Glavne lastnosti poliuretanskega elastomera
1.1 Trdota
Razpon trdote navadne gume je Shore A20 do Shore A90, trdota plastike je približno Shore A95 do Shore D100, trdota poliuretanskega elastomera pa je tako nizka kot Shore A10 in tako visoka kot Shore D80 in ne potrebuje pomoči. polnil. Posebej dragoceno je, da ima elastomer še vedno dobro gumo elastičnost in raztezek pod trdoto plastike, medtem ko navadna guma lahko pridobi večjo trdoto le z dodajanjem velike količine polnila in na račun močnega zmanjšanja elastičnosti in raztezka. Poročajo, da ko je trdota višja od 75D, bo njena elastičnost resno izgubljena, in ko je trdota višja od 85D, ni elastičen material.
1.2 Mehanska trdnost
Poliuretanski elastomeri imajo visoko mehansko trdnost, ki se kaže v Youngovem modulu, trdnosti na trganje in nosilnosti.
1.2.1Youngov modul in natezna trdnost Znotraj meje elastičnosti se razmerje med natezno napetostjo in deformacijo imenuje Youngov modul (E) ali elastični modul.
Poliuretanski elastomeri, tako kot drugi elastomeri, upoštevajo Hookeov izrek le pri nizkem raztezku (približno 2,5 odstotka). Toda njegov Youngov modul je veliko višji od drugih elastomerov. Poleg tega Youngov modul poliuretanskih elastomerov pokriva gumo in plastiko, paleta pa je široka, brez primerjave z drugimi materiali.
1.2.2 Moč trganja
Trdnost poliuretanskega elastomera je zelo visoka, zlasti poliestrskega tipa, ki je več kot dvakrat večji od naravnega kavčuka.
1.2.3 Nosilnost
Čeprav tlačna trdnost poliuretanskih elastomerov pri nizki trdoti ni visoka, lahko poliuretanski elastomeri povečajo trdoto ob predpostavki ohranjanja elastičnosti gume in s tem dosežejo visoko nosilnost. Trdota drugih gum je močno omejena, zato nosilnosti ni mogoče močno izboljšati.
1.3 Odpornost proti obrabi
Odpornost proti obrabi poliuretanskih elastomerov je zelo izjemna, rezultati testov pa so na splošno v območju {{0}}.03 do 0,20 mm3/m, kar je približno 3 do 5-krat več iz naravnega kavčuka. Pri dejanski uporabi je zaradi vpliva dejavnikov, kot so maziva, učinek pogosto boljši. Odpornost proti obrabi je tesno povezana z trdnostjo na trganje in površinskim stanjem materiala. Trdnost poliuretanskega elastomera je veliko večja od drugih kavčukov, vendar njegov lastni koeficient trenja ni nizek, običajno nad 0,5, kar zahteva dodajanje oljnih maziv ali dodajanje majhne količine molibdenovega disulfida ali grafita, silikonskega olja, tetrafluoroetilenskega prahu, itd., za zmanjšanje koeficienta trenja in zmanjšanje proizvodnje toplote zaradi trenja. Poleg tega je koeficient trenja povezan tudi z dejavniki, kot sta trdota materiala in temperatura površine. V vseh primerih se koeficient trenja povečuje z zmanjšanjem trdote in narašča z naraščajočo temperaturo površine. Najvišja vrednost je dosežena pri približno 60 stopinjah.
1.4 Lastnosti odpornosti na olje in kemikalije
Poliuretanski elastomer, zlasti poliestrski poliuretanski elastomer, je vrsta močnega polarnega polimernega materiala. Ima malo afinitete z nepolarnim mineralnim oljem in se skoraj ne erodira v kurilnem olju (kot so kerozin, bencin) in mehanskem olju (kot so hidravlično olje, motorno olje, mazalno olje itd.), veliko bolje kot običajna guma, in se lahko kombinira s primerljivo z nitrilno gumo. Vendar pa močno nabrekne v alkoholih, estrih, ketonih in aromatskih ogljikovodikih ter se pri visoki temperaturi postopoma uniči. Znatno nabrekanje in včasih razgradnja v halogeniranih ogljikovodikih. Poliuretanski elastomer, potopljen v anorgansko raztopino, če ni katalizatorja, je podoben potopitvi v vodo. V šibki kislini in šibki alkalijski raztopini se razgradi hitreje kot v vodi, močna kislina in močna alkalija pa imata večji korozivni učinek na poliuretan.
