Glavna svojstva poliuretanskog elastomera
1.1 Tvrdoća
Raspon tvrdoće obične gume je Shore A20 do Shore A90, tvrdoća plastike je oko Shore A95 do Shore D100, a tvrdoća poliuretanskog elastomera je niska kao Shore A10 i visoka kao Shore D80 i ne zahtijeva pomoć punila. Ono što je posebno vrijedno je da elastomer i dalje ima dobru elastičnost gume i istezanje ispod plastične tvrdoće, dok obična guma može postići veću tvrdoću samo dodavanjem velike količine punila i na račun jakog smanjenja elastičnosti i istezanja. Izvještava se da kada je tvrdoća veća od 75D, njegova elastičnost će biti ozbiljno izgubljena, a kada je tvrdoća veća od 85D, to nije elastičan materijal.
1.2 Mehanička čvrstoća
Poliuretanski elastomeri imaju visoku mehaničku čvrstoću, koja se očituje u Youngovom modulu, čvrstoći na kidanje i nosivosti.
1.2.1Youngov modul i vlačna čvrstoća Unutar granice elastičnosti, omjer vlačnog naprezanja i deformacije naziva se Youngov modul (E) ili modul elastičnosti.
Poliuretanski elastomeri, kao i drugi elastomeri, poštuju Hookeovu teoremu samo pri malom izduženju (oko 2,5 posto). Ali njegov Youngov modul je mnogo veći od ostalih elastomera. Štaviše, Youngov modul poliuretanskih elastomera pokriva gumu i plastiku, a raspon je širok, neusporediv s drugim materijalima.
1.2.2 Snaga kidanja
Čvrstoća na kidanje poliuretanskog elastomera je vrlo visoka, posebno poliesterskog tipa, koji je više nego dvostruko veći od prirodnog kaučuka.
1.2.3 Nosivost
Iako tlačna čvrstoća poliuretanskih elastomera nije visoka pri niskoj tvrdoći, poliuretanski elastomeri mogu povećati tvrdoću pod pretpostavkom održavanja elastičnosti gume, čime se postiže visoka nosivost. Tvrdoća drugih guma je jako ograničena, tako da se nosivost ne može značajno poboljšati.
1.3 Otpornost na habanje
Otpornost na habanje poliuretanskih elastomera je vrlo izvanredna, a rezultati ispitivanja su općenito u rasponu od {{0}}.03 do 0,20 mm3/m, što je oko 3 do 5 puta više od prirodne gume. U stvarnoj upotrebi, zbog uticaja faktora kao što su maziva, efekat je često bolji. Otpornost na habanje usko je povezana sa čvrstoćom na kidanje i stanjem površine materijala. Čvrstoća na kidanje poliuretanskog elastomera je mnogo veća od ostalih guma, ali njegov vlastiti koeficijent trenja nije nizak, uglavnom iznad 0,5, što zahtijeva dodavanje uljnih maziva, ili dodavanje male količine molibden disulfida ili grafita, silikonskog ulja, tetrafluoroetilenskog praha, itd., kako bi se smanjio koeficijent trenja i smanjilo stvaranje topline. Osim toga, koeficijent trenja je također povezan s faktorima kao što su tvrdoća materijala i temperatura površine. U svim slučajevima koeficijent trenja raste sa smanjenjem tvrdoće i raste s povećanjem temperature površine. Maksimum se postiže na oko 60 stepeni.
1.4 Svojstva otpornosti na ulja i kemikalije
Poliuretanski elastomer, posebno poliester poliuretanski elastomer, je vrsta jakog polarnog polimernog materijala. Ima mali afinitet sa nepolarnim mineralnim uljem, i jedva se erodira u loživom ulju (kao što je kerozin, benzin) i mehaničkim uljima (kao što je hidraulično ulje, motorno ulje, ulje za podmazivanje, itd.), mnogo bolje od obične gume, i može se kombinovati sa uporedivom sa nitrilnom gumom. Međutim, jako bubri u alkoholima, esterima, ketonima i aromatičnim ugljovodonicima i postepeno se uništava na visokoj temperaturi. Značajno bubrenje i ponekad razgradnja u halogeniranim ugljovodonicima. Poliuretanski elastomer uronjen u anorgansku otopinu, ako nema katalizatora, sličan je uranjanju u vodu. Brže se razgrađuje u slaboj kiselini i slaboj alkalnoj otopini nego u vodi, a jaka kiselina i jaka lužina imaju veći korozivni učinak na poliuretan.
Temperatura upotrebe poliuretanskog elastomera u ulju je ispod 110 stepeni, što je više od one u vazduhu. Međutim, u višeinženjerskim aplikacijama, ulje je uvijek kontaminirano vodom. Testovi su pokazali da sve dok ulje sadrži 0,02 posto vode, gotovo sva voda može se prenijeti na elastomer. U ovom trenutku, učinak upotrebe bit će značajno drugačiji.
1.5 Otpornost na vodu
Vodootpornost poliuretanskih elastomera na sobnoj temperaturi je dobra i neće doći do očigledne hidrolize u roku od jedne ili dvije godine, posebno kod polibutadiena, polietera i polikarbonata. Putem poboljšanog testa vodootpornosti, metoda ekstrapolacije pokazuje da je vrijeme potrebno za gubitak polovine vlačne čvrstoće u vodi na sobnoj temperaturi na 25 stepeni, poliesterskom elastomeru (polietilen adipat-TDI-MOCA) 10 godina, polieter elastomeru (PTMG-TDI-MOCA) je 50 godina, odnosno, tip polietera je 5 puta veći od poliesterskog tipa.
1.6 Otpornost na toplinu i oksidaciju
Otpornost na toplinu poliuretanskih elastomera u inertnim plinovima (kao što je dušik) je i dalje dobra, a otpornost na kisik i ozon na sobnoj temperaturi je također vrlo dobra, posebno poliester. Međutim, istovremeno djelovanje visoke temperature i kisika će ubrzati proces starenja poliuretana. Gornja temperaturna granica općih poliuretanskih elastomera u zraku za dugotrajnu kontinuiranu upotrebu je 80-90 stepen, a može doseći 120 stepeni u kratkotrajnoj upotrebi. Temperatura koja ima značajan uticaj na realizaciju termičke oksidacije je oko 130 stepeni. Što se tiče sorti, otpornost na termičku oksidaciju poliesterskog tipa je bolja od otpora poliesterskog tipa. Među vrstama poliestera, tip polietilen adipata je bolji od općeg tipa poliestera. Kod polieterskog tipa, PTMG je bolji od PPG tipa, a oba se poboljšavaju povećanjem tvrdoće elastomera. Osim toga, čvrstoća općih poliuretanskih elastomera značajno opada u okruženjima s visokim temperaturama.
1.7 Performanse na niskim temperaturama
Poliuretanski elastomeri imaju dobra svojstva pri niskim temperaturama, uglavnom u činjenici da je temperatura lomljivosti generalno niska ({{0}} ~ -70 stepen), i neke formulacije (kao što je PCL-TDI-MOCA) nisu lomljive ni na nižim temperaturama. U isto vrijeme, niskotemperaturna elastičnost decimalnih varijanti (kao što je PTMG-TDI-MOCA) je također vrlo dobra. Koeficijent otpornosti na kompresiju na hladnoću na -45 stepenu može doseći nivo od 0.2-0.5, ali većina varijanti, posebno neke rasute varijante, kao što su opći poliesterski elastomeri, imaju relativno veliku tendenciju kristalizacije pri niske temperature i slaba niskotemperaturna elastičnost, pa se koriste kao brtve. