聚氨酯弹性体介绍

聚氨酯弹性体鞋材研究及应用

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类, 其原材料品种繁多, 配方多种多样, 可调范围很大。由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域，成为极具发展前景的合成材料制品聚氨酯弹性体根据其制造方式可分为浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU），热塑性弹性体(简称TPU)和混炼型弹性体（简称MPU）。聚氨酯弹性体在鞋材领域已经普遍应用，由于其具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，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、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。近年来开发出许多易加工新品种,如适于双色成型、能增加透明性和高流动、高回收的可提高加工生产效率型的聚氨酯弹性体,扩大了制鞋领域。

1、聚氨酯弹性体鞋底材料的研究进展

通常聚氨酯鞋底材料有聚酯型和聚醚型两种。一般来说，聚酯型鞋底的耐磨性，抗撕裂型等物理性能较好，但其易水解和生物降解，防菌性差。而聚醚型聚氨酯鞋底与之恰恰相反，耐水解、耐霉变、耐用性好。在这一方面，亢茂青等做出了研究。他们认为聚醚型聚氨酯鞋底物理性能欠佳的问题主要是由于基础原料—聚醚多元醇的品质不高造成的，因此可以通过采用新型低不饱和度、高活性聚醚多元醇和调整配方使聚醚型聚氨酯鞋底的物理性能得到提高。改用了新型不饱和度聚醚后，在良好的加工工艺条件下，拉伸强度、撕裂强度、永久变形等性能明显提高，达到了前所未有的水平，满足了致谢行业标准的要求，综合性能达到了国际先进水平。刘玲等研究了新型聚醚聚氨酯微孔弹性体鞋底材料，其原料主要由新型高官能度聚醚多元醇、改性异氰酸酯、符合环保要求的发泡剂以及扩链剂、匀泡剂、催化剂组成。此外,还可添加着色剂、抗氧剂、光稳定剂、填料、阻燃剂等以满足不同的需求。新型聚醚聚氨酯鞋底的生产采用半预聚体法，通过链增长反应、发泡反应（细小二氧化碳气泡形成泡沫体）、支联或支化反应三步反应，制得均匀的聚氨酯微孔弹性体。新配方的组合、新基础多元醇的开发和采用合适的预聚体大大改进了聚醚基聚氨酯的机械加工性能,已生产出水发泡的高性能的微孔弹性体,成功地用于运动鞋类的低密度中底和组合整底。他们同时指出，此种材料的发展趋势是低密度化、多用途化和光稳定性的提升。刘玲等同时还对微孔聚氨酯弹性体反应体系做出了研究，着重分析了制造鞋底的主要原料：异氰酸酯、聚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、匀泡剂的种类及用量对聚氨酯鞋底物理机械性能的影响。而国外生产聚氨酯鞋底料的厂商对聚酯和聚醚这两类体系的材料不断的进行改性研究工作，使其在加工和性能上更符合发展的需要，推出了一些用于聚氨酯微孔弹性体鞋底的新的聚酯多元醇和聚醚多元醇系列。

(完整)聚氨酯弹性体生产工艺配方技术

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

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

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(完整)聚氨酯弹性体生产工艺配方技术

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。此外，一些特殊聚酯还用戊二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油等多元醇。因为可用的多元醇品种多，所以聚酯的分子结构多种多样，品种牌号也较多。为了得到端羟基聚酯，必须用过量的多元醇与二元羧酸反应。 一般采用间歇法生产聚酯.其反应过程分为酯化反应和酯交换反应两个阶段。生产装置大同小异，一般工艺流程，主要设备包括缩合釜、分馏冷凝器、冷凝器、计量罐、真空系统、加热冷却系统和控制系统。整个系统的气密性要求十分严格。缩合釜搅拌轴可采用端面机械密封.加料顺序先加多元醇和配合剂，后加已二酸，然后充氮。酯化反应从加热升温开始到220～250℃后约1h基本完成。此阶段主要是常压脱水过程，生成低分子聚酯和缩合水。当升温到135℃左右时酯化反应最激烈，生成大量缩合水。因为缩合水的蒸发多元醇

