Las principales propiedades del elastómero de poliuretano
1.1 Dureza
El rango de dureza del caucho ordinario es Shore A20 a Shore A90, la dureza del plástico es de Shore A95 a Shore D100, y la dureza del elastómero de poliuretano es tan baja como Shore A10 y tan alta como Shore D80, y no requiere la ayuda de rellenos. Lo que es particularmente valioso es que el elastómero todavía tiene una buena elasticidad y elongación del caucho bajo la dureza del plástico, mientras que el caucho ordinario solo puede obtener una mayor dureza agregando una gran cantidad de relleno y a expensas de reducir en gran medida la elasticidad y el alargamiento. Se informa que cuando la dureza es superior a 75D, su elasticidad se perderá seriamente, y cuando la dureza es superior a 85D, no es un material elástico.
1.2 Resistencia mecánica
Los elastómeros de poliuretano tienen una alta resistencia mecánica, que se manifiesta en el módulo de Young, la resistencia al desgarro y la capacidad de carga.
1.2.1Módulo y resistencia a la tracción de Young Dentro del límite elástico, la relación entre la tensión de tracción y la deformación se denomina módulo de Young (E) o módulo elástico.
Los elastómeros de poliuretano, al igual que otros elastómeros, obedecen al teorema de Hooke solo a baja elongación (alrededor del 2,5%). Pero su módulo de Young es mucho más alto que otros elastómeros. Además, el módulo de elastómeros de poliuretano de Young cubre caucho y plásticos, y la gama es amplia, sin igual en otros materiales.
1.2.2Fuerza de desgarro
La resistencia al desgarro del elastómero de poliuretano es muy alta, especialmente el tipo poliéster, que es más del doble que el caucho natural.
1.2.3Capacidad de carga
Aunque la resistencia a la compresión de los elastómeros de poliuretano no es alta a baja dureza, los elastómeros de poliuretano pueden aumentar la dureza sobre la premisa de mantener la elasticidad del caucho, logrando así una alta capacidad de carga. La dureza de otros cauchos es muy limitada, por lo que la capacidad de carga no se puede mejorar en gran medida.
1.3 Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste de los elastómeros de poliuretano es muy sobresaliente, y los resultados de las pruebas generalmente están en el rango de 0.03 a 0.20 mm3 / m, que es aproximadamente de 3 a 5 veces la del caucho natural. En el uso real, debido a la influencia de factores como los lubricantes, el efecto es a menudo mejor. La resistencia al desgaste está estrechamente relacionada con la resistencia al desgarro y la condición de la superficie del material. La resistencia al desgarro del elastómero de poliuretano es mucho mayor que la de otros cauchos, pero su propio coeficiente de fricción no es bajo, generalmente por encima de 0.5, lo que requiere agregar lubricantes de aceite, o agregar una pequeña cantidad de disulfuro de molibdeno o grafito, aceite de silicona, polvo de tetrafluoroetileno, etc., para reducir el coeficiente de fricción y reducir la generación de calor por fricción. Además, el coeficiente de fricción también está relacionado con factores como la dureza del material y la temperatura de la superficie. En todos los casos, el coeficiente de fricción aumenta con la disminución de la dureza y aumenta con el aumento de la temperatura de la superficie. Se alcanza una máxima a unos 60°C.
1.4 Propiedades de resistencia química y del aceite
El elastómero de poliuretano, especialmente elastómero de poliuretano de poliéster, es un tipo de material polimérico polar fuerte. Tiene poca afinidad con el aceite mineral no polar, y apenas se erosiona en el aceite combustible (como el queroseno, la gasolina) y el aceite mecánico (como el aceite hidráulico, el aceite del motor, el aceite lubricante, etc.), mucho mejor que el caucho general, y se puede combinar con comparable al caucho nitrilo. Sin embargo, se hincha mucho en alcoholes, ésteres, cetonas e hidrocarburos aromáticos, y se destruye gradualmente a alta temperatura. Hinchazón significativa y, a veces, degradación en hidrocarburos halogenados. El elastómero de poliuretano sumergido en solución inorgánica, si no hay catalizador, es similar a la inmersión en agua. Se degrada más rápido en el ácido débil y la solución alcalina débil que en el agua, y el ácido fuerte y el álcali fuerte tienen un mayor efecto corrosivo sobre el poliuretano.
