As principais propriedades do elastômero de poliuretano
1.1 Dureza
A faixa de dureza da borracha comum é Shore A20 a Shore A90, a dureza do plástico é de cerca de Shore A95 a Shore D100, e a dureza do elastômero de poliuretano é tão baixa quanto Shore A10 e tão alta quanto Shore D80, e não requer a ajuda de enchimentos. O que é particularmente valioso é que o elastômero ainda tem boa elasticidade e alongamento da borracha sob a dureza plástica, enquanto a borracha comum só pode obter maior dureza adicionando uma grande quantidade de enchimento e à custa de reduzir bastante a elasticidade e o alongamento. É relatado que quando a dureza é superior a 75D, sua elasticidade será seriamente perdida, e quando a dureza é superior a 85D, não é um material elástico.
1.2 Resistência mecânica
Os elastômeros de poliuretano possuem alta resistência mecânica, manifestada no módulo de Young, resistência ao rasgo e capacidade de carga.
1.2.1Módulo de Young e resistência à tração Dentro do limite elástico, a razão entre a tensão de tração e a deformação é chamada de módulo de Young (E) ou módulo de elasticidade.
Os elastômeros de poliuretano, como outros elastômeros, obedecem ao teorema de Hooke apenas em baixa elongação (cerca de 2,5%). Mas seu módulo de Young é muito maior do que outros elastômeros. Além disso, o módulo de elastômeros de poliuretano da Young abrange borracha e plásticos, e a gama é ampla, inigualável por outros materiais.
1.2.2 Força de rasgo
A resistência ao rasgo do elastômero de poliuretano é muito alta, especialmente do tipo poliéster, que é mais que o dobro da borracha natural.
1.2.3 Capacidade de carga
Embora a resistência à compressão dos elastômeros de poliuretano não seja alta em baixa dureza, elastômeros de poliuretano podem aumentar a dureza com a premissa de manter a elasticidade da borracha, alcançando assim alta capacidade de carga. A dureza de outras borrachas é bastante limitada, portanto, a capacidade de carga não pode ser muito melhorada.
1.3 Resistência ao desgaste
A resistência ao desgaste dos elastômeros de poliuretano é muito notável, e os resultados dos testes estão geralmente na faixa de {{0}}.03 a 0,20 mm3/m, que é cerca de 3 a 5 vezes maior que de borracha natural. No uso real, devido à influência de fatores como lubrificantes, o efeito geralmente é melhor. A resistência ao desgaste está intimamente relacionada à resistência ao rasgo e à condição da superfície do material. A resistência ao rasgo do elastômero de poliuretano é muito maior do que outras borrachas, mas seu próprio coeficiente de atrito não é baixo, geralmente acima de 0,5, o que requer a adição de lubrificantes de óleo ou a adição de uma pequena quantidade de dissulfeto de molibdênio ou grafite, óleo de silicone, pó de tetrafluoroetileno, etc., para reduzir o coeficiente de atrito e reduzir a geração de calor por atrito. Além disso, o coeficiente de atrito também está relacionado a fatores como dureza do material e temperatura da superfície. Em todos os casos, o coeficiente de atrito aumenta com a diminuição da dureza e aumenta com o aumento da temperatura da superfície. Um máximo é alcançado em cerca de 60 graus.
1.4 Propriedades de resistência a óleo e química
Elastômero de poliuretano, especialmente elastômero de poliuretano de poliéster, é um tipo de material de polímero polar forte. Tem pouca afinidade com óleo mineral apolar, e dificilmente é erodido em óleo combustível (como querosene, gasolina) e óleo mecânico (como óleo hidráulico, óleo de motor, óleo lubrificante, etc.), muito melhor que a borracha geral, e pode ser combinado com borracha de nitrilo comparável. No entanto, ele incha muito em álcoois, ésteres, cetonas e hidrocarbonetos aromáticos e é gradualmente destruído em alta temperatura. Inchaço significativo e às vezes degradação em hidrocarbonetos halogenados. Elastômero de poliuretano imerso em solução inorgânica, se não houver catalisador, é semelhante à imersão em água. Degrada-se mais rapidamente em solução de ácido fraco e alcalino fraco do que em água, e ácido forte e alcalino forte têm um efeito corrosivo maior no poliuretano.
A temperatura de uso do elastômero de poliuretano em óleo está abaixo de 110 graus, que é maior do que no ar. No entanto, em aplicações de multiengenharia, o óleo está sempre contaminado com água. Testes mostraram que, desde que o óleo contenha 0,02% de água, quase toda a água pode ser transferida para o elastômero. Neste momento, o efeito de uso será significativamente diferente.
1.5 Resistência à água
A resistência à água dos elastômeros de poliuretano à temperatura ambiente é boa e nenhuma hidrólise óbvia ocorrerá dentro de um ou dois anos, especialmente para os tipos de polibutadieno, poliéter e policarbonato. Através do teste de resistência à água aprimorado, o método de extrapolação mostra que o tempo necessário para a perda de metade da resistência à tração em água à temperatura ambiente a 25 graus, o elastômero de poliéster (adipato de polietileno-TDI-MOCA) é de 10 anos, elastômero de poliéter (PTMG-TDI-MOCA) é de 50 anos, ou seja, o tipo poliéter é 5 vezes maior que o tipo poliéster.
