Hlavní vlastnosti polyuretanového elastomeru
1.1 Tvrdost
Rozsah tvrdosti běžné pryže je Shore A20 až Shore A90, tvrdost plastu je asi Shore A95 až Shore D100 a tvrdost polyuretanového elastomeru je tak nízká jako Shore A10 a vysoká jako Shore D80 a nevyžaduje pomoc. plniv. Obzvláště cenné je, že elastomer má stále dobrou elasticitu pryže a tažnost pod plastovou tvrdostí, zatímco běžná pryž může získat vyšší tvrdost pouze přidáním velkého množství plniva a na úkor značného snížení elasticity a prodloužení. Uvádí se, že když je tvrdost vyšší než 75D, jeho elasticita se vážně ztratí, a když je tvrdost vyšší než 85D, nejedná se o elastický materiál.
1.2 Mechanická pevnost
Polyuretanové elastomery mají vysokou mechanickou pevnost, projevující se Youngovým modulem, pevností v roztržení a únosností.
1.2.1Youngův modul a pevnost v tahu V rámci meze pružnosti se poměr napětí v tahu k deformaci nazývá Youngův modul (E) nebo modul pružnosti.
Polyuretanové elastomery, stejně jako ostatní elastomery, se řídí Hookovým teorémem pouze při nízkém prodloužení (asi 2,5 procenta). Ale jeho Youngův modul je mnohem vyšší než u jiných elastomerů. Kromě toho Youngův modul polyuretanových elastomerů pokrývá pryž a plasty a rozsah je široký, nesrovnatelný s jinými materiály.
1.2.2 Síla roztržení
Pevnost v roztržení polyuretanového elastomeru je velmi vysoká, zejména polyesterového typu, který je více než dvojnásobný ve srovnání s přírodním kaučukem.
1.2.3 Nosnost
Přestože pevnost v tlaku polyuretanových elastomerů není při nízké tvrdosti vysoká, mohou polyuretanové elastomery tvrdost zvýšit za předpokladu zachování elasticity pryže, a tím dosáhnout vysoké únosnosti. Tvrdost ostatních pryží je značně omezená, takže únosnost nelze příliš zlepšit.
1.3 Odolnost proti opotřebení
Odolnost polyuretanových elastomerů proti opotřebení je velmi vynikající a výsledky testů jsou obecně v rozsahu {{0}}.03 až 0,20 mm3/m, což je asi 3 až 5krát více z přírodního kaučuku. Při skutečném použití je účinek díky vlivu faktorů, jako jsou maziva, často lepší. Odolnost proti opotřebení úzce souvisí s pevností v roztržení a stavem povrchu materiálu. Pevnost v roztržení polyuretanového elastomeru je mnohem vyšší než u jiných kaučuků, ale jeho vlastní koeficient tření není nízký, obecně nad 0,5, což vyžaduje přidání olejových maziv nebo přidání malého množství disulfidu molybdenu nebo grafitu, silikonového oleje, prášku tetrafluorethylenu, atd., ke snížení koeficientu tření a snížení tvorby třecího tepla. Kromě toho koeficient tření souvisí také s faktory, jako je tvrdost materiálu a povrchová teplota. Ve všech případech se součinitel tření zvyšuje s klesající tvrdostí a zvyšuje se s rostoucí teplotou povrchu. Maximum je dosaženo při asi 60 stupních.
1.4 Vlastnosti odolnosti vůči olejům a chemikáliím
Polyuretanový elastomer, zejména polyesterový polyuretanový elastomer, je druh silného polárního polymerního materiálu. Má malou afinitu k nepolárnímu minerálnímu oleji a téměř nepodléhá erozi v topném oleji (jako je petrolej, benzín) a mechanickém oleji (jako je hydraulický olej, motorový olej, mazací olej atd.), mnohem lépe než běžná pryž, a lze jej kombinovat s nitrilkaučukem srovnatelným. V alkoholech, esterech, ketonech a aromatických uhlovodících však velmi bobtná a při vysoké teplotě se postupně ničí. Výrazné bobtnání a někdy degradace v halogenovaných uhlovodících. Polyuretanový elastomer ponořený do anorganického roztoku, pokud není katalyzátor, je podobný ponoření do vody. Ve slabé kyselině a slabém alkalickém roztoku se rozkládá rychleji než ve vodě a silná kyselina a silná zásada mají na polyuretan větší korozivní účinek.
Teplota použití polyuretanového elastomeru v oleji je nižší než 110 stupňů, což je více než teplota na vzduchu. V multiinženýrských aplikacích je však olej vždy kontaminován vodou. Testy ukázaly, že pokud olej obsahuje 0,02 procenta vody, téměř všechna voda může být převedena do elastomeru. V tomto okamžiku bude účinek použití výrazně odlišný.
1.5 Voděodolnost
Odolnost polyuretanových elastomerů vůči vodě při pokojové teplotě je dobrá a během jednoho nebo dvou let nedojde k žádné zjevné hydrolýze, zejména u typů polybutadienu, polyetheru a polykarbonátu. Prostřednictvím zvýšeného testu odolnosti vůči vodě metoda extrapolace ukazuje, že doba potřebná pro ztrátu poloviny pevnosti v tahu ve vodě při pokojové teplotě 25 stupňů, polyesterový elastomer (polyethylenadipát-TDI-MOCA) je 10 let, polyetherový elastomer (PTMG-TDI-MOCA) je 50 let, to znamená, že typ polyetheru je 5krát vyšší než u typu polyesteru.