La temperatura de uso del elastómero de poliuretano en el aceite es inferior a 110 ° C, que es más alta que la del aire. Sin embargo, en aplicaciones de ingeniería múltiple, el aceite siempre está contaminado con agua. Las pruebas han demostrado que mientras el aceite contenga 0.02% de agua, casi toda el agua se puede transferir al elastómero. En este momento, el efecto de uso será significativamente diferente.
1.5 Resistencia al agua
La resistencia al agua de los elastómeros de poliuretano a temperatura ambiente es buena, y no se producirá una hidrólisis obvia dentro de uno o dos años, especialmente para los tipos de polibutadieno, poliéter y policarbonato. A través de la prueba de resistencia al agua mejorada, el método de extrapolación muestra que el tiempo requerido para la pérdida de la mitad de la resistencia a la tracción en agua a temperatura ambiente a 25 ° C, el elastómero de poliéster (adipato de polietileno-TDI-MOCA) es de 10 años, el elastómero de poliéter (PTMG-TDI-MOCA) es de 50 años, es decir, el tipo de poliéter es 5 veces mayor que el tipo de poliéster.
1.6 Resistencia al calor y a la oxidación
La resistencia al calor de los elastómeros de poliuretano en gases inertes (como el nitrógeno) sigue siendo buena, y la resistencia al oxígeno y al ozono a temperatura ambiente también es muy buena, especialmente el poliéster. Sin embargo, la acción simultánea de alta temperatura y oxígeno acelerará el proceso de envejecimiento del poliuretano. El límite superior de temperatura de los elastómeros generales de poliuretano en el aire para uso continuo a largo plazo es de 80-90 ° C, y puede alcanzar los 120 ° C en uso a corto plazo. La temperatura que tiene un impacto significativo en la realización de la oxidación térmica es de aproximadamente 130 ° C. En términos de variedades, la resistencia a la oxidación térmica del tipo poliéster es mejor que la del tipo poliéter. Entre los tipos de poliéster, el tipo de adipato de polietileno es mejor que el tipo de poliéster general. En el tipo de poliéter, ptmg es mejor que el tipo PPG, y ambos mejoran con el aumento de la dureza del elastómero. Además, la resistencia de los elastómeros generales de poliuretano disminuye significativamente en ambientes de alta temperatura.
1.7 Rendimiento a baja temperatura
Los elastómeros de poliuretano tienen buenas propiedades a baja temperatura, principalmente en el hecho de que la temperatura de fragilidad es generalmente baja (-50 ~ -70 ° C), y algunas formulaciones (como PCL-TDI-MOCA) no son frágiles incluso a temperaturas más bajas. Al mismo tiempo, la elasticidad a baja temperatura de las variedades decimales (como PTMG-TDI-MOCA) también es muy buena. El coeficiente de resistencia al frío por compresión a -45 ° C puede alcanzar el nivel de 0.2-0.5, pero la mayoría de las variedades, especialmente algunas variedades a granel, como los elastómeros generales de poliéster, tienen una tendencia relativamente grande a cristalizar a baja temperatura y poca elasticidad a baja temperatura, por lo que se utilizan como sellos. Es fácil filtrar aceite en la fase inicial a -20°C.
Con la disminución de la temperatura, la dureza, la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro y la rigidez torsional de los elastómeros de poliuretano aumentaron significativamente, mientras que el rebote y el alargamiento disminuyeron.
