普通聚氨酯（PU）弹性体的性能.docx

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1、普通聚氨酯（PU）弹性体的性能1.1 硬度普通橡胶的硬度范围为邵A20至邵A90,塑料的硬度范围约为邵A95至邵D100,而聚氨酯弹性体的硬度范围低至邵A10,高至邵D80,并且不需要填料的帮助。尤其可贵的是弹性体在塑料硬度下仍具有良好的橡胶弹性和伸长率，而普通橡胶只有靠添加大量填料，并以大幅度降低弹性和延伸率作为代价才能获得较高的硬度。据报道，当硬度高于75D时，其弹性将严重损失，当硬度高于85D时，就不成弹性材料了。1.2 机械强度聚氨酯弹性体的机械强度高，表现在杨氏模量、撕裂强度和承载力等方面。1.2.1 杨氏模量和拉伸强度在弹性限度内，拉伸应力与形变之比叫做杨氏模量（E）或者成为弹性模

2、量。聚氨酯弹性体和其他弹性体一样，只有在低伸长时（约2.5%）才遵循胡克定理。但是它的杨氏模量要比其他弹性体高得多。而且聚氨酯弹性体的杨氏模量范围遍及橡胶和塑料，范围之宽，其他材料无可比拟。122 撕裂强度聚氨酯弹性体的撕裂强度很高，尤其是聚酯型，约为天然橡胶的2倍以上。1.2.3 承载能力虽然在低硬度下聚氨酯弹性体的压缩强度也不高，但是聚氨酯弹性体可以在保持橡胶弹性的前提下提高硬度，从而达到很高的承载能力。而其他橡胶的硬度受到很大的局限，所以承载能力无法大幅度的提高。1.3 耐磨性能聚氨酯弹性体的耐磨性能非常突出，测试结果一般在0.030.20mm3/m范围内，约为天然橡胶的35倍。实际使用

3、中，由于润滑剂等因素的影响，其效果往往更好。耐磨性与材料的撕裂强度和表面状况等关系很大。聚氨酯弹性体的撕裂强度比其他橡胶高得多，但是他本身的摩擦系数并不低，一般在05以上，这就需要在实际使用中注意添加油类润滑剂，或加少量二硫化铝或石墨、硅油、四氟乙烯粉等，以降低摩擦系数，减少摩擦生热。止匕外，摩擦系数还与材料硬度和表面温度等因素有关。在所有情况下，摩擦系数都随硬度的降低而提高，随表面温度的升高而上升。约60c达到最大值。1.4 耐油和耐药品性能聚氨酯弹性体，特别是聚酯型聚氨酯弹性体，是一种强极性高分子材.料。和非极性矿物油的亲和性小，在燃料油（如煤油、汽油）和机械油（如液压油、机油、润滑油等）

4、中儿乎不受侵蚀，比通用橡胶好的多，可以与丁月青橡胶媲美。但是，在醇、酯、酮类及芳燃中溶胀较大，高温下逐渐破坏。在卤代燃中溶胀显著，有时还发生降解。聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中，如果没有催化剂的作用，和浸在水中相似。在弱酸、弱碱溶液中降解比在水中快，强酸强碱对聚氨酯的浸蚀作用更大。聚氨酯弹性体在油中的使用温度为110C以下，比空气中的使用温度高。但是，在多工程应用中，油总是被水污染的。试验表明，只要油中含有0.02%的水，水几乎可全部转移到弹性体中，这时，使用效果就会发生显著差异。1.5 耐水性能聚氨酯弹性体在常温下的耐水性能是好的，一二年内不会发生明显水解作用，尤其是 聚丁二烯型、聚懒型和聚碳

