Główne właściwości elastomeru poliuretanowego
1.1 Twardość
Zakres twardości zwykłej gumy to Shore A20 do Shore A90, twardość plastiku to około Shore A95 do Shore D100, a twardość elastomeru poliuretanowego jest tak niska jak Shore A10 i tak wysoka jak Shore D80 i nie wymaga pomocy wypełniaczy. Szczególnie cenne jest to, że elastomer nadal ma dobrą elastyczność i wydłużenie gumy pod twardością plastyczną, podczas gdy zwykła guma może uzyskać wyższą twardość tylko przez dodanie dużej ilości wypełniacza i kosztem znacznego zmniejszenia elastyczności i wydłużenia. Podaje się, że gdy twardość jest wyższa niż 75D, jego elastyczność zostanie poważnie utracona, a gdy twardość jest wyższa niż 85D, nie jest to materiał elastyczny.
1.2 Wytrzymałość mechaniczna
Elastomery poliuretanowe charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, przejawiającą się w module Younga, wytrzymałości na rozdarcie i nośności.
1.2.1Moduł Younga i wytrzymałość na rozciąganie W granicach sprężystości stosunek naprężenia rozciągającego do odkształcenia nazywany jest modułem Younga (E) lub modułem sprężystości.
Elastomery poliuretanowe, podobnie jak inne elastomery, są zgodne z twierdzeniem Hooke'a tylko przy niskim wydłużeniu (około 2,5 procent). Jednak jego moduł Younga jest znacznie wyższy niż w przypadku innych elastomerów. Ponadto moduł Younga elastomerów poliuretanowych obejmuje gumę i tworzywa sztuczne, a asortyment jest szeroki, nieporównywalny z innymi materiałami.
1.2.2 Siła łez
Wytrzymałość na rozdarcie elastomeru poliuretanowego jest bardzo wysoka, zwłaszcza typu poliestrowego, który jest ponad dwukrotnie wyższy niż kauczuku naturalnego.
1.2.3 Nośność
Chociaż wytrzymałość na ściskanie elastomerów poliuretanowych nie jest wysoka przy niskiej twardości, elastomery poliuretanowe mogą zwiększać twardość zakładając utrzymanie elastyczności gumy, osiągając w ten sposób wysoką nośność. Twardość innych gum jest znacznie ograniczona, więc nośność nie może być znacznie poprawiona.
1.3 Odporność na zużycie
Odporność na zużycie elastomerów poliuretanowych jest bardzo wysoka, a wyniki testów na ogół mieszczą się w zakresie {{0}}.03 do 0,20 mm3/m, czyli około 3 do 5 razy więcej z kauczuku naturalnego. W rzeczywistym użytkowaniu, ze względu na wpływ czynników takich jak smary, efekt jest często lepszy. Odporność na zużycie jest ściśle związana z wytrzymałością na rozdarcie i stanem powierzchni materiału. Wytrzymałość elastomeru poliuretanowego na rozdarcie jest znacznie wyższa niż w przypadku innych gum, ale jego własny współczynnik tarcia nie jest niski, generalnie powyżej 0,5, co wymaga dodania smarów olejowych lub dodania niewielkiej ilości dwusiarczku molibdenu lub grafitu, oleju silikonowego, proszku tetrafluoroetylenu, itp., aby zmniejszyć współczynnik tarcia i zmniejszyć wytwarzanie ciepła tarcia. Ponadto współczynnik tarcia jest również powiązany z takimi czynnikami jak twardość materiału i temperatura powierzchni. We wszystkich przypadkach współczynnik tarcia wzrasta wraz ze spadkiem twardości i rośnie wraz ze wzrostem temperatury powierzchni. Maksimum osiąga się przy około 60 stopniach.
