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聚氨酯介绍
发布者:admin 发布时间:2013/9/30 阅读:4102
 

聚氨酯(PU) 

(一) 聚氨酯简介

聚氨酯为大分子链中含有氨酯型重复结构单元的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯,英文简称PUPUR。PU是由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反应的产物,最早于1937年由德国公司合成。PU可分成弹性体和泡沫塑料两大类。以前一直以泡沫塑料为主,目前弹性体的发展速度十分迅速,用途也越来越广。

(二)聚氨酯弹性体

弹性体是一种PU的密实制品,其性能介于橡胶与塑料之间,具有高回弹性、吸震性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀及耐辐射等性能。由于其加工方法越来越简单,应用越来越广泛,已发展成为PU的主导制品。

PU弹性体可分为混炼型、浇铸型和热塑型三种,目前应用比例为:混炼型10%,浇铸型65%,热塑型25%。

1、 PU弹性体的性能

PU弹性体的性能介于塑料和橡胶之间。不同类型多元醇合成的PU弹性体的性能稍有差异:聚酯型PU的力学性能高、耐油性好,但耐水性较差;聚醚型PU的耐低温性及耐水解性优于聚酯型,但耐油性、力学性能稍差一些。

1PU的力学性能   PU弹性体的硬度变化范围比较宽,可从邵氏A10D80,断裂伸长率高达600%800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度仅为A70,断裂伸长率为550%。

  PU弹性体的撕裂强度较高,比天然橡胶大210倍;回弹性高,减震效果好;耐磨性好,一般为天然橡胶的310倍,其摩擦系数在0.23范围内变化,适于鞋底材料。

  PU弹性体的应变滞后于应力,从而使损失的能量变成热量。大量的内热使PU弹性体在高速运动场合使用受到限制。

2PU的热学性能   PU弹性体的耐热性较差,一般只能在80℃以下使用,温度超过80℃会导致性能下降。但PU弹性体的耐低温性较好,并以聚醚型为最佳,可在-62℃70℃低温下使用。

3PU的环境性能    PU弹性体的耐水性一般,在水中浸泡或暴露于湿气中,会引起力学性能下降。聚醚型PU的耐水解性要比聚酯型好510倍。耐油性、耐非极性和弱极性溶剂性能好,其中以聚醚型好于聚酯型。但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。耐臭氧和耐氧化性都好,耐紫外光和辐射性都好,可长期用于户外使用。

   PU弹性体的生理相容性好,具有良好的抗血栓性,可用于医学领域。

4PU的电学性能    PU弹性体的电性能较好。其硬度越大,电性能越好。但PU吸水后电性能下降,限制了在高绝缘场合的使用。

2、PU弹性体的加工

1)浇铸型PU弹性体(CPUR   CPUR成型极为方便,将液状反应物注入模具中,经加热即可固化形成形状复杂的制品,特别适合大型制品的制造。

   CPUR的应用很广,可用于合成革、铺装材料、体育跑道、建筑防水材料等。2)热塑性PU弹性体(TPUR    TPURCPUR大不相同,它是先合成为线性聚合物或部分交联聚合物,呈颗粒状。此聚合物具有热塑性,可用热塑性方法加工,如注塑、挤出、吹塑、和压延等,也可将其用溶剂溶化后涂覆加工成革制品。

    TPUR可挤出生产异型材、管材、电缆护套、吹塑薄膜及片材等。

3)混炼型PU弹性体(MPUR   MPUR以一步法为主,所有反应组分先制成粘流状胶料,送入烘箱固化制得生胶,再加入混炼机中混炼,混炼好的胶料注入模具中交联成型即可。

3、PU弹性体的应用

PU弹性体可代替天然橡胶、丁腈胶及氯丁胶,还可代替通用塑料和金属用于许多方面。

1)汽车工业    汽车用热塑型弹性体以聚脂型为主,一般常用RIMPUR,并在其中加入6%8%玻璃纤维或玻璃微珠增强。具体产品有:保险杠、当泥板、方向盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪表盘及防滑链等。

PU弹性体具有弹性大、承载力大、耐磨好、耐切割等优点,制成的轮胎可用于低速行驶的车辆,具体有实芯轮胎、马车胎、叉车胎、平车胎及自行车胎等。2)建筑材料     主要用于运动场人造跑道、地下管密封件、防水材料、混凝土墙壁和天花板浮雕的模板等。 

3)制鞋工业     利用PU弹性体的耐磨性、高弹性、弯曲强度高、耐低温性好等优点,广泛用于高档鞋底材料如运动鞋、冰鞋及爬山鞋等。

4)合成革    PU制成的合成革材料具有最接近天然革的性能,手感好、透气性高、柔软适度,广泛用于服装、皮鞋、家具、箱包及车辆座椅等。

5)医疗器材    利用PU弹性体的生理相容性和抗血栓性的优点,可用于制作绷带、心脏助动器、血泵、人造血管、人工肾及人造心室等。

6)其他方面    用浇铸PU弹性体制造轧滚,可用于高承重和高磨耗的钢铁及造纸工业中;PU弹性体还可用于油田、采矿和冶金工业中高耐磨和高强度的结构材料,具体有油田旋转除砂器、选媒筛网、浮选机、螺旋选矿机、矿砂输送管、传送带等。


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