Các tính chất chính của Polyurethane Elastomer
1.1 Độ cứng
Phạm vi độ cứng của cao su thông thường là Shore A20 đến Shore A90, độ cứng của nhựa là khoảng Shore A95 đến Shore D100, và độ cứng của chất đàn hồi polyurethane thấp như Shore A10 và cao như Shore D80, và không cần sự trợ giúp của chất độn. Điều đặc biệt có giá trị là chất đàn hồi vẫn có độ đàn hồi và độ giãn dài của cao su tốt dưới độ cứng của nhựa, trong khi cao su thông thường chỉ có thể có được độ cứng cao hơn bằng cách thêm một lượng lớn chất độn và với cái giá là làm giảm đáng kể độ đàn hồi và độ giãn dài. Có thông tin cho rằng khi độ cứng cao hơn 75D, tính đàn hồi của nó sẽ bị mất nghiêm trọng, và khi độ cứng cao hơn 85D, nó không phải là vật liệu đàn hồi.
1.2 Độ bền cơ học
Chất đàn hồi polyurethane có độ bền cơ học cao, thể hiện ở mô đun Young, độ bền xé và khả năng chịu lực.
1.2.1Môđun Young và độ bền kéo Trong giới hạn đàn hồi, tỷ số giữa ứng suất kéo và độ biến dạng được gọi là môđun Young (E) hay môđun đàn hồi.
Chất đàn hồi polyurethane, giống như các chất đàn hồi khác, tuân theo định lý Hooke chỉ ở độ giãn dài thấp (khoảng 2,5 phần trăm). Nhưng mô đun Young của nó cao hơn nhiều so với các chất đàn hồi khác. Hơn nữa, mô đun đàn hồi polyurethane của Young bao gồm cao su và nhựa, và phạm vi rộng, chưa từng có các vật liệu khác sánh được.
1.2.2 Sức mạnh xé
Độ bền xé rách của chất đàn hồi polyurethane rất cao, đặc biệt là loại polyester, gấp hơn hai lần so với cao su tự nhiên.
1.2.3 Mang năng lực
Mặc dù cường độ nén của chất đàn hồi polyurethane không cao ở độ cứng thấp, chất đàn hồi polyurethane có thể tăng độ cứng trên cơ sở duy trì độ đàn hồi của cao su, do đó đạt được khả năng chịu tải cao. Độ cứng của các loại cao su khác bị hạn chế rất nhiều nên khả năng chịu lực cũng không thể cải thiện được nhiều.
1.3 Chống mài mòn
Khả năng chống mài mòn của chất đàn hồi polyurethane là rất xuất sắc và kết quả thử nghiệm thường nằm trong khoảng {{0}}. 0 3 đến 0,20 mm3 / m, gấp khoảng 3 đến 5 lần của cao su thiên nhiên. Trong thực tế sử dụng, do ảnh hưởng của các yếu tố như dầu nhớt nên hiệu quả thường tốt hơn. Khả năng chống mài mòn liên quan chặt chẽ đến độ bền xé rách và tình trạng bề mặt của vật liệu. Độ bền xé của chất đàn hồi polyurethane cao hơn nhiều so với các loại cao su khác, nhưng hệ số ma sát của riêng nó không thấp, nói chung là trên 0,5, yêu cầu thêm chất bôi trơn dầu, hoặc thêm một lượng nhỏ molypden disulfide hoặc Graphit, dầu silicone, bột tetrafluoroethylene, vv, để giảm hệ số ma sát và giảm sinh nhiệt do ma sát. Ngoài ra, hệ số ma sát còn liên quan đến các yếu tố như độ cứng của vật liệu và nhiệt độ bề mặt. Trong mọi trường hợp, hệ số ma sát tăng khi độ cứng giảm và tăng khi nhiệt độ bề mặt tăng. Mức tối đa đạt được vào khoảng 60 độ.
1.4 Đặc tính kháng dầu và hóa chất
Chất đàn hồi polyurethane, đặc biệt là chất đàn hồi polyester polyurethane, là một loại vật liệu polyme phân cực mạnh. Nó có ít ái lực với dầu khoáng không phân cực và hầu như không bị ăn mòn trong dầu nhiên liệu (như dầu hỏa, xăng) và dầu cơ học (như dầu thủy lực, dầu động cơ, dầu bôi trơn, v.v.), tốt hơn nhiều so với cao su thông thường, và có thể được kết hợp với Cao su so sánh với nitrile. Tuy nhiên, nó trương nở rất nhiều trong rượu, este, xeton và hydrocacbon thơm, và dần dần bị phá hủy ở nhiệt độ cao. Sự trương nở đáng kể và đôi khi bị phân huỷ trong các hydrocacbon được halogen hoá. Chất đàn hồi polyurethane ngâm trong dung dịch vô cơ, nếu không có chất xúc tác, tương tự như ngâm trong nước. Nó phân huỷ nhanh hơn trong dung dịch axit yếu và kiềm yếu hơn trong nước, axit mạnh và kiềm mạnh có tác dụng ăn mòn polyurethane nhiều hơn.
Nhiệt độ sử dụng của chất đàn hồi polyurethane trong dầu là dưới 11 0 độ, cao hơn nhiệt độ trong không khí. Tuy nhiên, trong các ứng dụng đa kỹ thuật, dầu luôn bị nhiễm nước. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng miễn là dầu chứa 0,02% nước, thì hầu như tất cả nước có thể được chuyển sang chất đàn hồi. Lúc này, hiệu quả sử dụng sẽ khác đi rõ rệt.
1.5 Chống nước
Khả năng chống thấm nước của chất đàn hồi polyurethane ở nhiệt độ phòng là tốt và không xảy ra hiện tượng thủy phân rõ ràng trong vòng một hoặc hai năm, đặc biệt đối với các loại polybutadiene, polyether và polycarbonate. Thông qua thử nghiệm khả năng chịu nước nâng cao, phương pháp ngoại suy cho thấy thời gian cần thiết để mất một nửa độ bền kéo trong nước ở nhiệt độ phòng ở 25 độ, chất đàn hồi polyester (polyethylene adipate-TDI-MOCA) là 10 năm, chất đàn hồi polyether (PTMG-TDI-MOCA) là 50 năm, tức là loại polyete gấp 5 lần loại polyester.
1.6 Khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa
Khả năng chịu nhiệt của chất đàn hồi polyurethane trong khí trơ (như nitơ) vẫn tốt, và khả năng chống oxy và ozon ở nhiệt độ phòng cũng rất tốt, đặc biệt là polyester. Tuy nhiên, sự tác động đồng thời của nhiệt độ cao và oxy sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của polyurethane. Giới hạn nhiệt độ trên của chất đàn hồi polyurethane nói chung trong không khí để sử dụng liên tục trong thời gian dài là 80-90 độ và nó có thể đạt tới 120 độ khi sử dụng trong thời gian ngắn. Nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến việc thực hiện quá trình oxy hóa nhiệt là khoảng 130 độ. Về chủng loại, khả năng chống oxy hóa nhiệt của loại polyester tốt hơn loại polyete. Trong số các loại polyester, loại polyethylene adipate tốt hơn loại polyester chung. Trong loại polyete, PTMG tốt hơn loại PPG và cả hai đều cải thiện khi tăng độ cứng của chất đàn hồi. Ngoài ra, độ bền của chất đàn hồi polyurethane nói chung giảm đáng kể trong môi trường nhiệt độ cao.
1.7 Hiệu suất nhiệt độ thấp
Chất đàn hồi polyurethane có đặc tính tốt ở nhiệt độ thấp, chủ yếu là nhiệt độ giòn nói chung là thấp ({{0}} ~ -70 độ) và một số công thức (chẳng hạn như PCL-TDI-MOCA) không giòn ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn. Đồng thời, độ co giãn ở nhiệt độ thấp của các giống thập phân (như PTMG-TDI-MOCA) cũng rất tốt. Hệ số chịu lạnh nén ở -45 độ có thể đạt đến mức 0. 2-0. 5, nhưng hầu hết các giống, đặc biệt là một số giống số lượng lớn, chẳng hạn như chất đàn hồi polyester nói chung, có xu hướng kết tinh tương đối lớn ở nhiệt độ thấp và độ đàn hồi kém ở nhiệt độ thấp, vì vậy chúng được sử dụng làm con dấu. Dầu rất dễ bị rò rỉ trong giai đoạn đầu ở -20 độ.
Với việc giảm nhiệt độ, độ cứng, độ bền kéo, độ bền xé và độ cứng xoắn của chất đàn hồi polyurethane tăng lên đáng kể, trong khi độ phục hồi và độ giãn dài giảm xuống.
