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聚氨酯彈性體的特性及應用進展
加入日期:2006年7月-19來源:-
隨著社會的發展和技術的進步，新材料的應用越來越廣泛。自20世紀80年代初以來，聚氨酯彈性體由軍用向軍民兩用轉變，產品品種和品牌不斷增加，生產規模日益擴大，在國民經濟各部門和人民生活必需品中發揮著越來越重要的作用。本文從實際應用的角度，論述了聚氨酯彈性體的優缺點及其應用發展的現狀和前景。
壹、聚氨酯彈性體的主要優點
1，性能可調範圍廣。通過原材料的選擇和配方的調整，可以在壹定範圍內改變許多物理機械性能指標，以滿足用戶對產品性能的不同要求。比如硬度往往是用戶的壹個重要指標。聚氨酯彈性體既可以做成肖氏A硬度20左右的軟印刷膠輥，也可以做成肖氏D硬度70以上的硬鋼輥膠輥，這是壹般彈性體材料很難做到的。聚氨酯彈性體是由許多柔性鏈段和剛性鏈段組成的極性高分子材料。隨著剛性鏈段比例和極性基團密度的增加，彈性體的原始強度和硬度也會相應增加。
2.優異的耐磨性。特別是在有水、油等潤濕介質的情況下，其耐磨性往往是普通橡膠材料的幾倍到幾十倍。鋼鐵等金屬材料雖然堅硬，但不壹定耐磨。例如，在黃河灌區的壹臺大型水泵中，作為過流部件的金屬口環和保護環，在被大量泥沙沖刷後的幾百個小時內，磨損嚴重，發生泄漏，而塗有聚氨酯彈性體的口環和保護環，在連續運行1800次後，仍然沒有磨損。其他材料，如礱谷機的橡膠輥、選煤振動篩的篩板、運動場的軌道跑道、起重叉車的動力油封環、電梯輪、旱冰鞋等，也都是聚氨酯彈性體有用的地方。這裏要提到的是，這類聚氨酯彈性體中可以加入少量的潤滑劑如二硫化鋁、石墨或矽油，以提高中低硬度聚氨酯彈性體的摩擦系數，提高在載荷下的耐磨性。
3.加工方法多樣，適用性廣。聚氨酯彈性體可以像普通橡膠壹樣通過塑煉、混煉和硫化(MPU)成型。也可制成液體橡膠，澆鑄成型或噴塗、封裝、離心成型(指CPU)；也可以做成顆粒狀的材料，和普通塑料壹樣通過註塑、擠出、壓延、吹塑等工藝(指CPU)成型。模制或註射模制零件也可在壹定硬度範圍內進行機械加工，如切割、研磨和鉆孔。由於加工的多樣性，聚氨酯彈性體的適用性非常廣泛，應用領域不斷擴大。
4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐輻射、耐低溫、透聲性好、附著力強、生物相容性和血液相容性優異。這些優點是聚氨酯彈性體被廣泛應用於軍事工業、航空航天、聲學、生物等領域的原因。
二、酯型聚氨酯彈性體的缺點
但是聚氨酯彈性體並不完美，它的主要缺點是:
1，內生熱大，耐高溫平均。正常使用溫度範圍為-40~120℃。如果需要長期在高頻振蕩或高溫下工作，必須在結構設計或配方上采取相應的修改措施。
2、不耐強極性溶劑和強酸強堿介質。在壹定溫度下，醇、酸、酮會使聚氨酯彈性體溶脹降解，而氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶劑在室溫下會使聚氨酯彈性體溶脹。
三、聚氨酯彈性體的應用和發展
綜上所述，聚氨酯彈性體的綜合性能非常優越。近年來，各國都在根據市場需求加強應用開發研究，開發重點在以下幾個方面:
