Hlavné vlastnosti polyuretánového elastoméru
1.1 Tvrdosť
Rozsah tvrdosti bežnej gumy je Shore A20 až Shore A90, tvrdosť plastu je približne Shore A95 až Shore D100 a tvrdosť polyuretánového elastoméru je taká nízka ako Shore A10 a taká vysoká ako Shore D80 a nevyžaduje pomoc. plniva. Zvlášť cenné je, že elastomér má stále dobrú elasticitu gumy a ťažnosť pod plastickou tvrdosťou, zatiaľ čo obyčajná guma môže získať vyššiu tvrdosť len pridaním veľkého množstva plniva a na úkor výrazného zníženia elasticity a predĺženia. Uvádza sa, že keď je tvrdosť vyššia ako 75D, jeho elasticita sa vážne stratí, a keď je tvrdosť vyššia ako 85D, nejde o elastický materiál.
1.2 Mechanická pevnosť
Polyuretánové elastoméry majú vysokú mechanickú pevnosť, prejavujúcu sa v Youngovom module, pevnosti v roztrhnutí a únosnosti.
1.2.1Youngov modul a pevnosť v ťahu V rámci limitu pružnosti sa pomer napätia v ťahu k deformácii nazýva Youngov modul (E) alebo modul pružnosti.
Polyuretánové elastoméry, podobne ako iné elastoméry, sa riadia Hookovou vetou len pri malom predĺžení (asi 2,5 percenta). Ale jeho Youngov modul je oveľa vyšší ako u iných elastomérov. Okrem toho Youngov modul polyuretánových elastomérov pokrýva gumu a plasty a rozsah je široký, neporovnateľný s inými materiálmi.
1.2.2 Sila roztrhnutia
Pevnosť proti roztrhnutiu polyuretánového elastoméru je veľmi vysoká, najmä polyesterového typu, ktorý je viac ako dvojnásobný v porovnaní s prírodným kaučukom.
1.2.3 Nosnosť
Hoci pevnosť v tlaku polyuretánových elastomérov nie je pri nízkej tvrdosti vysoká, polyuretánové elastoméry môžu tvrdosť zvýšiť za predpokladu zachovania elasticity gumy, čím sa dosiahne vysoká únosnosť. Tvrdosť iných gúm je značne obmedzená, takže únosnosť sa nedá výrazne zlepšiť.
1.3 Odolnosť proti opotrebovaniu
Odolnosť polyuretánových elastomérov proti opotrebovaniu je veľmi vynikajúca a výsledky testov sú vo všeobecnosti v rozsahu {{0}}.03 až 0,20 mm3/m, čo je približne 3 až 5-násobok z prírodného kaučuku. Pri skutočnom použití, vplyvom faktorov, ako sú mazivá, je účinok často lepší. Odolnosť proti opotrebeniu úzko súvisí s pevnosťou v roztrhnutí a stavom povrchu materiálu. Pevnosť proti roztrhnutiu polyuretánového elastoméru je oveľa vyššia ako u iných kaučukov, ale jeho vlastný koeficient trenia nie je nízky, zvyčajne je vyšší ako 0,5, čo si vyžaduje pridanie olejových mazív alebo pridanie malého množstva disulfidu molybdénu alebo grafitu, silikónového oleja, prášku tetrafluóretylénu, atď., aby sa znížil koeficient trenia a znížilo sa vytváranie tepla trením. Okrem toho koeficient trenia súvisí aj s faktormi ako tvrdosť materiálu a povrchová teplota. Vo všetkých prípadoch sa koeficient trenia zvyšuje s klesajúcou tvrdosťou a zvyšuje sa so zvyšujúcou sa povrchovou teplotou. Maximum sa dosiahne pri asi 60 stupňoch.