5、酸酯型。通过强化耐水试验，用外推法得出，在25的常温水中，拉伸强度损失一半所需要的时间，聚酯型弹性体（聚己二酸乙二醇丙二醇酯-TDI-MOCA）为10年,聚酸型弹性体（PTMG-TDI-MOCA）为50年,即聚酸型为聚酯型的5倍。1-6耐热和耐氧化性能聚氨酯弹性体在惰性气体（如氮气）中的耐热性能尚好，常温下耐氧和耐臭氧性能也很好，尤其是聚酯型。但是高温和氧的同时作用就会加快聚氨酯的老化进程。一般的聚氨酯弹性体在空气中长时间连续使用的温度上限是80-90,短时间使用可达到120C,对热氧化变现出现显著影响的温度约为130。按品种来说，聚酯型的耐热氧化性能比聚醴型的好。在聚酯型中，聚己二酸己二醇酯

6、型的好于一般聚酯型。在聚醛型中，PTMG又好于PPG型，并且均随弹性体硬度提高而改善。此外一般的聚氨酯弹性体在高温环境下强度下降显著。17低温性能聚氨酯弹性体有良好的低温性能，主要表现在脆性温度一般都很低（-50 -70）,有的配方（如PCL-TDI-MOCA）甚至更低的温度也不脆化。同时小数品种（ AlJ PTMG-TDI-MOCA）的低温弹性也很好。-45C的压缩耐寒系数可达到020.5的水平，但是多数品种，特别是一些大宗品种，如一般的聚酯型弹性体，低温结晶倾向比较大，低温弹性不好，作为密封件使用，在-20一下容易初相漏油的现象。随着温度的下降，聚氨酯弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度和扭转

7、刚性显著增大，回弹和伸长率下降。1.8 吸振性能聚氨酯弹性体对交变应力的作用表现出明显的滞后现象。在这一过程中外力作用的振性能，也称为能量吸收性能或阻尼性能。吸振性能通常用衰减系数表示。衰减系数表示发生形变的材料能吸收施加给它的能量的百分数。它除了与材料的性质有关外，还与环境温度、振动频率有关。温度越高，衰减系数越低，振动频率越高，吸收能量越大。当频率与大分子的松弛时间相近时，吸收的能量最大。室温下的聚氨酯弹性体可吸收振动能量的10%-20%,比丁月青橡胶还好。适于在形变幅度小时吸收大的冲击力，而在形变幅度大的吸收小的冲击力。一部分能量消耗于弹性体的分子的内摩提,转变成为热能。这种特性叫做材料

8、的吸此外，滞后现象产生内生热，使弹性体温度升高。由于弹性体温度上升，其回弹性提高，减震性能下降，所以，在设计减振件时一定要考虑诸性能的平衡。1.9 电性能聚氨酯弹性体的电绝缘性能在一般工作温度下是比较好的，大体相当于氯丁橡胶和酚醛树脂的水平。由于它既可以浇注成型，又可热塑成型，故常用作电器元件灌封和电缆护套等材料聚氨酯弹性体由于其分子极性比较大，对水有亲和性，所以其电性能随环境温度变化比较大，同时也不适用于高频电器材料使用。此外，聚氨酯弹性体的电性能随温度的上升而下降，随材料的硬度上升而提高。1.10 耐辐射性能在合成高分子材料中，聚氨酯弹性体的耐高能射线的性能是很好的。在105-106Gy辐

9、射剂量下仍具有满意的使用性能。但是对于浅色或者透明的弹性体在射线的作用下会出现变色现象，与在热空气或大气老化试验时观察到的现象相似。1.11 耐霉菌性能聚酸型聚氨酯的耐霉菌性能还好，测试等级为级，即基本不长霉菌。但聚酯型聚氨酯不耐霉菌，测试结果为严重长霉，不适于热带、亚热带野外使用和在湿热的条件下存放。在野外和湿热环境中使用的聚酯型聚氨酯弹性体，在配方中都要添加防霉剂（如八羟基喳咻铜、BCM等，一般用量在0.1%-0.5%） 一改善其耐霉菌性能。1.12 生物医学性聚氨酯材料具有极好的生物相容性，急慢性毒理试验和动物试验证实，医用聚氨酯材料无毒，无至畸变作用，无过敏反应，无局部激性，无知热源性，是最具有价值的合成医用高分子材料之一。