Die Haupteigenschaften von Polyurethan-Elastomeren
1.1 Härte
Der Härtebereich von gewöhnlichem Gummi reicht von Shore A20 bis Shore A90, die Härte von Kunststoff beträgt etwa Shore A95 bis Shore D100, und die Härte von Polyurethanelastomer ist so niedrig wie Shore A10 und so hoch wie Shore D80 und erfordert keine Hilfe von Füllstoffen. Besonders wertvoll ist, dass das Elastomer noch eine gute Gummielastizität und Dehnung unter der plastischen Härte aufweist, während gewöhnlicher Gummi eine höhere Härte nur durch Zugabe einer großen Menge Füllstoff und auf Kosten einer starken Verringerung der Elastizität und Dehnung erreichen kann. Es wird berichtet, dass, wenn die Härte höher als 75 D ist, seine Elastizität ernsthaft verloren geht, und wenn die Härte höher als 85 D ist, ist es kein elastisches Material.
1.2 Mechanische Festigkeit
Polyurethan-Elastomere haben eine hohe mechanische Festigkeit, die sich im Elastizitätsmodul, der Reißfestigkeit und der Tragfähigkeit zeigt.
1.2.1Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit Innerhalb der Elastizitätsgrenze wird das Verhältnis von Zugspannung zu Verformung als Elastizitätsmodul (E) oder Elastizitätsmodul bezeichnet.
Polyurethan-Elastomere gehorchen wie andere Elastomere dem Hookeschen Theorem nur bei geringer Dehnung (etwa 2,5 Prozent). Aber sein Elastizitätsmodul ist viel höher als bei anderen Elastomeren. Darüber hinaus deckt der Elastizitätsmodul von Polyurethan-Elastomeren Gummi und Kunststoffe ab, und der Bereich ist breit und wird von anderen Materialien nicht erreicht.
1.2.2 Reißfestigkeit
Die Reißfestigkeit von Polyurethanelastomeren ist sehr hoch, insbesondere vom Polyestertyp, der mehr als doppelt so hoch ist wie der von Naturkautschuk.
1.2.3 Tragfähigkeit
Obwohl die Druckfestigkeit von Polyurethan-Elastomeren bei geringer Härte nicht hoch ist, können Polyurethan-Elastomere die Härte unter der Voraussetzung erhöhen, dass die Gummielastizität erhalten bleibt, wodurch eine hohe Belastbarkeit erreicht wird. Die Härte anderer Gummis ist stark begrenzt, sodass die Tragfähigkeit nicht wesentlich verbessert werden kann.
1.3 Verschleißfestigkeit
Die Verschleißfestigkeit von Polyurethan-Elastomeren ist sehr gut, und die Testergebnisse liegen im Allgemeinen im Bereich von {{0}}.03 bis 0,20 mm3/m, was etwa dem 3- bis 5-fachen entspricht aus Naturkautschuk. In der Praxis ist die Wirkung aufgrund des Einflusses von Faktoren wie Schmiermitteln oft besser. Die Verschleißfestigkeit hängt eng mit der Reißfestigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit des Materials zusammen. Die Reißfestigkeit von Polyurethan-Elastomeren ist viel höher als bei anderen Kautschuken, aber sein eigener Reibungskoeffizient ist nicht niedrig, im Allgemeinen über 0,5, was die Zugabe von Ölschmiermitteln oder die Zugabe einer kleinen Menge Molybdändisulfid oder Graphit, Silikonöl, Tetrafluorethylenpulver, usw., um den Reibungskoeffizienten zu verringern und die Erzeugung von Reibungswärme zu verringern. Darüber hinaus hängt der Reibungskoeffizient auch von Faktoren wie Materialhärte und Oberflächentemperatur ab. In allen Fällen nimmt der Reibungskoeffizient mit abnehmender Härte zu und mit zunehmender Oberflächentemperatur zu. Ein Maximum wird bei etwa 60 Grad erreicht.
