文档介绍：聚氨酯橡胶弹性体凸显优势新技术撬动化工材料市场
李婷
聚氨酯橡胶弹性体作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在当下人们的日常生活、工农业生产、医学等领域得到了广泛地应用,受到了社会的关注。聚氨酯产业拥有良好的市场前景,纵观世界范围,西方发达国家聚氨酯行业早已进入成熟发展时期,进入创新研究发展阶段。亚洲市场增长迅速,众多跨国化工企业已将业务重点和研发中心纷纷转移至亚洲甚至中国市场,为国内聚氨酯企业带来的新的商机。
1、聚氨酯橡胶弹性体的结构和性能特点
聚氨酯胶系以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。此类密封胶具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性,但耐水性,特别是耐碱水性欠佳。
聚氨酯英文缩写PU。聚氨酯的成分由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物的总称,聚氨酯-PU,根据应用不同填料不同,有CPU,TPU,MPU等简称。
聚氨酯由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。是主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物。由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性基团,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50~150℃)的材料,包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解,亦不耐碱性介质。
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。其原材料可分为异氰酸酯类(如MDI和TDI)、多元醇类(如PO和PTMEG)和助剂类(如DMF)。
聚氨酯橡胶代号(UR),是由聚酯(或聚醚)与二异氰酸脂类化合物聚合而成的。它的化学结构比一般弹性聚合物复杂,除反复出现的氨基甲酸酯基团外,分子链中往往还含有酯基、醚基、芳香基等基团。UR分子主链由柔性链段和刚性链段镶嵌组成;柔性链段又称软链段,由低聚物多元醇(如聚酯、聚醚、聚丁二烯等)构成;刚性链段又称硬链段,由二异氰酸酯(如TDI、MDI等)与小分子扩链剂(如二元胺和二元醇等)的反应产物构成。软链段所占比例比硬链段多。软、硬链段的极性强弱不同,硬链段极性较强,容易聚集在一起,形成许多微区分部于软链段相中,称为微相分离结构,它的物理机械性能与微相分离程度有很大关系。UR分子主链之间由于存在由氢键的作用力,因而具有高强高弹性。
聚氨酯橡胶具有硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧、耐辐射、耐化学药品性好及良好的导电性等优点,是一般橡胶所不能比的;耐磨性能是所有橡胶中最高的,实验室测定结果表明,UR的耐磨性是天然橡胶的3~5倍,实际应用中往往高达10倍左右;在邵氏A60至邵氏A70硬度范围内强度高、弹性好;缓冲减震性好,室温下、UR减震元件能吸收10%~20%振动能量,振动频率越高,能量吸收越大;耐油性和耐药品性良好,UR与非极性矿物油的亲和性较小,在燃料油(如煤油、汽油)和机械油(如液压油、机油、润滑油等)中几乎不受侵蚀,比通用橡胶好得多,可与丁腈橡胶媲美。缺点是在醇、酯、酮类及芳烃中的溶胀性较大;摩擦系数较高,。耐低温、耐臭氧、抗辐射、电绝缘、粘接性能良好。
硫化剂有异氰酸酯、过氧化物和硫磺三类:异氰酸酯类硫化剂的常用品种为TDI及其二聚体、MDI二聚体和PAPI等,可生成脲基甲酸酯键交联键(易吸水,使用时注意环境湿度),可以制得