聚氨酯弹性体的制备方法及应用？
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聚氨酯弹性体的特性及应用进展
加入日期:2006年7月-19来源:-
随着社会的发展和技术的进步，新材料的应用越来越广泛。自20世纪80年代初以来，聚氨酯弹性体由军用向军民两用转变，产品品种和品牌不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门和人民生活必需品中发挥着越来越重要的作用。本文从实际应用的角度，论述了聚氨酯弹性体的优缺点及其应用发展的现状和前景。
一、聚氨酯弹性体的主要优点
1，性能可调范围广。通过原材料的选择和配方的调整，可以在一定范围内改变许多物理机械性能指标，以满足用户对产品性能的不同要求。比如硬度往往是用户的一个重要指标。聚氨酯弹性体既可以做成肖氏A硬度20左右的软印刷胶辊，也可以做成肖氏D硬度70以上的硬钢辊胶辊，这是一般弹性体材料很难做到的。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材料。随着刚性链段比例和极性基团密度的增加，弹性体的原始强度和硬度也会相应增加。
2.优异的耐磨性。特别是在有水、油等润湿介质的情况下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。钢铁等金属材料虽然坚硬，但不一定耐磨。例如，在黄河灌区的一台大型水泵中，作为过流部件的金属口环和保护环，在被大量泥沙冲刷后的几百个小时内，磨损严重，发生泄漏，而涂有聚氨酯弹性体的口环和保护环，在连续运行1800次后，仍然没有磨损。其他材料，如砻谷机的橡胶辊、选煤振动筛的筛板、运动场的轨道跑道、起重叉车的动力油封环、电梯轮、旱冰鞋等，也都是聚氨酯弹性体有用的地方。这里要提到的是，这类聚氨酯弹性体中可以加入少量的润滑剂如二硫化铝、石墨或硅油，以提高中低硬度聚氨酯弹性体的摩擦系数，提高在载荷下的耐磨性。
3.加工方法多样，适用性广。聚氨酯弹性体可以像普通橡胶一样通过塑炼、混炼和硫化(MPU)成型。也可制成液体橡胶，浇铸成型或喷涂、封装、离心成型(指CPU)；也可以做成颗粒状的材料，和普通塑料一样通过注塑、挤出、压延、吹塑等工艺(指CPU)成型。模制或注射模制零件也可在一定硬度范围内进行机械加工，如切割、研磨和钻孔。由于加工的多样性，聚氨酯弹性体的适用性非常广泛，应用领域不断扩大。
4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温、透声性好、附着力强、生物相容性和血液相容性优异。这些优点是聚氨酯弹性体被广泛应用于军事工业、航空航天、声学、生物等领域的原因。
二、酯型聚氨酯弹性体的缺点
但是聚氨酯弹性体并不完美，它的主要缺点是:
1，内生热大，耐高温平均。正常使用温度范围为-40~120℃。如果需要长期在高频振荡或高温下工作，必须在结构设计或配方上采取相应的修改措施。
2、不耐强极性溶剂和强酸强碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀降解，而氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在室温下会使聚氨酯弹性体溶胀。
三、聚氨酯弹性体的应用和发展
综上所述，聚氨酯弹性体的综合性能非常优越。近年来，各国都在根据市场需求加强应用开发研究，开发重点在以下几个方面:
1，汽车用聚氨酯弹性体。当今的汽车工业正朝着高性能、低重量、舒适性和安全性的方向发展。橡塑合成材料正逐渐取代金属材料，这为聚氨酯弹性体的应用开辟了非常广阔的前景。美国Goodrich公司开发了第二代TPU，其商业名称为Estaloc。该产品保持了第一代TPU Estaloc的特点，采用空心玻璃球作为填充物，光泽度提高15%以上，可用于制造汽车侧板和减震垫。在汽车上安装安全气囊是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全起着重要作用。这种安全气囊必须有一定的强度来承受高速冲击和良好的低温柔韧性，所以适合用聚氨酯制作，每个安全气囊用胶量在300克左右。国内大部分汽车还没有配备安全气囊，市场需求很大。利用聚氨酯弹性体的高强度和承载能力。可用于制造中低速卡车轮胎，强度和承载能力高，其承载能力是天然橡胶制成的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型的绿色聚氨酯复合轮胎正在研发中。它是在新旧橡胶平胎的基础上，浇注上一定厚度的高耐磨耐穿刺聚氨酯橡胶表面。目前处于里程测试阶段，预计很快投产。
2.建筑用聚氨酯弹性体。传统的油毡防水材料逐渐被耐用的整体式聚氨酯防水材料所取代；10年前只有国家正式比赛场馆使用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、高校甚至部分中小学都铺设了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁、机场跑道、高速公路填缝的伸缩缝也开始使用室温固化的聚氨酯弹性体制作高速铁路用轨枕，是一种理想的材料。铺设在日本新干线铁路经过的隧道和桥梁上的轨枕是由聚氨酯弹性体制成的。这一新应用充分发挥了聚氯酸弹性轻、减震性好、耐老化的特点，具有很好的推广价值。
3.采矿用氯化弹性体。煤矿、金属矿和非金属矿对高耐磨、高强度和高弹性的非金属材料有很大的需求。近10年，许多入选的煤厂将重金属筛板更换为PVC弹性筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其他如固体分离用旋流器、阻燃抗静电耐磨输送带、矿山单轨吊车实芯轮、煤矿喷浆机用组合板、万吨电动轮自卸车上的油封环、高压电缆护套冷补胶等，在矿山建设中也发挥了巨大作用。目前有很多矿用耐磨弹性产品等待我们去开发和推广。
4.鞋用聚氨酯弹性体。自从台商陆续来到大陆后，中国的制鞋业发展迅速。聚氨酯弹性具有缓冲性能好、重量轻、耐磨防滑等优点，现已成为制鞋行业的重要支撑材料。许多鞋子的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件，如高尔夫鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、安全鞋等。，均采用聚氨酯弹性体，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动性能。
5.医用聚氨酯弹性体。良好的生物相容性、血液相容性和无添加剂是TPU和CPU材料应用于医疗领域的重要原因。目前已开发成功的医用弹性体产品有:气管套管、假体、计划生育用栓剂、颅骨缺损修复材料、避孕套等。，它们在医疗卫生领域的应用前景还是很广阔的。
6.新型聚氨酯复合板。英国正在开发一种叫做SPS胶合板系统的聚氨酯复合板，这将给造船业带来一场革命。它由两层9mm厚的钢板和注入其间的40mm厚的聚氨酯弹性体组成。一旦研制成功，可替代造船工业使用的传统增强钢板材料。其优点是:节省制造时间，节省钢板，减轻船体重量，抗冲击，抗疲劳，减震，降噪，隔热。一旦将来SPS系统的复合材料用于造船，造船业消耗的聚氨酯弹性体将是一个非常惊人的数字。
注:此信息未经中国塑料工业网证实，仅供参考。