1.4 Vlastnosti odolnosti voči olejom a chemikáliám
Polyuretánový elastomér, najmä polyesterový polyuretánový elastomér, je druh silného polárneho polymérneho materiálu. Má malú afinitu k nepolárnemu minerálnemu oleju a ťažko sa eroduje v palivovom oleji (ako je petrolej, benzín) a mechanickom oleji (ako je hydraulický olej, motorový olej, mazací olej atď.), oveľa lepšie ako bežná guma, a možno ho kombinovať s kaučukom porovnateľným s nitrilovým kaučukom. V alkoholoch, esteroch, ketónoch a aromatických uhľovodíkoch však veľmi napučiava a pri vysokej teplote sa postupne ničí. Výrazné napučiavanie a niekedy degradácia v halogénovaných uhľovodíkoch. Polyuretánový elastomér ponorený do anorganického roztoku, ak nie je prítomný katalyzátor, je podobný ponoreniu do vody. V slabej kyseline a slabom alkalickom roztoku sa rozkladá rýchlejšie ako vo vode a silná kyselina a silná alkália majú väčší korozívny účinok na polyuretán.
Teplota použitia polyuretánového elastoméru v oleji je nižšia ako 110 stupňov, čo je viac ako teplota na vzduchu. Pri multiinžinierskych aplikáciách je však olej vždy kontaminovaný vodou. Testy ukázali, že pokiaľ olej obsahuje 0,02 percenta vody, takmer všetka voda sa môže preniesť do elastoméru. V tomto čase bude efekt použitia výrazne odlišný.
1.5 Vodeodolnosť
Odolnosť polyuretánových elastomérov voči vode pri izbovej teplote je dobrá a v priebehu jedného alebo dvoch rokov nenastane žiadna zjavná hydrolýza, najmä pri typoch polybutadiénu, polyéteru a polykarbonátu. Prostredníctvom vylepšeného testu odolnosti voči vode metóda extrapolácie ukazuje, že čas potrebný na stratu polovice pevnosti v ťahu vo vode pri izbovej teplote 25 stupňov, polyesterový elastomér (polyetylénadipát-TDI-MOCA) je 10 rokov, polyéterový elastomér (PTMG-TDI-MOCA) je 50 rokov, to znamená, že polyéterový typ je 5-krát väčší ako polyesterový typ.
1.6 Odolnosť voči teplu a oxidácii
Tepelná odolnosť polyuretánových elastomérov v inertných plynoch (ako je dusík) je stále dobrá a odolnosť voči kyslíku a ozónu pri izbovej teplote je tiež veľmi dobrá, najmä polyester. Súčasné pôsobenie vysokej teploty a kyslíka však urýchli proces starnutia polyuretánu. Horná hranica teploty všeobecných polyuretánových elastomérov vo vzduchu na dlhodobé nepretržité používanie je 80-90 stupňov a pri krátkodobom používaní môže dosiahnuť 120 stupňov. Teplota, ktorá má významný vplyv na realizáciu tepelnej oxidácie je asi 130 stupňov. Pokiaľ ide o odrody, odolnosť polyesterového typu proti tepelnej oxidácii je lepšia ako odolnosť polyéterového typu. Medzi polyesterovými typmi je polyetylénadipátový typ lepší ako všeobecný polyesterový typ. V polyéterovom type je PTMG lepší ako typ PPG a oba sa zlepšujú so zvýšením tvrdosti elastoméru. Okrem toho pevnosť všeobecných polyuretánových elastomérov výrazne klesá v prostredí s vysokou teplotou.
1.7 Výkon pri nízkych teplotách
Polyuretánové elastoméry majú dobré vlastnosti pri nízkych teplotách, hlavne v tom, že teplota krehkosti je vo všeobecnosti nízka ({{0}} ~ -70 stupeň) a niektoré formulácie (ako PCL-TDI-MOCA) nie sú krehké ani pri nižších teplotách. Zároveň je veľmi dobrá aj elasticita desiatkových odrôd pri nízkych teplotách (napríklad PTMG-TDI-MOCA). Koeficient odolnosti proti stlačeniu za studena pri -45 stupni môže dosiahnuť úroveň 0.{8}},5, ale väčšina odrôd, najmä niektoré objemové odrody, ako sú bežné polyesterové elastoméry, má relatívne veľkú tendenciu kryštalizovať pri nízka teplota a nízka elasticita pri nízkej teplote, preto sa používajú ako tesnenia. V počiatočnej fáze je ľahké uniknúť olej pri -20 stupňoch .
S klesajúcou teplotou sa tvrdosť, pevnosť v ťahu, pevnosť v roztrhnutí a torzná tuhosť polyuretánových elastomérov výrazne zvýšili, zatiaľ čo odraz a predĺženie sa znížili.