1.6 Resistência ao calor e à oxidação
A resistência ao calor dos elastômeros de poliuretano em gases inertes (como nitrogênio) ainda é boa, e a resistência ao oxigênio e ozônio à temperatura ambiente também é muito boa, especialmente poliéster. No entanto, a ação simultânea da alta temperatura e do oxigênio acelerará o processo de envelhecimento do poliuretano. O limite superior de temperatura dos elastômeros gerais de poliuretano no ar para uso contínuo de longo prazo é de 80-90 graus e pode chegar a 120 graus em uso de curto prazo. A temperatura que tem um impacto significativo na realização da oxidação térmica é de cerca de 130 graus. Em termos de variedades, a resistência à oxidação térmica do tipo poliéster é melhor que a do tipo poliéter. Entre os tipos de poliéster, o tipo de adipato de polietileno é melhor que o tipo de poliéster geral. No tipo poliéter, o PTMG é melhor que o tipo PPG, e ambos melhoram com o aumento da dureza do elastômero. Além disso, a resistência dos elastômeros de poliuretano em geral diminui significativamente em ambientes de alta temperatura.
1.7 Desempenho de baixa temperatura
Os elastômeros de poliuretano têm boas propriedades de baixa temperatura, principalmente pelo fato de que a temperatura de fragilidade é geralmente baixa ({{0}} ~ -70 graus ), e algumas formulações (como PCL-TDI-MOCA) não são quebradiços mesmo em temperaturas mais baixas. Ao mesmo tempo, a elasticidade de baixa temperatura das variedades decimais (como PTMG-TDI-MOCA) também é muito boa. O coeficiente de resistência à compressão ao frio em -45 grau pode atingir o nível de 0.2-0.5, mas a maioria das variedades, especialmente algumas variedades a granel, como elastômeros de poliéster gerais, têm uma tendência relativamente grande de cristalizar em baixa temperatura e baixa elasticidade de baixa temperatura, então eles são usados como vedantes. É fácil vazar óleo na fase inicial em -20 grau .
Com a diminuição da temperatura, a dureza, resistência à tração, resistência ao rasgo e rigidez torcional dos elastômeros de poliuretano aumentaram significativamente, enquanto o rebote e o alongamento diminuíram.
1.8 Desempenho de absorção de vibração
O efeito do elastômero de poliuretano na tensão alternada mostrou histerese óbvia. Nesse processo, uma parte da energia da força externa é consumida pelo atrito interno das moléculas do elastômero e convertida em energia térmica. Essa propriedade é chamada de desempenho de absorção de vibração do material, também conhecido como desempenho de absorção de energia ou desempenho de amortecimento. O desempenho de absorção de vibração é geralmente expresso pelo coeficiente de atenuação. O coeficiente de atenuação expressa a porcentagem da energia aplicada a ele que pode ser absorvida pelo material deformado. Além das propriedades do material, também está relacionada à temperatura ambiente e à frequência de vibração. Quanto maior a temperatura, menor o coeficiente de atenuação, maior a frequência de vibração e maior a energia absorvida. Quando a frequência está próxima do tempo de relaxamento da macromolécula, a energia absorvida é máxima. Os elastômeros de poliuretano à temperatura ambiente podem absorver 10 por cento -20 por cento da energia vibracional, melhor do que a borracha nitrílica. É adequado para absorver grande força de impacto quando a amplitude de deformação é pequena e absorver pequena força de impacto quando a amplitude de deformação é grande.
Além disso, a histerese gera calor endógeno que aumenta a temperatura do elastômero. À medida que a temperatura do elastômero aumenta, sua resiliência aumenta e o desempenho de amortecimento diminui. Portanto, o equilíbrio de várias propriedades deve ser considerado ao projetar as peças de amortecimento.
1.9 Propriedades elétricas
As propriedades de isolamento elétrico dos elastômeros de poliuretano são relativamente boas em temperaturas gerais de trabalho, aproximadamente equivalentes aos níveis de neoprene e resinas fenólicas. Por poder ser fundido e moldado, é frequentemente usado como material para encapsulamento de componentes elétricos e revestimento de cabos. Devido à sua polaridade molecular relativamente grande e afinidade com a água, as propriedades elétricas dos elastômeros de poliuretano variam muito com a temperatura ambiente e não são adequadas para materiais elétricos de alta frequência. Além disso, as propriedades elétricas dos elastômeros de poliuretano diminuem com o aumento da temperatura e aumentam com o aumento da dureza do material.
1.10 Resistência à radiação
Entre os materiais poliméricos sintéticos, os elastômeros de poliuretano apresentam boa resistência a raios de alta energia. Ainda apresenta desempenho satisfatório sob a 105-106dose de radiação Gy. No entanto, para elastômeros claros ou transparentes, pode ocorrer descoloração sob a ação da radiação, semelhante à observada em ensaios de ar quente ou envelhecimento atmosférico.
1.11 Resistência ao molde
A resistência ao molde do poliéter poliuretano é boa, e o nível de teste é {{0}}, ou seja, basicamente nenhum molde cresce. No entanto, o poliuretano de poliéster não é resistente ao mofo, e o resultado do teste é mofo severo, o que não é adequado para uso em campo tropical e subtropical e armazenamento em condições quentes e úmidas. Elastômeros de poliuretano de poliéster usados em campo e em ambientes quentes e úmidos devem ser adicionados com agentes antifúngicos (como cobre octahidroxiquinolina, BCM, etc., a dosagem geral é de 0,1 por cento -0,5 por cento ) para melhorar sua resistência ao molde . .
1.12 Propriedades biomédicas
Os materiais de poliuretano têm excelente biocompatibilidade. Testes toxicológicos agudos e crônicos e testes em animais confirmaram que os materiais médicos de poliuretano não são tóxicos, não distorcem, não são alérgicos, não são irritantes localmente e ignoram pirogênios, e são os mais valiosos. Um dos materiais sintéticos de polímero médico.
