聚氨酯弹性体的性能上篇

2019-01-04

1、耐磨性能

  聚氨酯弹性体的耐磨性能非常突出,测试结果一般在0.03~0.20mm3/m范围内,约为天然橡胶的3~5倍。实际使用中,由于润滑剂等因素的影响,其效果往往更好。耐磨性与材料的撕裂强度和表面状况等关系很大。聚氨酯弹性体的撕裂强度比其他橡胶高得多,但是他本身的摩擦系数并不低,一般在0.5以上,这就需要在实际使用中注意添加油类润滑剂,或加少量二硫化钼或石墨、硅油、四氟乙烯粉等,以降低摩擦系数,减少摩擦生热。此外,摩擦系数还与材料硬度和表面温度等因素有关。在所有情况下,摩擦系数都随硬度的降低而提高,随表面温度的升高而上升。约60℃达到最大值。

                         

                                                                          聚氨酯弹性体






 

    2、耐油和耐药品性能

  聚氨酯弹性体,特别是聚酯型聚氨酯弹性体,是一种强极性高分子材料。和非极性矿物油的亲和性小,在燃料油(如煤油、汽油)和机械(如液压油、机油、润滑油等)中几乎不受侵蚀,比通用橡胶好的多,可以与丁腈橡胶媲美。但是,在醇、酯、酮类及芳烃中溶胀较大,高温下逐渐破坏。在卤代烃中溶胀显著,有时还发生降解。聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中,如果没有催化剂的作用,和浸在水中相似。在弱酸、弱碱溶液中降解比在水中快。

  聚氨酯弹性体在油中的使用温度为110℃以下,比空气中的使用温度高。但是,在多工程应用中,油总是被水污染的。试验表明,只要油中含有0.02%的水,水几乎可全部转移到弹性体中,这时,使用效果就会发生显著差异。

  3、耐水性能

  聚氨酯弹性体在常温下的耐水性能是好的,一二年内不会发生明显水解作用,尤其是聚丁二烯型、聚醚型和聚碳酸酯型。通过强化耐水试验,用外推法得出,在25℃的常温水中,拉伸强度损失一半所需要的时间,聚酯型弹性体(聚己二酸乙二醇丙二醇酯-TDI-MOCA)为10年,聚醚型弹性体(PTMG-TDI-MOCA)为50年,即聚醚型为聚酯型的5倍。

  4、耐热和耐氧化性能

  聚氨酯弹性体在惰性气体(如氮气)中的耐热性能尚好,常温下耐氧和耐臭氧性能也很好,尤其是聚酯型。但是高温和氧的同时作用就会加快聚氨酯的老化进程。一般的聚氨酯弹性体在空气中长时间连续使用的温度上限是80-90℃,短时间使用可达到120℃,有的甚至可达170℃,对热氧化变现出现显著影响的温度约为130℃。按品种来说,聚酯型的耐热氧化性能比聚醚型的好。在聚酯型中,聚己二酸己二醇酯型的好于一般聚酯型。在聚醚型中,PTMG又好于PPG型,并且均随弹性体硬度提高而改善。此外一般的聚氨酯弹性体在高温环境下强度下降显著。

  5、低温性能

  聚氨酯弹性体有良好的低温性能,主要表现在脆性温度一般都很低(-50~-70℃),有的配方(如PCL-TDI-MOCA)甚至更低的温度也不脆化。同时小数品种(如PTMG-TDI-MOCA)的低温弹性也很好。-45℃的压缩耐寒系数可达到0.2-0.5的水平,但是多数品种,特别是一些大众品种,如一般的聚酯型弹性体,低温结晶倾向比较大,低温弹性不好,作为密封件使用,在-20℃以下容易初相漏油的现象。

  随着温度的下降,聚氨酯弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度和扭转刚性显著增大,回弹和伸长率下降。

                                     

                                                             耐低温型聚氨酯筒料


  6、吸振性能

  聚氨酯弹性体对交变应力的作用表现出明显的滞后现象。在这一过程中外力作用的一部分能量消耗于弹性体的分子的内摩擦,转变成为热能。这种特性叫做材料的吸振性能,也称为能量吸收性能或阻尼性能。吸振性能通常用衰减系数表示。衰减系数表示发生形变的材料能吸收施加给它的能量的百分数。它除了与材料的性质有关外,还与环境温度、振动频率有关。温度越高,衰减系数越低,振动频率越高,吸收能量越大。当频率与大分子的松弛时间相近时,吸收的能量最大。室温下的聚氨酯弹性体可吸收振动能量的10%-20%,比丁腈橡胶还好。适于在形变幅度小时吸收大的冲击力,而在形变幅度大的吸收小的冲击力。

  此外,滞后现象产生内生热,使弹性体温度升高。由于弹性体温度上升,其回弹性提高,减震性能下降,所以,在设计减振件时一定要考虑诸性能的平衡。

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