1.8 Hiệu suất hấp thụ rung động
Ảnh hưởng của chất đàn hồi polyurethane lên ứng suất xen kẽ cho thấy hiện tượng trễ rõ ràng. Trong quá trình này, một phần năng lượng của ngoại lực bị tiêu hao bởi lực ma sát bên trong của các phân tử của chất đàn hồi và chuyển hóa thành nhiệt năng. Tính chất này được gọi là hiệu suất hấp thụ rung động của vật liệu, còn được gọi là hiệu suất hấp thụ năng lượng hoặc hiệu suất giảm chấn. Hiệu suất hấp thụ rung động thường được biểu thị bằng hệ số suy giảm. Hệ số suy giảm thể hiện phần trăm năng lượng tác dụng lên nó mà vật liệu bị biến dạng có thể hấp thụ. Ngoài các đặc tính của vật liệu, nó còn liên quan đến nhiệt độ môi trường và tần số rung động. Nhiệt độ càng cao, hệ số suy hao càng giảm, tần số dao động càng cao và năng lượng hấp thụ càng lớn. Khi tần số gần với thời gian giãn của đại phân tử thì năng lượng được hấp thụ là cực đại. Chất đàn hồi polyurethane ở nhiệt độ phòng có thể hấp thụ 10 phần trăm -20 phần trăm năng lượng dao động, tốt hơn cao su nitrile. Nó thích hợp để hấp thụ lực tác động lớn khi biên độ biến dạng nhỏ và hấp thụ lực tác động nhỏ khi biên độ biến dạng lớn.
Ngoài ra, hiện tượng trễ tạo ra nhiệt nội sinh làm tăng nhiệt độ của chất đàn hồi. Khi nhiệt độ của chất đàn hồi tăng, khả năng phục hồi của nó tăng lên và hiệu suất giảm chấn giảm. Do đó, sự cân bằng của các đặc tính khác nhau phải được xem xét khi thiết kế các bộ phận giảm chấn.
1.9 Đặc tính điện
Đặc tính cách điện của chất đàn hồi polyurethane tương đối tốt ở nhiệt độ làm việc chung, gần tương đương với mức độ của nhựa neoprene và nhựa phenolic. Bởi vì nó có thể được đúc và đúc, nó thường được sử dụng làm vật liệu cho ruột thành phần điện và vỏ bọc cáp. Do tính phân cực phân tử tương đối lớn và ái lực với nước, các đặc tính điện của chất đàn hồi polyurethane thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ môi trường, và không thích hợp cho các vật liệu điện tần số cao. Ngoài ra, các đặc tính điện của chất đàn hồi polyurethane giảm khi nhiệt độ tăng và tăng khi độ cứng của vật liệu tăng lên.
1.10 Khả năng chống bức xạ
Trong số các vật liệu polyme tổng hợp, chất đàn hồi polyurethane có khả năng chống tia năng lượng cao rất tốt. Nó vẫn có hiệu suất thỏa đáng với liều bức xạ 105-106 Gy. Tuy nhiên, đối với chất đàn hồi màu sáng hoặc trong suốt, sự đổi màu có thể xảy ra dưới tác dụng của bức xạ, tương tự như sự đổi màu quan sát được trong không khí nóng hoặc thử nghiệm lão hóa trong khí quyển.
1.11 Chống nấm mốc
Khả năng chống nấm mốc của polyete polyurethane là tốt và mức độ thử nghiệm là {{0}}, tức là về cơ bản không có nấm mốc nào phát triển. Tuy nhiên, polyester polyurethane không có khả năng chống nấm mốc, và kết quả thử nghiệm là nấm mốc nghiêm trọng, không thích hợp cho việc sử dụng và bảo quản trong môi trường nhiệt đới và cận nhiệt đới trong điều kiện nóng ẩm. Chất đàn hồi polyeste polyurethane được sử dụng tại hiện trường và trong môi trường nóng ẩm nên được thêm vào các chất chống nấm (chẳng hạn như đồng octahydroxyquinoline, BCM, v.v., liều lượng chung là 0,1 phần trăm -0. 5 phần trăm) để cải thiện khả năng chống nấm mốc của nó . .
1.12 Đặc tính y sinh
Vật liệu polyurethane có khả năng tương thích sinh học tuyệt vời. Các thử nghiệm độc tính cấp tính và mãn tính cũng như thử nghiệm trên động vật đã xác nhận rằng vật liệu polyurethane y tế không độc hại, không làm biến dạng, không dị ứng, không gây kích ứng tại chỗ và không biết đến pyrogen và có giá trị nhất. Một trong những vật liệu polyme tổng hợp trong y tế.
