聚氨酯弹性體(tǐ)的特性与应用(yòng)

    1.聚氨酯弹性體(tǐ)的特性

    聚氨酯弹性體(tǐ)的综合性能(néng)出众，任何其他(tā)橡胶和塑料都无与伦比。而且聚氨酯弹性體(tǐ)可(kě)根据加工成型的要求进行加工，几乎能(néng)用(yòng)高分(fēn)子材料的任何一种常规工艺加工，如混炼模压、液體(tǐ)浇注、熔融注射、挤出、压延、吹塑、胶液涂覆、纺丝和机械加工等。聚氨酯弹性體(tǐ)的用(yòng)途十分(fēn)广泛，产品几乎遍及多(duō)用(yòng)领域。聚氨酯弹性體(tǐ)综合性能(néng)出众，主要表现在弹性體(tǐ)兼备了从橡胶到塑料的许多(duō)宝贵特性。

    （1）硬度范围宽。而且在高硬度下仍具有(yǒu)良好的橡胶弹性和伸長(cháng)率。

    （2）强度高。在橡胶硬度下他(tā)们的拉伸强度和撕裂强度比通用(yòng)橡胶高得多(duō)；在塑料硬度下，他(tā)们的冲击强度和弯曲强度又(yòu)比塑料高得多(duō)。

    （3）性能(néng)的可(kě)调节范围大。多(duō)项物(wù)理(lǐ)机械性能(néng)指标均可(kě)通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用(yòng)户对制品性能(néng)的不同要求

    （4）耐磨。有(yǒu)“耐磨橡胶”的佳称。特别是在有(yǒu)水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很(hěn)坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉區(qū)的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用(yòng)不了几百小(xiǎo)时就严重磨损漏水，而采用(yòng)聚氨酯弹性體(tǐ)包覆的口环和保护圈则连续运行1800小(xiǎo)进仍未磨损。其它如碾米用(yòng)的砻谷机胶辊、选煤用(yòng)的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊車(chē)铲車(chē)用(yòng)的动态油密封圈、電(diàn)梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性體(tǐ)的用(yòng)武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性體(tǐ)制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能(néng)，可(kě)在这类聚氨酯弹性體(tǐ)中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。

    （5）耐油。聚酯型聚氨酯弹性體(tǐ)的耐油性不低于丁腈橡胶，与聚硫橡胶相当。

    （6）耐臭氧性能(néng)优良。

    （7）吸震、抗辐射和耐透气性能(néng)好。

    （8）加工方式多(duō)样，适用(yòng)性广泛。聚氨酯弹性體(tǐ)既可(kě)跟通用(yòng)橡胶一样采用(yòng)塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可(kě)以制成液體(tǐ)橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可(kě)以制成颗粒料，与普通塑料一样，用(yòng)注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可(kě)以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多(duō)样性，使聚氨酯弹性體(tǐ)的适用(yòng)性十分(fēn)广泛，应用(yòng)领域不断扩大。

    这些优点正是聚氨酯弹性體(tǐ)在军工、航天、声學(xué)、生物(wù)學(xué)等领域获得广泛应用(yòng)的原因。

    聚氨酯弹性體(tǐ)的不足方面：

    （1）内生热大，耐高温性能(néng)一般，特别是耐湿热性能(néng)不好。正常使用(yòng)温度范围是-40~120℃使用(yòng)。若需在高频振荡条件或高温条件下長(cháng)期作用(yòng)，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。

    （2）不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性體(tǐ)溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性體(tǐ)溶胀

    聚氨酯弹性體(tǐ)的应用(yòng)和开发

    综上所述，聚氨酯弹性體(tǐ)的综合性能(néng)是十分(fēn)优越的。近年来，各國(guó)都在根据市场需求情况加强其应用(yòng)开发研究，开发的重点在以下几个方面：

    汽車(chē)用(yòng)聚氨酯弹性體(tǐ)