1.8 Rendimiento de absorción de vibraciones
El efecto del elastómero de poliuretano sobre la tensión alterna mostró una histéresis obvia. En este proceso, una parte de la energía de la fuerza externa es consumida por la fricción interna de las moléculas del elastómero y convertida en energía térmica. Esta propiedad se denomina rendimiento de absorción de vibraciones del material, también conocido como rendimiento de absorción de energía o rendimiento de amortiguación. El rendimiento de absorción de vibraciones generalmente se expresa mediante un coeficiente de atenuación. El coeficiente de atenuación expresa el porcentaje de la energía aplicada a él que puede ser absorbida por el material deformado. Además de las propiedades del material, también está relacionado con la temperatura ambiente y la frecuencia de vibración. Cuanto mayor sea la temperatura, menor será el coeficiente de atenuación, mayor será la frecuencia de vibración y mayor será la energía absorbida. Cuando la frecuencia está cerca del tiempo de relajación de la macromolécula, la energía absorbida es máxima. Los elastómeros de poliuretano a temperatura ambiente pueden absorber entre el 10% y el 20% de la energía vibratoria, mejor que el caucho de nitrilo. Es adecuado para absorber una gran fuerza de impacto cuando la amplitud de deformación es pequeña, y para absorber una pequeña fuerza de impacto cuando la amplitud de deformación es grande.
Además, la histéresis genera calor endógeno que aumenta la temperatura del elastómero. A medida que aumenta la temperatura del elastómero, aumenta su resistencia y disminuye el rendimiento de amortiguación. Por lo tanto, el equilibrio de varias propiedades debe tenerse en cuenta al diseñar las piezas de amortiguación.
1.9 Propiedades eléctricas
Las propiedades de aislamiento eléctrico de los elastómeros de poliuretano son relativamente buenas a temperaturas de trabajo generales, aproximadamente equivalentes a los niveles de neopreno y resinas fenólicas. Debido a que se puede fundir y moldear, a menudo se usa como material para macetas de componentes eléctricos y revestimiento de cables. Debido a su polaridad molecular relativamente grande y su afinidad por el agua, las propiedades eléctricas de los elastómeros de poliuretano varían mucho con la temperatura ambiente y no son adecuadas para materiales eléctricos de alta frecuencia. Además, las propiedades eléctricas de los elastómeros de poliuretano disminuyen con el aumento de la temperatura y aumentan con el aumento de la dureza del material.
1.10 Resistencia a la radiación
Entre los materiales poliméricos sintéticos, los elastómeros de poliuretano tienen una buena resistencia a los rayos de alta energía. Todavía tiene un rendimiento satisfactorio bajo la dosis de radiación 105-106Gy. Sin embargo, para los elastómeros transparentes o de color claro, la decoloración puede ocurrir bajo la acción de la radiación, similar a la observada en el aire caliente o las pruebas de envejecimiento atmosférico.
1.11 Resistencia al molde
La resistencia al molde del poliuretano poliéter es buena, y el nivel de prueba es 0-1, es decir, básicamente no crece moho. Sin embargo, el poliuretano de poliéster no es resistente al moho, y el resultado de la prueba es el moho severo, que no es adecuado para el uso y almacenamiento en campos tropicales y subtropicales en condiciones cálidas y húmedas. Los elastómeros de poliéster de poliuretano utilizados en el campo y en ambientes cálidos y húmedos deben agregarse con agentes antifúngicos (como octahidroxiquinolina de cobre, BCM, etc., la dosis general es de 0.1% -0.5%) para mejorar su resistencia al moho. .
1.12 Propiedades biomédicas
Los materiales de poliuretano tienen una excelente biocompatibilidad. Las pruebas toxicológicas agudas y crónicas y las pruebas con animales han confirmado que los materiales médicos de poliuretano no son tóxicos, no distorsionan, no son alérgicos, no irritantes localmente e ignoran el pirógeno, y son los más valiosos. Uno de los materiales poliméricos médicos sintéticos.