Temperatura uporabe poliuretanskega elastomera v olju je pod 110 stopinj, kar je višje kot v zraku. Vendar pa je v večinženirskih aplikacijah olje vedno onesnaženo z vodo. Preizkusi so pokazali, da dokler olje vsebuje 0,02 odstotka vode, se skoraj vsa voda lahko prenese v elastomer. V tem času bo učinek uporabe bistveno drugačen.
1.5 Vodoodpornost
Vodoodpornost poliuretanskih elastomerov pri sobni temperaturi je dobra in v enem ali dveh letih ne bo prišlo do očitne hidrolize, zlasti pri vrstah polibutadiena, polietra in polikarbonata. S testom povečane vodoodpornosti ekstrapolacijska metoda kaže, da je čas, potreben za izgubo polovice natezne trdnosti v vodi pri sobni temperaturi pri 25 stopinjah, je poliestrski elastomer (polietilen adipat-TDI-MOCA) 10 let, polieter elastomer (PTMG-TDI-MOCA) je 50 let, to pomeni, da je vrsta polietra 5-krat večja od vrste poliestra.
1.6 Toplotna in oksidacijska odpornost
Toplotna odpornost poliuretanskih elastomerov v inertnih plinih (kot je dušik) je še vedno dobra, zelo dobra pa je tudi odpornost na kisik in ozon pri sobni temperaturi, predvsem poliester. Vendar pa bo hkratno delovanje visoke temperature in kisika pospešilo proces staranja poliuretana. Zgornja temperaturna meja splošnih poliuretanskih elastomerov v zraku za dolgotrajno neprekinjeno uporabo je 80-90 stopinj, pri kratkotrajni uporabi pa lahko doseže 120 stopinj. Temperatura, ki pomembno vpliva na realizacijo toplotne oksidacije je približno 130 stopinj. Glede na sorte je odpornost na toplotno oksidacijo poliestra boljša od odpornosti polietra. Med vrstami poliestra je tip polietilen adipata boljši od splošnega tipa poliestra. Pri tipu polietra je PTMG boljši od tipa PPG in oba se izboljšata s povečanjem trdote elastomera. Poleg tega se trdnost splošnih poliuretanskih elastomerov znatno zmanjša v visokotemperaturnem okolju.
1.7 Učinkovitost pri nizkih temperaturah
Poliuretanski elastomeri imajo dobre nizkotemperaturne lastnosti, predvsem zaradi dejstva, da je temperatura krhkosti na splošno nizka ({{0}} ~ -70 stopinj), in nekatere formulacije (kot je PCL-TDI-MOCA) tudi pri nižjih temperaturah niso krhki. Hkrati je zelo dobra tudi nizkotemperaturna elastičnost decimalnih sort (kot je PTMG-TDI-MOCA). Koeficient kompresijske hladne odpornosti pri -45 stopinjah lahko doseže raven 0.2-0.5, vendar ima večina sort, zlasti nekatere vrste v razsutem stanju, kot so splošni poliestrski elastomeri, sorazmerno veliko nagnjenost k kristalizaciji pri nizka temperatura in slaba nizkotemperaturna elastičnost, zato se uporabljajo kot tesnila. V začetni fazi pri -20 stopinjah je enostavno puščati olje.
Z zniževanjem temperature so se trdota, natezna trdnost, raztrganina in torzijska togost poliuretanskih elastomerov znatno povečale, medtem ko sta se odboj in raztezek zmanjšala.