聚氨酯弹性体检测报告

1. 引言

聚氨酯弹性体是一种广泛应用于各种领域的高弹性材料。为了确保其质量和性能，对聚氨酯弹性体进行检测是至关重要的。本文将介绍聚氨酯弹性体检测的方法和步骤。

2. 检测目的

聚氨酯弹性体的检测旨在评估其物理性能和化学性能，以确保其符合所需的技术规范和应用要求。主要检测项目包括：硬度、拉伸性能、耐磨性、耐腐蚀性等。

3. 检测方法

3.1 硬度测试

硬度是评估聚氨酯弹性体弹性的重要指标。常用的硬度测试方法有巴氏硬度计、邵氏硬度计等。测试时，将硬度计按照一定的压力施加在聚氨酯弹性体表面，读取硬度数值。

3.2 拉伸测试

拉伸测试用于评估聚氨酯弹性体的拉伸性能，包括强度、伸长率等指标。常用的拉伸测试方法有万能试验机等。测试时，将样品固定在试验机上，施加拉伸力，记录拉伸过程中的应力-应变曲线。

3.3 耐磨测试

耐磨性是评估聚氨酯弹性体耐久性的一个关键指标。耐磨测试可以使用磨损试验机进行，也可以采用摩擦试验等方法。测试时，将样品与摩擦材料接触，通过测量磨损量来评估聚氨酯弹性体的耐磨性能。

3.4 耐腐蚀测试

聚氨酯弹性体在某些特殊环境中可能会受到腐蚀。耐腐蚀测试用于评估聚氨酯弹性体在不同腐蚀介质中的性能。常用的耐腐蚀测试方法包括浸泡试验、腐蚀性液体喷洒等。通过观察样品的外观变化和测量其质量损失来评估耐腐蚀性能。

4. 检测结果与分析

根据对聚氨酯弹性体的各项检测，可以得到相应的测试结果。根据测试数据进行分析，得出聚氨酯弹性体的性能是否符合要求，以及存在的问题和改进方案。 5. 结论

聚氨酯弹性体检测是确保其质量和性能的重要手段。通过硬度测试、拉伸测试、耐磨测试和耐腐蚀测试等方法，可以全面评估聚氨酯弹性体的物理性能和化学性能。根据检测结果进行分析和改进，可提高聚氨酯弹性体的质量和可靠性，确保其在各个应用领域的可持续使用。

6. 参考文献

[1] 弹性体特性测试方法标准，国家质量监督检验检疫总局标准化管理司。

聚氨酯热塑性弹性体（聚氨酯 TPEs）

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。TPUS现在的消耗量约计为6 500万磅／年， 1990年年增长率为

5～7％。

化学

象苯乙烯共聚物一样，TPUS也是嵌段共聚物，并具有软硬交替的区域（或相）。这些链段的比率也就确定了高聚物的性能特征（如硬度）。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那样，是由加成聚合形成的单体链节的简单重复，而是缩聚反应形成的桥式结构。

许多材料都可被加到聚氨酯桥（骨架）的任一边，使得性能发生很大的变化。TPUS的性能就可从非常软到很坚硬，或从很柔软到具有很高的刚性，或从可吸收水的亲水型到憎水型。

TPUS分为两种主要类型即酯型和醚型。

酯型TPUS 通常它是两种类型中较坚韧的一种，接触水时会发生水解和降解。

醚型TPUS 不会发生水解和生物降解，即使长时间暴露或直接埋置。但它没有酯类TPUS那样坚硬，耐化学试剂和油的性能较差。

两种类型的材料都有点吸湿的趋向，加工前应进行于燥。（有些学者把基于聚己内酯列作第三种类型的TPU，这种材料是一种酯类，但它比其它酯类材料有更好的耐水解性能，其它的性能介于醚型和酯型材料之间。而聚己内酯是通过一个不同于缩聚反应的过程制备的）。

性质

TPUS性能变化范围为：抗张强度28．3至62MPa，酯型较高，醚型较低；300％定伸模数为7．6至33 SMPa；伸长率为 225至 570％；密度为1．14至1．20，醚型较低。普通的TPUS的使用温度为一60至250°F，但在聚氨酯主链上加进异氰豚酸酯，就可把它的最高使用温度提高到300°F。硬度可从邵氏A70到邵氏D80，配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70，但它的粘度较大难于为加工进行造粒，甚至很容易粘在一起。