1，汽車用聚氨酯彈性體。當今的汽車工業正朝著高性能、低重量、舒適性和安全性的方向發展。橡塑合成材料正逐漸取代金屬材料，這為聚氨酯彈性體的應用開辟了非常廣闊的前景。美國Goodrich公司開發了第二代TPU，其商業名稱為Estaloc。該產品保持了第壹代TPU Estaloc的特點，采用空心玻璃球作為填充物，光澤度提高15%以上，可用於制造汽車側板和減震墊。在汽車上安裝安全氣囊是現代汽車工業發展的需要，對保護駕駛員的生命安全起著重要作用。這種安全氣囊必須有壹定的強度來承受高速沖擊和良好的低溫柔韌性，所以適合用聚氨酯制作，每個安全氣囊用膠量在300克左右。國內大部分汽車還沒有配備安全氣囊，市場需求很大。利用聚氨酯彈性體的高強度和承載能力。可用於制造中低速卡車輪胎，強度和承載能力高，其承載能力是天然橡膠制成的同規格輪胎的7倍。近年來，壹種新型的綠色聚氨酯復合輪胎正在研發中。它是在新舊橡膠平胎的基礎上，澆註上壹定厚度的高耐磨耐穿刺聚氨酯橡膠表面。目前處於裏程測試階段，預計很快投產。
2.建築用聚氨酯彈性體。傳統的油氈防水材料逐漸被耐用的整體式聚氨酯防水材料所取代；10年前只有國家正式比賽場館使用聚氨酯鋪裝材料，而現在大部分省市體育場、高校甚至部分中小學都鋪設了聚氨酯塑膠跑道；大型橋梁、機場跑道、高速公路填縫的伸縮縫也開始使用室溫固化的聚氨酯彈性體制作高速鐵路用軌枕，是壹種理想的材料。鋪設在日本新幹線鐵路經過的隧道和橋梁上的軌枕是由聚氨酯彈性體制成的。這壹新應用充分發揮了聚氯酸彈性輕、減震性好、耐老化的特點，具有很好的推廣價值。
3.采礦用氯化彈性體。煤礦、金屬礦和非金屬礦對高耐磨、高強度和高彈性的非金屬材料有很大的需求。近10年，許多入選的煤廠將重金屬篩板更換為PVC彈性篩板，不僅大大延長了篩板的使用壽命，而且明顯降低了操作環境的噪音，節能降耗效果明顯。其他如固體分離用旋流器、阻燃抗靜電耐磨輸送帶、礦山單軌吊車實芯輪、煤礦噴漿機用組合板、萬噸電動輪自卸車上的油封環、高壓電纜護套冷補膠等，在礦山建設中也發揮了巨大作用。目前有很多礦用耐磨彈性產品等待我們去開發和推廣。
4.鞋用聚氨酯彈性體。自從臺商陸續來到大陸後，中國的制鞋業發展迅速。聚氨酯彈性具有緩沖性能好、重量輕、耐磨防滑等優點，現已成為制鞋行業的重要支撐材料。許多鞋子的鞋底、鞋跟、鞋頭、鞋墊等重要配件，如高爾夫鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、安全鞋等。，均采用聚氨酯彈性體，不僅美觀大方，而且舒適耐用，還能提高運動性能。
5.醫用聚氨酯彈性體。良好的生物相容性、血液相容性和無添加劑是TPU和CPU材料應用於醫療領域的重要原因。目前已開發成功的醫用彈性體產品有:氣管套管、假體、計劃生育用栓劑、顱骨缺損修復材料、避孕套等。，它們在醫療衛生領域的應用前景還是很廣闊的。
6.新型聚氨酯復合板。英國正在開發壹種叫做SPS膠合板系統的聚氨酯復合板，這將給造船業帶來壹場革命。它由兩層9mm厚的鋼板和註入其間的40mm厚的聚氨酯彈性體組成。壹旦研制成功，可替代造船工業使用的傳統增強鋼板材料。其優點是:節省制造時間，節省鋼板，減輕船體重量，抗沖擊，抗疲勞，減震，降噪，隔熱。壹旦將來SPS系統的復合材料用於造船，造船業消耗的聚氨酯彈性體將是壹個非常驚人的數字。
註:此信息未經中國塑料工業網證實，僅供參考。