1.8 Učinkovitost absorpcije vibracij
Učinek poliuretanskega elastomera na izmenično napetost je pokazal očitno histerezo. Pri tem procesu del energije zunanje sile porabi notranje trenje molekul elastomera in se pretvori v toplotno energijo. Ta lastnost se imenuje sposobnost absorbiranja vibracij materiala, znana tudi kot zmogljivost absorbiranja energije ali zmogljivost dušenja. Učinkovitost absorpcije tresljajev je običajno izražena s koeficientom dušenja. Koeficient slabljenja izraža odstotek energije, uporabljene nanj, ki jo lahko absorbira deformirani material. Poleg lastnosti materiala je povezana tudi s temperaturo okolice in frekvenco tresljajev. Višja kot je temperatura, nižji je koeficient dušenja, višja je frekvenca vibracij in večja je absorbirana energija. Ko je frekvenca blizu relaksacijskega časa makromolekule, je absorbirana energija največja. Poliuretanski elastomeri pri sobni temperaturi lahko absorbirajo 10 odstotkov -20 odstotkov vibracijske energije, bolje kot nitrilna guma. Primeren je za absorbiranje velike udarne sile, ko je amplituda deformacije majhna, in za absorbiranje majhne udarne sile, ko je amplituda deformacije velika.
Poleg tega histereza ustvarja endogeno toploto, ki poveča temperaturo elastomera. Ko se temperatura elastomera poveča, se poveča njegova odpornost in zmanjša učinkovitost dušenja. Zato je treba pri načrtovanju dušilnih delov upoštevati ravnovesje različnih lastnosti.
1.9 Električne lastnosti
Električne izolacijske lastnosti poliuretanskih elastomerov so razmeroma dobre pri splošnih delovnih temperaturah, približno enakovredne ravni neoprena in fenolnih smol. Ker ga je mogoče liti in oblikovati, se pogosto uporablja kot material za zalivanje električnih komponent in obloge kablov. Zaradi relativno velike molekularne polarnosti in afinitete do vode se električne lastnosti poliuretanskih elastomerov močno razlikujejo glede na temperaturo okolice in niso primerne za visokofrekvenčne električne materiale. Poleg tega se električne lastnosti poliuretanskih elastomerov zmanjšujejo z naraščanjem temperature in povečujejo z naraščajočo trdoto materiala.
1.10 Odpornost na sevanje
Med sintetičnimi polimernimi materiali imajo poliuretanski elastomeri dobro odpornost na visokoenergijske žarke. Še vedno ima zadovoljivo delovanje pri odmerku sevanja 105-106Gy. Vendar pa lahko pri svetlih ali prozornih elastomerih pride do razbarvanja pod vplivom sevanja, podobno kot pri preskusih staranja z vročim zrakom ali atmosfero.
1.11 Odpornost na plesen
Odpornost na plesen polieter poliuretana je dobra, testna raven pa je {{0}}, kar pomeni, da v bistvu ne raste plesen. Vendar pa poliester poliuretan ni odporen proti plesni, rezultat testa pa je huda plesen, ki ni primerna za uporabo v tropskih in subtropskih pogojih ter shranjevanje v vročih in vlažnih pogojih. Poliestrske poliuretanske elastomere, ki se uporabljajo na terenu ter v vročem in vlažnem okolju, je treba dodati s protiglivičnimi sredstvi (kot so bakrov oktahidroksikinolin, BCM itd., splošni odmerek je 0,1 odstotka -0, 5 odstotka), da se izboljša odpornost proti plesni . .
1.12 Biomedicinske lastnosti
Poliuretanski materiali imajo odlično biokompatibilnost. Akutni in kronični toksikološki testi ter testi na živalih so potrdili, da so medicinski poliuretanski materiali nestrupeni, ne popačijo, niso alergični, ne lokalno dražijo in ne poznajo pirogena ter so najbolj dragoceni. Eden od sintetičnih medicinskih polimernih materialov.
