Основные свойства полиуретанового эластомера
1.1 Твердость
Диапазон твердости обычной резины - от Shore A20 до Shore A90, твердость пластика - от Shore A95 до Shore D100, а твердость полиуретанового эластомера - так же низкая, как Shore A10 и такая же высокая, как Shore D80, и не требует помощи наполнителей. Что особенно ценно, так это то, что эластомер по-прежнему обладает хорошей резиновой эластичностью и удлинением при твердости пластика, в то время как обычная резина может получить более высокую твердость только путем добавления большого количества наполнителя и за счет значительного снижения эластичности и удлинения. Сообщается, что когда твердость выше 75D, ее эластичность будет серьезно потеряна, а когда твердость выше 85D, это не эластичный материал.
1.2 Механическая прочность
Полиуретановые эластомеры обладают высокой механической прочностью, проявляющейся в модуле Юнга, прочности на разрыв и несущей способности.
1.2.1Модуль Юнга и прочность на растяжение В пределах предела упругости отношение напряжения растяжения к деформации называется модулем Юнга (E) или модулем упругости.
Полиуретановые эластомеры, как и другие эластомеры, подчиняются теореме Гука только при низком удлинении (около 2,5%). Но его модуль Юнга намного выше, чем у других эластомеров. Кроме того, модуль полиуретановых эластомеров Янга охватывает резину и пластмассы, а ассортимент широк, не имеющий аналогов среди других материалов.
1.2.2Прочность
Прочность на разрыв полиуретанового эластомера очень высока, особенно полиэфирного типа, который более чем в два раза выше, чем у натурального каучука.
1.2.3Грузоподъёмность
Хотя прочность на сжатие полиуретановых эластомеров не высока при низкой твердости, полиуретановые эластомеры могут увеличивать твердость на предпосылке поддержания резиновой эластичности, тем самым достигая высокой несущей способности. Твердость других каучуков сильно ограничена, поэтому несущая способность не может быть значительно улучшена.
1.3 Износостойкость
Износостойкость полиуретановых эластомеров очень выдающаяся, и результаты испытаний, как правило, находятся в диапазоне от 0,03 до 0,20 мм3 /м, что примерно в 3-5 раз больше, чем у натурального каучука. При фактическом использовании, из-за влияния таких факторов, как смазочные материалы, эффект часто лучше. Износостойкость тесно связана с прочностью на разрыв и состоянием поверхности материала. Прочность на разрыв полиуретанового эластомера намного выше, чем у других каучуков, но его собственный коэффициент трения не низок, как правило, выше 0,5, что требует добавления смазочных материалов или добавления небольшого количества дисульфида молибдена или графита, силиконового масла, тетрафторэтиленового порошка и т. Д., Чтобы уменьшить коэффициент трения и уменьшить трение тепловыделения. Кроме того, коэффициент трения также связан с такими факторами, как твердость материала и температура поверхности. Во всех случаях коэффициент трения увеличивается с уменьшением твердости и увеличивается с повышением температуры поверхности. Максимум достигается при температуре около 60°C.
1.4 Свойства масло- и химической стойкости
Полиуретановый эластомер, особенно полиэфирный полиуретановый эластомер, является своего рода прочным полярным полимерным материалом. Он имеет мало сходства с неполярным минеральным маслом и почти не размывается в мазуте (например, керосине, бензине) и механическом масле (таком как гидравлическое масло, моторное масло, смазочное масло и т. Д.), Намного лучше, чем общая резина, и может сочетаться с сопоставимой с нитриловой резиной. Однако он сильно набухает в спиртах, сложных эфирах, кетонах и ароматических углеводородах и постепенно разрушается при высокой температуре. Значительный набухание, а иногда и деградация в галогенированных углеводородах. Полиуретановый эластомер, погруженный в неорганический раствор, если нет катализатора, аналогичен погружению в воду. Он разлагается быстрее в растворе слабой кислоты и слабой щелочи, чем в воде, а сильная кислота и сильная щелочь оказывают большее коррозионное действие на полиуретан.
Температура использования полиуретанового эластомера в масле ниже 110°C, что выше, чем на воздухе. Однако в мультиинженерных приложениях масло всегда загрязнено водой. Испытания показали, что до тех пор, пока масло содержит 0,02% воды, почти вся вода может быть перенесена в эластомер. В это время эффект использования будет существенно отличаться.
1.5 Водонепроницаемость
Водонепроницаемость полиуретановых эластомеров при комнатной температуре хорошая, и явный гидролиз не произойдет в течение одного-двух лет, особенно для типов полибутадиена, полиэфира и поликарбоната. Благодаря испытанию на повышенную водостойкость метод экстраполяции показывает, что время, необходимое для потери половины прочности на растяжение в воде при комнатной температуре при 25 °C, полиэфирного эластомера (полиэтиленадипат-TDI-MOCA) составляет 10 лет, полиэфирного эластомера (PTMG-TDI-MOCA) - 50 лет, то есть тип полиэфира в 5 раз больше, чем у полиэфирного типа.