1.6 Odolnost vůči teplu a oxidaci
Tepelná odolnost polyuretanových elastomerů v inertních plynech (jako je dusík) je stále dobrá a odolnost vůči kyslíku a ozónu při pokojové teplotě je také velmi dobrá, zejména polyester. Současné působení vysoké teploty a kyslíku však urychlí proces stárnutí polyuretanu. Horní hranice teploty obecných polyuretanových elastomerů ve vzduchu pro dlouhodobé nepřetržité používání je 80-90 stupňů a při krátkodobém používání může dosáhnout 120 stupňů. Teplota, která má významný vliv na realizaci tepelné oxidace, je asi 130 stupňů. Pokud jde o odrůdy, odolnost proti tepelné oxidaci polyesterového typu je lepší než u polyetherového typu. Mezi polyesterovými typy je polyethylenadipátový typ lepší než obecný polyesterový typ. U polyetherového typu je PTMG lepší než typ PPG a oba se zlepšují se zvýšením tvrdosti elastomeru. Kromě toho pevnost obecných polyuretanových elastomerů výrazně klesá v prostředí s vysokou teplotou.
1.7 Výkon při nízkých teplotách
Polyuretanové elastomery mají dobré vlastnosti při nízkých teplotách, zejména ve skutečnosti, že teplota křehkosti je obecně nízká ({{0}} ~ -70 stupeň), a některé formulace (jako PCL-TDI-MOCA) nejsou křehké ani při nižších teplotách. Zároveň je velmi dobrá i nízkoteplotní elasticita desítkových odrůd (např. PTMG-TDI-MOCA). Koeficient odolnosti proti stlačování za studena na -45 stupni může dosáhnout úrovně 0.{8}},5, ale většina odrůd, zejména některé objemové varianty, jako jsou obecné polyesterové elastomery, mají relativně velkou tendenci krystalizovat při nízká teplota a špatná elasticita při nízkých teplotách, takže se používají jako těsnění. V počáteční fázi je snadné uniknout olej při -20 stupních.
S klesající teplotou se výrazně zvýšila tvrdost, pevnost v tahu, pevnost v roztržení a torzní tuhost polyuretanových elastomerů, zatímco odskok a prodloužení se snížily.
1.8 Absorpce vibrací
Účinek polyuretanového elastomeru na střídavé napětí ukázal zřejmou hysterezi. Při tomto procesu je část energie vnější síly spotřebována vnitřním třením molekul elastomeru a přeměněna na tepelnou energii. Tato vlastnost se nazývá schopnost materiálu pohlcovat vibrace, známá také jako účinnost pohlcování energie nebo účinnost tlumení. Absorpce vibrací se obvykle vyjadřuje koeficientem útlumu. Koeficient útlumu vyjadřuje procento energie na něj aplikované, které může být absorbováno deformovaným materiálem. Kromě vlastností materiálu souvisí i s okolní teplotou a frekvencí vibrací. Čím vyšší je teplota, tím nižší je koeficient útlumu, tím vyšší je frekvence vibrací a tím větší je absorbovaná energie. Když je frekvence blízká relaxační době makromolekuly, absorbovaná energie je maximální. Polyuretanové elastomery mohou při pokojové teplotě absorbovat 10 procent -20 procent vibrační energie, lépe než nitrilový kaučuk. Je vhodný pro absorbování velké rázové síly, když je amplituda deformace malá, a absorbování malé rázové síly, když je amplituda deformace velká.
Kromě toho hystereze vytváří endogenní teplo, které zvyšuje teplotu elastomeru. S rostoucí teplotou elastomeru se zvyšuje jeho pružnost a snižuje se tlumicí výkon. Proto je třeba při návrhu tlumicích částí zvážit vyváženost různých vlastností.
1.9 Elektrické vlastnosti
Elektrické izolační vlastnosti polyuretanových elastomerů jsou relativně dobré při běžných pracovních teplotách, zhruba ekvivalentní úrovním neoprenu a fenolových pryskyřic. Protože se dá odlévat a tvarovat, často se používá jako materiál pro zalévání elektrických součástí a opláštění kabelů. Vzhledem k relativně velké molekulární polaritě a afinitě k vodě se elektrické vlastnosti polyuretanových elastomerů značně mění s okolní teplotou a nejsou vhodné pro vysokofrekvenční elektrické materiály. Elektrické vlastnosti polyuretanových elastomerů navíc klesají s rostoucí teplotou a rostou s rostoucí tvrdostí materiálu.
1.10 Radiační odolnost
Mezi syntetickými polymerními materiály mají polyuretanové elastomery dobrou odolnost vůči vysokoenergetickým paprskům. Stále má uspokojivý výkon pod 105-106dávkou záření Gy. U světle zbarvených nebo průhledných elastomerů však může dojít ke změně barvy působením záření, podobně jako při zkouškách stárnutí horkým vzduchem nebo atmosférickým stárnutím.
1.11 Odolnost vůči plísním
Odolnost polyetherpolyuretanu proti plísním je dobrá a úroveň testu je {{0}}, to znamená, že v podstatě žádná plíseň neroste. Polyesterový polyuretan však není odolný vůči plísním a výsledkem testu je silná plíseň, která není vhodná pro tropické a subtropické pole a skladování v horkých a vlhkých podmínkách. Polyesterové polyuretanové elastomery používané v terénu a v horkém a vlhkém prostředí by měly být přidány s antifungálními látkami (jako je oktahydroxychinolin měďnatý, BCM atd., obecná dávka je 0,1 procenta -0,5 procenta), aby se zlepšila odolnost proti plísním . .
1.12 Biomedicínské vlastnosti
Polyuretanové materiály mají vynikající biokompatibilitu. Akutní a chronické toxikologické testy a testy na zvířatech potvrdily, že lékařské polyuretanové materiály jsou netoxické, nedeformující, nealergické, lokálně nedráždivé a neznalé pyrogenu a jsou nejcennější. Jeden ze syntetických lékařských polymerních materiálů.