1.8 Absorpcia vibrácií
Účinok polyuretánového elastoméru na striedavé namáhanie ukázal zjavnú hysterézu. Pri tomto procese sa časť energie vonkajšej sily spotrebuje vnútorným trením molekúl elastoméru a premení sa na tepelnú energiu. Táto vlastnosť sa nazýva schopnosť materiálu absorbovať vibrácie, tiež známa ako výkon absorbujúci energiu alebo výkon tlmenia. Výkon absorpcie vibrácií sa zvyčajne vyjadruje koeficientom útlmu. Koeficient útlmu vyjadruje percento naň aplikovanej energie, ktorú dokáže absorbovať deformovaný materiál. Okrem vlastností materiálu súvisí aj s okolitou teplotou a frekvenciou vibrácií. Čím vyššia je teplota, tým nižší je koeficient útlmu, tým vyššia je frekvencia vibrácií a tým väčšia je absorbovaná energia. Keď je frekvencia blízka relaxačnému času makromolekuly, absorbovaná energia je maximálna. Polyuretánové elastoméry pri izbovej teplote dokážu absorbovať 10 percent -20 percent vibračnej energie, lepšie ako nitrilový kaučuk. Je vhodný na absorbovanie veľkej sily nárazu, keď je amplitúda deformácie malá, a na absorbovanie malej sily nárazu, keď je amplitúda deformácie veľká.
Okrem toho hysterézia vytvára endogénne teplo, ktoré zvyšuje teplotu elastoméru. So zvyšujúcou sa teplotou elastoméru sa zvyšuje jeho pružnosť a znižuje sa tlmiaci výkon. Preto treba pri návrhu tlmiacich častí zvážiť vyváženosť rôznych vlastností.
1.9 Elektrické vlastnosti
Elektrické izolačné vlastnosti polyuretánových elastomérov sú relatívne dobré pri všeobecných pracovných teplotách, zhruba ekvivalentné hladinám neoprénu a fenolových živíc. Pretože sa dá odlievať a tvarovať, často sa používa ako materiál na zalievanie elektrických komponentov a opláštenie káblov. V dôsledku relatívne veľkej molekulárnej polarity a afinity k vode sa elektrické vlastnosti polyuretánových elastomérov značne menia s teplotou okolia a nie sú vhodné pre vysokofrekvenčné elektrické materiály. Elektrické vlastnosti polyuretánových elastomérov navyše klesajú so zvyšujúcou sa teplotou a zvyšujú sa so zvyšujúcou sa tvrdosťou materiálu.
1.10 Odolnosť voči žiareniu
Spomedzi syntetických polymérnych materiálov majú polyuretánové elastoméry dobrú odolnosť voči vysokoenergetickým lúčom. Stále má uspokojivý výkon pod 105-106dávkou žiarenia Gy. V prípade svetlo sfarbených alebo priehľadných elastomérov však môže dôjsť k zmene farby vplyvom žiarenia, podobne ako pri testoch starnutia horúcim vzduchom alebo atmosférickým vplyvom.
1.11 Odolnosť voči plesniam
Odolnosť polyéterpolyuretánu voči plesniam je dobrá a úroveň testu je {{0}}, to znamená, že v podstate nerastie žiadna pleseň. Polyesterový polyuretán však nie je odolný voči plesniam a výsledkom testu je silná pleseň, ktorá nie je vhodná na tropické a subtropické pole a skladovanie v horúcich a vlhkých podmienkach. Polyesterové polyuretánové elastoméry používané v teréne a v horúcom a vlhkom prostredí by mali byť pridané s antifungálnymi činidlami (ako je oktahydroxychinolín meďnatý, BCM atď., všeobecná dávka je 0,1 percenta -0,5 percenta ), aby sa zlepšila odolnosť proti plesniam . .
1.12 Biomedicínske vlastnosti
Polyuretánové materiály majú vynikajúcu biokompatibilitu. Akútne a chronické toxikologické testy a testy na zvieratách potvrdili, že medicínske polyuretánové materiály sú netoxické, neskresľujúce, nealergické, lokálne nedráždivé, neobsahujú pyrogén a sú najcennejšie. Jeden zo syntetických medicínskych polymérnych materiálov.