    现今的汽車(chē)工业正在向高性能(néng)、低重量、舒适与安全的方向发展。橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就為(wèi)聚氨酯弹性體(tǐ)的应用(yòng)开辟了极為(wèi)广阔的前景。美國(guó)Goodrich公司开发出第二代TPU，其商(shāng)務(wù)名為(wèi)Estaloc。该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性，并采用(yòng)中空玻璃球作填料，使光泽度提高了15%以上，可(kě)用(yòng)于制造汽車(chē)边板和减震垫等。在汽車(chē)上安装安全气囊，是现代汽車(chē)工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有(yǒu)重大作用(yòng)。这种气囊必须具备一定强度才能(néng)经受高速冲击，还要有(yǒu)较好的低温柔性，适宜用(yòng)聚氨酯制作，每个气囊用(yòng)胶量约300克。我國(guó)大部分(fēn)汽車(chē)尚未安装气囊，市场需求量很(hěn)大。利用(yòng)聚氨酯弹性體(tǐ)的高强度和高承载能(néng)力。可(kě)制造中低速载重車(chē)辆用(yòng)轮胎，强度和高承载能(néng)力，可(kě)制造中低速载重車(chē)辆用(yòng)轮胎，其承载能(néng)力是用(yòng)天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新(xīn)型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新(xīn)旧橡胶光胎為(wèi)基體(tǐ)，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层，目前正处于里程试验阶段，不久后有(yǒu)望投入指生产。

    建筑用(yòng)聚氨酯弹性體(tǐ)

    传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用(yòng)、整體(tǐ)施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有(yǒu)國(guó)家级的正式比赛场地才用(yòng)聚氨酯铺装材料，而现在大部分(fēn)省市體(tǐ)育场、大中专院校，甚至一些中小(xiǎo)學(xué)也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用(yòng)常温固化的聚氯酯弹性體(tǐ)制作高速铁路的轨枕是十分(fēn)理(lǐ)想的材料，日本新(xīn)干線(xiàn)铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用(yòng)了聚氯酯弹性體(tǐ)材料。这一新(xīn)的应用(yòng)充分(fēn)发挥了聚氯酸弹性體(tǐ)质轻、吸震性好、耐老化等特点，很(hěn)好推广价值。

    矿山(shān)用(yòng)聚氯酯弹性體(tǐ)

    煤矿、金属及非金属矿山(shān)对高耐磨、高强度而又(yòu)富有(yǒu)弹性的非金属材料需求量很(hěn)大。近10年来，许多(duō)选择煤厂用(yòng)聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延長(cháng)了筛板的使用(yòng)寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能(néng)降耗效果明显。其它如用(yòng)于制作固體(tǐ)分(fēn)离的旋流器、阻燃抗静電(diàn)的耐磨运输带、矿用(yòng)单轨吊車(chē)的实芯轮、煤矿喷浆机用(yòng)结合板、万吨電(diàn)动轮自卸車(chē)上的油密封圈、高压電(diàn)缆护套的冷补胶等也都為(wèi)矿山(shān)建设发挥了巨大作用(yòng)。目前还有(yǒu)许多(duō)矿山(shān)用(yòng)耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。

    鞋用(yòng)聚氯酯弹性體(tǐ)

    自从台商(shāng)纷纷来到大陆，我國(guó)的制鞋业发展迅速。聚氯酯弹性具有(yǒu)缓冲性能(néng)好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成為(wèi)制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪(xuě)鞋、旅游鞋、安全鞋等许多(duō)鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用(yòng)聚氯酯弹性體(tǐ)制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用(yòng)，还能(néng)提高运动成绩。

    医用(yòng)聚氨酯弹性體(tǐ)

    良好的生物(wù)相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU和CPU材料在医疗领域获得应用(yòng)的重要原因。目前已开发成功的医用(yòng)弹性體(tǐ)制品有(yǒu)：气管套管、假肢、计划生育用(yòng)的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用(yòng)的前景还十分(fēn)广阔。

    新(xīn)型聚氨酯复合板材

    英國(guó)正在开发一种称為(wèi)SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材，将给造船业带来一场革命。它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酯弹性體(tǐ)，一旦开发成功，可(kě)取代传统造船业用(yòng)的加强钢板材料，其优点是：节省制造时间、节约钢板、减轻船體(tǐ)重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。一旦将来采用(yòng)SPS系统的复合材料来造船的话，造船业所耗用(yòng)的聚氨酯弹性體(tǐ)将是一个十分(fēn)惊人的数字。