隨著社會的發展和技術的進步,新材料的應用越來越廣泛,聚氨酯彈性體自從上世紀80年(nian)代(dai)初(chu)開(kai)始(shi)從(cong)軍(jun)用(yong)轉(zhuan)為(wei)軍(jun)民(min)兩(liang)用(yong),並(bing)以(yi)民(min)用(yong)為(wei)主(zhu)後(hou),產(chan)品(pin)的(de)品(pin)種(zhong)牌(pai)號(hao)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia),生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)日(ri)益(yi)擴(kuo)大(da),在(zai)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)各(ge)部(bu)門(men)及(ji)人(ren)們(men)的(de)衣(yi)食(shi)住(zhu)行(xing)各(ge)方(fang)麵(mian)所(suo)發(fa)揮(hui)的(de)作(zuo)用(yong)日(ri)趨(qu)重(zhong)要(yao)。本(ben)文(wen)擬(ni)從(cong)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),談(tan)談(tan)聚(ju)氨(an)酯(zhi)彈(dan)性(xing)體(ti)的(de)優(you)缺(que)點(dian)及(ji)其(qi)應(ying)用(yong)開(kai)發(fa)的(de)現(xian)狀(zhuang)和(he)前(qian)景(jing)。
一、聚氨酯彈體的主要優點
1、性xing能neng的de可ke調tiao節jie範fan圍wei大da。多duo項xiang物wu理li機ji械xie性xing能neng指zhi標biao均jun可ke通tong過guo對dui原yuan材cai料liao的de選xuan擇ze和he配pei方fang的de調tiao整zheng,在zai一yi定ding範fan圍wei內nei變bian化hua,從cong而er滿man足zu用yong戶hu對dui製zhi品pin性xing能neng的de不bu同tong要yao求qiu。譬pi如ru硬ying度du,往wang往wang是shi用yong戶hu對dui製zhi品pin的de一yi個ge重zhong要yao指zhi標biao,聚ju氨an酯zhi彈dan性xing體ti既ji可ke製zhi成cheng邵shao爾erA硬度20左右的軟質印刷膠輥,又可製成邵爾D硬度70以(yi)上(shang)的(de)硬(ying)質(zhi)軋(zha)鋼(gang)膠(jiao)輥(gun),這(zhe)是(shi)一(yi)般(ban)彈(dan)性(xing)體(ti)材(cai)料(liao)所(suo)難(nan)以(yi)做(zuo)到(dao)的(de)。聚(ju)氨(an)酯(zhi)彈(dan)性(xing)體(ti)是(shi)由(you)許(xu)多(duo)柔(rou)性(xing)鏈(lian)段(duan)和(he)剛(gang)性(xing)鏈(lian)段(duan)組(zu)成(cheng)的(de)極(ji)性(xing)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao),隨(sui)著(zhe)剛(gang)性(xing)鏈(lian)段(duan)比(bi)例(li)的(de)提(ti)高(gao)和(he)極(ji)性(xing)基(ji)團(tuan)密(mi)度(du)的(de)增(zeng)加(jia),彈(dan)性(xing)體(ti)原(yuan)強(qiang)度(du)和(he)硬(ying)度(du)會(hui)相(xiang)應(ying)提(ti)高(gao)。