1.4 Öl- und Chemikalienbeständigkeitseigenschaften
Polyurethan-Elastomer, insbesondere Polyester-Polyurethan-Elastomer, ist eine Art starkes polares Polymermaterial. Es hat eine geringe Affinität zu unpolarem Mineralöl und wird in Heizöl (wie Kerosin, Benzin) und mechanischem Öl (wie Hydrauliköl, Motoröl, Schmieröl usw.) kaum abgetragen, viel besser als allgemeiner Gummi. und kombinierbar mit Vergleichbar mit Nitrilkautschuk. Es quillt jedoch stark in Alkoholen, Estern, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen und wird bei hoher Temperatur allmählich zerstört. Deutliche Quellung und manchmal Abbau in halogenierten Kohlenwasserstoffen. In eine anorganische Lösung eingetauchtes Polyurethanelastomer ist, wenn kein Katalysator vorhanden ist, dem Eintauchen in Wasser ähnlich. In schwacher Säure und schwacher Lauge wird es schneller abgebaut als in Wasser, und starke Säure und starke Lauge wirken stärker korrosiv auf Polyurethan.
Die Verwendungstemperatur von Polyurethan-Elastomer in Öl liegt unter 11 0 Grad, was höher ist als die in Luft. Bei Multi-Engineering-Anwendungen ist das Öl jedoch immer mit Wasser verunreinigt. Tests haben gezeigt, dass, solange das Öl 0,02 Prozent Wasser enthält, fast das gesamte Wasser auf das Elastomer übertragen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird der Nutzungseffekt erheblich anders sein.
1.5 Wasserdichtigkeit
Die Wasserbeständigkeit von Polyurethan-Elastomeren bei Raumtemperatur ist gut, und insbesondere bei Polybutadien-, Polyether- und Polycarbonat-Typen tritt innerhalb von ein oder zwei Jahren keine offensichtliche Hydrolyse auf. Durch den verbesserten Wasserbeständigkeitstest zeigt die Extrapolationsmethode, dass die Zeit, die für den Verlust der Hälfte der Zugfestigkeit in Wasser bei Raumtemperatur bei 25 Grad erforderlich ist, das Polyesterelastomer (Polyethylenadipat-TDI-MOCA) 10 Jahre beträgt, Polyetherelastomer (PTMG-TDI-MOCA) beträgt 50 Jahre, d. h. der Polyethertyp ist fünfmal so hoch wie der Polyestertyp.
1.6 Hitze- und Oxidationsbeständigkeit
Die Hitzebeständigkeit von Polyurethan-Elastomeren in Inertgasen (zB Stickstoff) ist noch gut, auch die Beständigkeit gegen Sauerstoff und Ozon bei Raumtemperatur ist sehr gut, insbesondere Polyester. Die gleichzeitige Einwirkung von hoher Temperatur und Sauerstoff beschleunigt jedoch den Alterungsprozess von Polyurethan. Die obere Temperaturgrenze von allgemeinen Polyurethan-Elastomeren in der Luft für den langfristigen Dauereinsatz beträgt 80-90 Grad und kann bei kurzfristigem Einsatz 120 Grad erreichen. Die Temperatur, die einen erheblichen Einfluss auf die Durchführung der thermischen Oxidation hat, liegt bei etwa 130 Grad. Hinsichtlich der Sorten ist die thermische Oxidationsbeständigkeit des Polyestertyps besser als die des Polyethertyps. Unter den Polyestertypen ist der Polyethylenadipattyp besser als der allgemeine Polyestertyp. Vom Polyethertyp ist PTMG besser als der PPG-Typ, und beide verbessern sich mit zunehmender Elastomerhärte. Außerdem nimmt die Festigkeit allgemeiner Polyurethan-Elastomere in Hochtemperaturumgebungen erheblich ab.
1.7 Leistung bei niedrigen Temperaturen
Polyurethanelastomere haben gute Tieftemperatureigenschaften, hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass die Versprödungstemperatur im Allgemeinen niedrig ist ({{0}} ~ -70 Grad) und einige Formulierungen (wie PCL-TDI-MOCA) sind auch bei niedrigeren Temperaturen nicht spröde. Gleichzeitig ist auch die Kälteelastizität von dezimalen Sorten (zB PTMG-TDI-MOCA) sehr gut. Der Kompressions-Kältewiderstandskoeffizient bei -45 Grad kann das Niveau von 0,2-0,5 erreichen, aber die meisten Sorten, insbesondere einige Bulk-Sorten, wie allgemeine Polyester-Elastomere, haben eine relativ große Kristallisationstendenz niedrige Temperatur und schlechte Elastizität bei niedriger Temperatur, daher werden sie als Dichtungen verwendet. Bei -20 Grad ist es in der Anfangsphase leicht, Öl zu verlieren.
Mit abnehmender Temperatur nahmen die Härte, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Torsionssteifigkeit von Polyurethan-Elastomeren deutlich zu, während Rückprall und Dehnung abnahmen.
