高3~10倍,总成本大大下降。
(3)球磨机衬里:用CPU作筒衬,既节约钢材,减轻重量,又节约动力和能耗,使用寿命可提高2~5倍。
(4)提升机磨擦衬块,用具有高磨擦系数和高耐磨的CPU代替工程兼,可使提升能力和使用寿命大大提高。
2、机械工业方面:
(1)胶辊:
①冶金胶辊:由于成本考虑,CPU胶辊,目前主要用于工作环境恶劣,质量要求高的场合,如夹送辊、张力辊、压轧辊、传送辊、导向辊、裁板联辊、托辊和薄板彩涂胶辊等,例如冷轧辊属硬质胶辊,硬度:邵A90±5,拉伸强度>40MPa,伸长率>400%,阿克隆磨耗<0.08cm3/1.61KM,与钢轴芯剥离强度>500KN/m,张力胶辊尺寸较大φ1.5~1.7m,长1.7~2m,胶厚20mm,要求强度高,压缩变形小,耐磨性高。
薄板彩涂胶辊:用于涂覆不锈钢板彩色涂料,除耐磨外,且要求耐涂料腐蚀,具有较好回弹性,使彩色印刷均匀美观。
(硬度常为邵A40~60)
②印刷胶辊:分为铅印胶辊(邵A20~30),胶印胶辊(邵A38~45)和高速印刷胶辊等,由于CPU硬度低、强度高、弹性和耐磨、耐油墨等性能,非常适合作低硬度的高速印刷胶辊。
③聋谷胶辊:用CPU代替普通橡胶辊,可提高使用寿命3~4倍,且不污染粮食。
④造纸胶辊:作挤压胶辊和轧浆胶辊,其生产效率可提高1倍以上,且降低能耗和成本。
⑤纺织胶辊:作切粒辊、拉丝辊、牵伸辊等,可延长使用寿命。
⑥机械设备聚氨酯胶辊等各种工业用胶辊。
(2)胶轮:由于CPU的负重能力大,耐磨性好,强度高,可作重载实芯轮:如电瓶车、自动提升装卸车、矿山叉车和铲车的实心轮等。
还可作各种索轮、托轮、纺织用的增速轮(n=50~40万r.p.m)商场电梯轮及精密设备的微型轮。
(3)胶带:常用的聚氨酯胶带达3百余种:大型的如矿山和码头的输送带、卷扬机带;中型的如啤酒和各种玻璃瓶传送带;小型的有同步齿形带、无级变速带、高速传动带、三角带和多楔带、微小的精密仪器传动带等,使用寿命比天然胶长20~30倍。
(4)密封件:主要用作油封,特别是高压油封,如工程机械的液压密封、煅压机密封、油田泥浆泵密封和技术要求高的密封等。
如飞机主起落架的皮碗,采用聚氨酯弹性体制作寿命提高了几十倍,保证了飞行安全。
作为液氢的密封件,亦取得很好效果。
(5)模垫:和金属裁刀机、冲模机和模制机械等配套,使用寿命长,加工质量佳、基本解决了薄板冲模的加工问题。
用于钢管矫直机的模衬,既能矫直钢管,又不损伤钢管表面。
(6)弹性联轴节元件:使用寿命长,缓冲性能佳。
(7)聚氨酯研磨机内衬(医疗器械,电子,眼镜,五金工具,医药,陶瓷,电镀行业)。
(8)聚氨酯杂件等(联轴器六角垫,旋流器,工程机械胶块,丝印刮刀,模具用减震垫,吊索具系列,瓦楞机用拔纸轮)。
3、汽车工业方面:主要用于耐磨件、减震件和装饰方面
(1)转向轴球碗:行车6万公里不损坏。
横向拉杆总成性能也达到要求水平。
(2)百吨载重汽车电动轮密封圈:达到了耐油、耐压、耐高温(150℃)和耐水的高要求
(3)汽车轮胎:国外在研制聚氨酯轮胎方面已取得较大进展,如以185kk/h速度行驶10万小时以上仍很正常
4、建筑工业方面:
(1)铺装材料:室内和运动场铺面
(2)陶瓷和石膏装饰模具已逐渐取代传统的钢质模具
5、石油工业方面:石油开采环境恶劣,砂石磨损严重,如泥浆泵油塞、凡尔胶皮、旋流器、液压密封圈等均要用聚氨酯弹性体制成。
6、其他方面:
(1)透声性弹性体,透声率>99%,又耐海水,可作为海洋探声的换能器密封件。
(2)电子技术方面,聚氨酯弹性体已成功地用在灌封飞机上的高压电源,核潜艇的高压电插座,汽车、摩托车的高压包,自动控制的集成电路板和电子元件,寿命长,工作可靠。
它比其他灌封材料耐电压高,有弹性,耐温度剧变。
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