1.6 Термо- и окислительная стойкость
Термостойкость полиуретановых эластомеров в инертных газах (таких как азот) по-прежнему хороша, и устойчивость к кислороду и озону при комнатной температуре также очень хороша, особенно полиэстеру. Однако одновременное действие высокой температуры и кислорода ускорит процесс старения полиуретана. Верхний температурный предел общих полиуретановых эластомеров в воздухе для длительного непрерывного использования составляет 80-90 °C, и он может достигать 120 °C при краткосрочном использовании. Температура, оказывающая значительное влияние на реализацию термического окисления, составляет около 130 °C. С точки зрения разновидностей, стойкость к термическому окислению полиэфирного типа лучше, чем у полиэфирного типа. Среди типов полиэстера тип полиэтиленадипата лучше, чем общий тип полиэстера. В полиэфирной типе PTMG лучше, чем тип PPG, и оба улучшаются с увеличением твердости эластомера. Кроме того, прочность общих полиуретановых эластомеров значительно снижается в высокотемпературных средах.
1.7 Низкотемпературные характеристики
Полиуретановые эластомеры обладают хорошими низкотемпературными свойствами, главным образом в том, что температура хрупкости, как правило, низкая (-50 ~ -70 ° C), а некоторые составы (такие как PCL-TDI-MOCA) не являются хрупкими даже при более низких температурах. В то же время низкотемпературная эластичность десятичных разновидностей (таких как PTMG-TDI-MOCA) также очень хороша. Коэффициент холодостойкости сжатия при -45°С может достигать уровня 0,2-0,5, но большинство разновидностей, особенно некоторые объемные разновидности, такие как общие полиэфирные эластомеры, имеют относительно большую склонность к кристаллизации при низкой температуре и низкотемпературной эластичности, поэтому их используют в качестве уплотнений. Легко вытекать масло в начальной фазе при -20°C.
При снижении температуры твердость, прочность на растяжение, прочность на разрыв и жесткость на кручение полиуретановых эластомеров значительно возрастали, в то время как отскок и удлинение уменьшались.
1.8 Вибрационные абсорбционные характеристики
Влияние полиуретанового эластомера на переменные напряжения показало явный гистерезис. В этом процессе часть энергии внешней силы расходуется за счет внутреннего трения молекул эластомера и преобразуется в тепловую энергию. Это свойство называется вибрационно-поглощающей производительностью материала, также известной как энергопоглощающая производительность или демпфирующая производительность. Эффективность поглощения вибрации обычно выражается коэффициентом затухания. Коэффициент затухания выражает процент приложенной к нему энергии, которая может быть поглощена деформированным материалом. Помимо свойств материала, это также связано с температурой окружающей среды и частотой вибрации. Чем выше температура, тем ниже коэффициент затухания, тем выше частота вибрации, и тем больше поглощенная энергия. Когда частота близка ко времени релаксации макромолекулы, поглощенная энергия максимальна. Полиуретановые эластомеры при комнатной температуре могут поглощать 10%-20% вибрационной энергии, лучше, чем нитриловый каучук. Он подходит для поглощения большой силы удара, когда амплитуда деформации мала, и поглощения малой силы удара, когда амплитуда деформации велика.
Кроме того, гистерезис генерирует эндогенное тепло, которое повышает температуру эластомера. По мере повышения температуры эластомера повышается его упругость и снижается производительность демпфирования. Поэтому баланс различных свойств необходимо учитывать при проектировании демпфирующих деталей.
1.9 Электрические свойства
Электроизоляционные свойства полиуретановых эластомеров относительно хороши при общих рабочих температурах, примерно эквивалентных уровням неопрена и фенольных смол. Поскольку он может быть отлит и отлит, он часто используется в качестве материала для заливки электрических компонентов и обшивки кабелей. Из-за относительно большой молекулярной полярности и сродства к воде электрические свойства полиуретановых эластомеров сильно варьируются в зависимости от температуры окружающей среды и не подходят для высокочастотных электрических материалов. Кроме того, электрические свойства полиуретановых эластомеров снижаются с повышением температуры и увеличиваются с увеличением твердости материала.
1.10 Радиационная стойкость
Среди синтетических полимерных материалов полиуретановые эластомеры обладают хорошей устойчивостью к высокоэнергетическим лучам. Он по-прежнему имеет удовлетворительные характеристики при дозе радиации 105-106Гр. Однако для светлых или прозрачных эластомеров обесцвечивание может происходить под действием излучения, аналогичного тому, которое наблюдается в тестах на старение горячего воздуха или атмосферы.
1.11 Сопротивление пресс-формы
Сопротивление формы полиэфирного полиуретана хорошее, а уровень теста 0-1, то есть в основном плесень не растет. Однако полиэфирный полиуретан не устойчив к плесени, а результатом испытаний является сильная плесень, которая не подходит для тропического и субтропического полевого использования и хранения в жарких и влажных условиях. Полиэфирные полиуретановые эластомеры, используемые в полевых условиях и в горячих и влажных средах, должны быть добавлены с противогрибковыми агентами (такими как медный октагидроксихинолин, BCM и т. Д., Общая дозировка составляет 0,1%-0,5%) для улучшения его устойчивости к плесени. .
1.12 Биомедицинские свойства
Полиуретановые материалы обладают отличной биосовместимостью. Острые и хронические токсикологические испытания и испытания на животных подтвердили, что медицинские полиуретановые материалы нетоксичны, не искажают, неаллергические, нелокально раздражающие и не знают пирогена и являются наиболее ценными. Один из синтетических медицинских полимерных материалов.