1.4 Właściwości odporności na oleje i chemikalia
Elastomer poliuretanowy, zwłaszcza poliestrowo-poliuretanowy elastomer, jest rodzajem silnego polarnego materiału polimerowego. Ma niewielkie powinowactwo z niepolarnym olejem mineralnym i prawie nie ulega erozji w oleju opałowym (takim jak nafta, benzyna) i mechanicznym (takim jak olej hydrauliczny, olej silnikowy, olej smarowy itp.), znacznie lepiej niż zwykła guma, i można go łączyć z gumą Porównywalną do gumy nitrylowej. Jednak silnie pęcznieje w alkoholach, estrach, ketonach i węglowodorach aromatycznych i ulega stopniowemu zniszczeniu w wysokiej temperaturze. Znaczne pęcznienie i czasami degradacja w halogenowanych węglowodorach. Elastomer poliuretanowy zanurzony w roztworze nieorganicznym, jeśli nie ma katalizatora, jest podobny do zanurzenia w wodzie. Rozkłada się szybciej w słabym kwasie i słabych roztworach zasad niż w wodzie, a mocny kwas i mocne zasady mają większy wpływ korozyjny na poliuretan.
Temperatura stosowania elastomeru poliuretanowego w oleju wynosi poniżej 110 stopni, czyli jest wyższa niż w powietrzu. Jednak w zastosowaniach wieloinżynieryjnych olej jest zawsze zanieczyszczony wodą. Testy wykazały, że dopóki olej zawiera 0,02% wody, prawie cała woda może zostać przeniesiona na elastomer. W tej chwili efekt użytkowania będzie znacznie inny.
1.5 Wodoodporność
Wodoodporność elastomerów poliuretanowych w temperaturze pokojowej jest dobra i w ciągu roku lub dwóch lat nie nastąpi żadna wyraźna hydroliza, zwłaszcza w przypadku typów polibutadienu, polieteru i poliwęglanu. Poprzez badanie podwyższonej wodoodporności metoda ekstrapolacji pokazuje, że czas potrzebny do utraty połowy wytrzymałości na rozciąganie w wodzie w temperaturze pokojowej o temperaturze 25 stopni, elastomer poliestrowy (poliadypinian polietylenu-TDI-MOCA) wynosi 10 lat, elastomer polieterowy (PTMG-TDI-MOCA) ma 50 lat, co oznacza, że typ polieterowy jest 5 razy większy niż typ poliestrowy.
1.6 Odporność na ciepło i utlenianie
Odporność termiczna elastomerów poliuretanowych w gazach obojętnych (takich jak azot) jest nadal dobra, a odporność na tlen i ozon w temperaturze pokojowej jest również bardzo dobra, zwłaszcza na poliester. Jednak jednoczesne działanie wysokiej temperatury i tlenu przyspieszy proces starzenia poliuretanu. Górna granica temperatury ogólnych elastomerów poliuretanowych w powietrzu przy długotrwałym ciągłym użytkowaniu wynosi 80-90 stopni, a przy krótkotrwałym użytkowaniu może osiągnąć 120 stopni. Temperatura mająca istotny wpływ na realizację utleniania termicznego wynosi około 130 stopni. Pod względem odmian odporność na utlenianie termiczne typu poliestrowego jest lepsza niż typu polieterowego. Wśród typów poliestrowych typ adypinianu polietylenu jest lepszy niż typ ogólnego poliestru. W typie polieterowym PTMG jest lepszy niż typ PPG i oba poprawiają się wraz ze wzrostem twardości elastomeru. Ponadto wytrzymałość ogólnych elastomerów poliuretanowych znacznie spada w środowiskach o wysokiej temperaturze.
1.7 Wydajność w niskich temperaturach
Elastomery poliuretanowe mają dobre właściwości niskotemperaturowe, głównie ze względu na to, że temperatura kruchości jest ogólnie niska ({{0}} ~ -70 stopień), a niektóre formulacje (takie jak PCL-TDI-MOCA) nie są kruche nawet w niższych temperaturach. Jednocześnie elastyczność niskotemperaturowa odmian dziesiętnych (takich jak PTMG-TDI-MOCA) jest również bardzo dobra. Współczynnik odporności na ściskanie na zimno w stopniu -45 może osiągnąć poziom 0,52-0,5, ale większość odmian, zwłaszcza niektóre odmiany luzem, takie jak ogólne elastomery poliestrowe, mają stosunkowo dużą tendencję do krystalizacji przy niska temperatura i słaba elastyczność niskotemperaturowa, dlatego są używane jako uszczelnienia. Łatwo jest wyciekać olej w początkowej fazie przy -20 stopniu.
Wraz ze spadkiem temperatury znacznie wzrosła twardość, wytrzymałość na rozciąganie, rozdarcie i skręcanie elastomerów poliuretanowych, natomiast zmniejszyły się odbicie i wydłużenie.
1.8 Wydajność pochłaniania drgań
Wpływ elastomeru poliuretanowego na naprężenia przemienne wykazał wyraźną histerezę. W procesie tym część energii siły zewnętrznej jest zużywana przez wewnętrzne tarcie cząsteczek elastomeru i zamieniana na energię cieplną. Właściwość ta nazywana jest zdolnością materiału do pochłaniania wibracji, znaną również jako zdolność pochłaniania energii lub zdolność tłumienia. Skuteczność pochłaniania drgań jest zwykle wyrażana przez współczynnik tłumienia. Współczynnik tłumienia wyraża procent przyłożonej do niego energii, która może zostać pochłonięta przez odkształcony materiał. Oprócz właściwości materiału ma to również związek z temperaturą otoczenia i częstotliwością drgań. Im wyższa temperatura, tym niższy współczynnik tłumienia, wyższa częstotliwość drgań i większa pochłonięta energia. Gdy częstotliwość jest zbliżona do czasu relaksacji makrocząsteczki, pochłonięta energia jest maksymalna. Elastomery poliuretanowe w temperaturze pokojowej mogą pochłaniać 10 procent -20 procent energii drgań, lepiej niż guma nitrylowa. Nadaje się do pochłaniania dużej siły uderzenia, gdy amplituda odkształcenia jest mała, i pochłaniania małej siły uderzenia, gdy amplituda odkształcenia jest duża.
Dodatkowo histereza generuje ciepło endogenne, które podwyższa temperaturę elastomeru. Wraz ze wzrostem temperatury elastomeru wzrasta jego sprężystość i spada skuteczność tłumienia. Dlatego przy projektowaniu elementów tłumiących należy wziąć pod uwagę równowagę różnych właściwości.
1.9 Właściwości elektryczne
Właściwości elektroizolacyjne elastomerów poliuretanowych są stosunkowo dobre w ogólnych temperaturach roboczych, w przybliżeniu równoważne poziomom żywic neoprenowych i fenolowych. Ponieważ można go odlewać i formować, jest często używany jako materiał do zalewania elementów elektrycznych i osłon kabli. Ze względu na stosunkowo dużą polaryzację cząsteczkową i powinowactwo do wody właściwości elektryczne elastomerów poliuretanowych różnią się znacznie w zależności od temperatury otoczenia i nie są odpowiednie dla materiałów elektrycznych o wysokiej częstotliwości. Ponadto właściwości elektryczne elastomerów poliuretanowych maleją wraz ze wzrostem temperatury i rosną wraz ze wzrostem twardości materiału.
1.10 Odporność na promieniowanie
Wśród syntetycznych materiałów polimerowych elastomery poliuretanowe mają dobrą odporność na promienie wysokoenergetyczne. Nadal ma zadowalającą wydajność przy dawce promieniowania 105-106Gy. Jednak w przypadku jasnych lub przezroczystych elastomerów pod wpływem promieniowania mogą wystąpić przebarwienia, podobne do obserwowanych w testach starzenia gorącego powietrza lub atmosferycznego.
1.11 Odporność na pleśń
Odporność polieteropoliuretanu na pleśń jest dobra, a poziom testu to {{0}}, co oznacza, że w zasadzie żadna pleśń nie rośnie. Jednak poliuretan poliestrowy nie jest odporny na pleśń, a wynikiem testu jest silna pleśń, która nie nadaje się do użytku na polach tropikalnych i subtropikalnych oraz przechowywania w gorących i wilgotnych warunkach. Elastomery poliestrowo-poliuretanowe stosowane w terenie oraz w gorących i wilgotnych środowiskach powinny być dodawane ze środkami przeciwgrzybiczymi (takimi jak oktahydroksychinolina miedzi, BCM itp., ogólna dawka wynosi 0,1% -00,5%) w celu poprawy odporności na pleśń . .
1.12 Właściwości biomedyczne
Materiały poliuretanowe mają doskonałą biokompatybilność. Ostre i przewlekłe testy toksykologiczne oraz testy na zwierzętach potwierdziły, że medyczne materiały poliuretanowe są nietoksyczne, nie zniekształcające, niealergiczne, niedrażniące miejscowo, nie wykazujące właściwości pirogennych i są najbardziej wartościowe. Jeden z syntetycznych medycznych materiałów polimerowych.