2、耐磨性能優越。特別是在有水、youdengrunshijiezhicunzaidegongzuotiaojianxia,qinaimoxingwangwangshiputongxiangjiaocailiaodejibeidaojishibei。jinshucailiaorugangtiedengsuiranhenjianying,danbingbuyidingnaimo,ruhuangheguangaiqudedaxingshuibeng,qiguoliubujianjinshukouhuanhebaohuquanjingguodaliangnishadechongshua,yongbulejibaixiaoshijiuyanzhongmosun漏水,而采用聚氨酯彈性體包覆的口環和保護圈則連續運行1800小進仍未磨損。其它如碾米用的礱穀機膠輥、選煤用的振動篩篩板、運動場的徑賽跑道、吊車鏟車用的動態油密封圈、電dian梯ti輪lun和he旱han冰bing鞋xie輪lun等deng等deng也ye都dou是shi聚ju氨an酯zhi彈dan性xing體ti的de用yong武wu之zhi地di。在zai此ci需xu提ti到dao的de一yi點dian是shi,要yao提ti高gao中zhong低di硬ying度du聚ju氨an酯zhi彈dan性xing體ti製zhi件jian的de摩mo擦ca係xi數shu,改gai善shan在zai承cheng載zai負fu荷he下xia的de耐nai磨mo性xing能neng,可ke在zai這zhe類lei聚ju氨an酯zhi彈dan性xing體ti中zhong添tian加jia少shao量liang二er硫liu化hua鋁lv、石墨或矽油等潤滑劑。
3、加工方式多樣,適用性廣泛。聚氨酯彈性體既可跟通用橡膠一樣采用塑煉、混煉、硫化工藝成型(指MPU);也可以製成液體橡膠,澆注模壓成型或噴塗、灌封、離心成型(指CPU);還可以製成顆粒料,與普通塑料一樣,用注射、擠出、壓延、吹塑等工藝成型(指CPU)。模壓或注射成型的製件,在一定的硬度範圍內,還可以進行切割、修磨、鑽孔等機械加工。加工的多樣性,使聚氨酯彈性體的適用性十分廣泛,應用領域不斷擴大。
4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐輻射、耐低溫,透聲性好,粘接力強,生物相容性和血液相容性優秀。這些優點正是聚氨酯彈性體在軍工、航天、聲學、生物學等領域獲得廣泛應用的原因。
二、酯氨酯彈性體的不足之處
但聚氨酯彈性體並非十全十美,它的主要缺點是:
1、內生熱大,耐高溫性能一般。正常使用溫度範圍是-40~120℃使用。若需在高頻振蕩條件或高溫條件下長期作用,則必須在結構設計或配方上采取相應改性措施。
2、不耐強極性溶劑和強酸堿介質。在一定溫度下,醇、酸、酮會使聚氨酯彈性體溶脹和降解,氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶劑在常溫下就會使聚氨酯彈性體溶脹。
三、聚氯酯彈性體的應用和開發
zongshangsuoshu,juanzhidanxingtidezonghexingnengshishifenyouyuede。jinnianlai,geguodouzaigenjushichangxuqiuqingkuangjiaqiangqiyingyongkaifayanjiu,kaifadezhongdianzaiyixiajigefangmian:
1、汽車用聚氨酯彈性體。現今的汽車工業正在向高性能、低重量、舒適與安全的方向發展。橡塑合成材料正在逐步取代金屬材料,這就為聚氨酯彈性體的應用開辟了極為廣闊的前景。美國Goodrich公司開發出第二代TPU,其商務名為Estaloc。該產品保持了第一代TPU Estaloc的特性,並采用中空玻璃球作填料,使光澤度提高了15%yishang,keyongyuzhizaoqichebianbanhejianzhendiandeng。zaiqicheshanganzhuanganquanqinang,shixiandaiqichegongyefazhandexuyao,duibaohujiashiyuandeshengminganquanyouzhongdazuoyong。zhezhongqinangbixujubeiyidingqiangducainengjingshougaosuchongji,haiyaoyoujiaohaodediwenrouxing,shiyiyongjuanzhizhizuo,meigeqinangyongjiaoliangyue300克ke。我wo國guo大da部bu分fen汽qi車che尚shang未wei安an裝zhuang氣qi囊nang,市shi場chang需xu求qiu量liang很hen大da。利li用yong聚ju氨an酯zhi彈dan性xing體ti的de高gao強qiang度du和he高gao承cheng載zai能neng力li。可ke製zhi造zao中zhong低di速su載zai重zhong車che輛liang用yong輪lun胎tai,強qiang度du和he高gao承cheng載zai能neng力li,可ke製zhi造zao中zhong低di速su載zai重zhong車che輛liang用yong輪lun胎tai,其qi承cheng載zai能neng力li是shi用yong天tian然ran膠jiao製zhi造zao的de同tong規gui格ge輪lun胎tai的de7倍。近年來,一種新型綠色聚氨酯複合輪胎正在研究開發之中,它是以新舊橡膠光胎為基體,澆注上一定厚度的高耐磨、耐刺紮的聚氨酯橡膠膠麵層,目前正處於裏程試驗階段,不久後有望投入指生產。
2、建築用聚氨酯彈性體。傳統的瀝青油氈防水材料已逐步被堅固耐用、整體施工的聚氨酯防水材料所替代;運動場的跑道在10年前隻有國家級的正式比賽場地才用聚氨酯鋪裝材料,而現在大部分省市體育場、大中專院校,甚至一些中小學也都鋪上了聚氨酯塑膠跑道;大型橋梁的伸縮縫、feijichangpaodaojigaosugongludeqianfengyekaishicaiyongchangwenguhuadejulvzhidanxingtizhizuogaosutieludeguizhenshishifenlixiangdecailiao,ribenxinganxiantielutongguodesuidaoheqiaoliangshangsuopudeguizhenjiushicaiyonglejulvzhidanxingticailiao。zheyixindeyingyongchongfenfahuilejulvsuandanxingtizhiqing、吸震性好、耐老化等特點,很好推廣價值。
3、礦山用聚氯酯彈性體。煤礦、金屬及非金屬礦山對高耐磨、高強度而又富有彈性的非金屬材料需求量很大。近10nianlai,xuduoxuanzemeichangyongjulvzhidanxingshaixuanbanqudailebenzhongdejinshushaiban,bujindadayanchangleshaibandeshiyongshouming,erqiemingxianjiangdilecaozuohuanjingdezaoyin,jienengjianghaoxiaoguomingxian。qitaruyongyuzhizuogutifenlidexuanliuqi、阻燃抗靜電的耐磨運輸帶、礦用單軌吊車的實芯輪、煤礦噴漿機用結合板、萬噸電動輪自卸車上的油密封圈、高壓電纜護套的冷補膠等也都為礦山建設發揮了巨大作用。目前還有許多礦山用耐磨彈性製品正等待我們去開發和推廣。
4、鞋用聚氯酯彈性體。自從台商紛紛來到大陸,我國的製鞋業發展迅速。聚氯酯彈性具有緩衝性能好、質輕、耐磨、防滑等優點,現已成為製鞋工業中一種重要的配套材料,高爾夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅遊鞋、安全鞋等許多鞋的鞋底、鞋跟、鞋頭、鞋墊等重要配件都是用聚氯酯彈性體製成的,不僅美觀大方,而且舒適耐用,還能提高運動成績。
5、醫用聚氨酯彈性體。良好的生物相容性、血液相容性、無各種添加劑是TPU和CPU材料在醫療領域獲得應用的重要原因。目前已開發成功的醫用彈性體製品有:氣管套管、假肢、計劃生育用的栓堵劑、顱骨缺損修補材料、安全套等等,其在醫療衛生領域應用的前景還十分廣闊。
6、新型聚氨酯複合板材。英國正在開發一種稱為SPS夾板層係統的聚氨酯複合板材,將給造船業帶來一場革命。它包括兩層9mm厚的鋼板和被注入它們中間的40mm厚的聚氨酯彈性體,一旦開發成功,可取代傳統造船業用的加強鋼板材料,其優點是:節省製造時間、節約鋼板、減輕船體重量、抗衝擊、耐疲勞、減震、消音、隔熱。一旦將來采用SPS係統的複合材料來造船的話,造船業所耗用的聚氨酯彈性體將是一個十分驚人的數字。
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