1.8 Vibrationsabsorptionsleistung
Die Wirkung von Polyurethan-Elastomer auf Wechselbeanspruchung zeigte eine deutliche Hysterese. Dabei wird ein Teil der Energie der äußeren Kraft durch die innere Reibung der Moleküle des Elastomers verbraucht und in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Eigenschaft wird als Vibrationsabsorptionsleistung des Materials bezeichnet, die auch als Energieabsorptionsleistung oder Dämpfungsleistung bekannt ist. Die Vibrationsabsorptionsleistung wird normalerweise durch den Dämpfungskoeffizienten ausgedrückt. Der Dämpfungskoeffizient drückt aus, wie viel Prozent der ihm zugeführten Energie vom verformten Material absorbiert werden können. Neben den Eigenschaften des Materials hängt es auch von der Umgebungstemperatur und der Vibrationsfrequenz ab. Je höher die Temperatur, desto niedriger der Dämpfungskoeffizient, desto höher die Vibrationsfrequenz und desto größer die absorbierte Energie. Wenn die Frequenz nahe der Relaxationszeit des Makromoleküls liegt, ist die absorbierte Energie maximal. Polyurethan-Elastomere können bei Raumtemperatur 10 Prozent -20 Prozent der Vibrationsenergie absorbieren, besser als Nitrilkautschuk. Es ist zum Absorbieren großer Aufprallkräfte geeignet, wenn die Verformungsamplitude klein ist, und zum Absorbieren kleiner Aufprallkräfte, wenn die Verformungsamplitude groß ist.
Außerdem erzeugt die Hysterese endogene Wärme, die die Temperatur des Elastomers erhöht. Mit zunehmender Temperatur des Elastomers nimmt dessen Elastizität zu und die Dämpfungsleistung ab. Daher muss bei der Konstruktion der Dämpfungsteile das Gleichgewicht verschiedener Eigenschaften berücksichtigt werden.
1.9 Elektrische Eigenschaften
Die elektrischen Isolationseigenschaften von Polyurethanelastomeren sind bei allgemeinen Arbeitstemperaturen relativ gut und entsprechen in etwa den Werten von Neopren und Phenolharzen. Da es gegossen und geformt werden kann, wird es häufig als Material für das Vergießen von elektrischen Komponenten und Kabelummantelungen verwendet. Aufgrund ihrer relativ großen molekularen Polarität und Affinität zu Wasser variieren die elektrischen Eigenschaften von Polyurethan-Elastomeren stark mit der Umgebungstemperatur und sind nicht für Hochfrequenz-Elektromaterialien geeignet. Außerdem nehmen die elektrischen Eigenschaften von Polyurethan-Elastomeren mit steigender Temperatur ab und mit zunehmender Härte des Materials zu.
1.10 Strahlenbeständigkeit
Unter den synthetischen Polymermaterialien haben Polyurethanelastomere eine gute Beständigkeit gegen hochenergetische Strahlen. Es hat immer noch eine zufriedenstellende Leistung unter 105-106Gy-Strahlungsdosis. Bei hellen oder transparenten Elastomeren kann es jedoch unter Strahlungseinwirkung zu Verfärbungen kommen, ähnlich wie sie bei Heißluft- oder atmosphärischen Alterungstests beobachtet werden.
1.11 Schimmelbeständigkeit
Die Schimmelbeständigkeit von Polyether-Polyurethan ist gut und die Teststufe ist {{0}}, d. h. es wächst grundsätzlich kein Schimmel. Polyester-Polyurethan ist jedoch nicht resistent gegen Mehltau, und das Testergebnis ist starker Mehltau, der nicht für den Einsatz im tropischen und subtropischen Feld und die Lagerung unter heißen und feuchten Bedingungen geeignet ist. Polyester-Polyurethan-Elastomere, die im Feld und in heißen und feuchten Umgebungen verwendet werden, sollten mit Antimykotika (wie Kupferoctahydroxychinolin, BCM usw., die allgemeine Dosierung beträgt 0,1 % -0,5 %) versetzt werden, um die Schimmelbeständigkeit zu verbessern . .
1.12 Biomedizinische Eigenschaften
Polyurethanmaterialien haben eine ausgezeichnete Biokompatibilität. Akute und chronische toxikologische Tests und Tierversuche haben bestätigt, dass medizinische Polyurethanmaterialien ungiftig, nicht verzerrend, nicht allergisch, nicht lokal reizend und pyrogenunverständig und am wertvollsten sind. Eines der synthetischen medizinischen Polymermaterialien.
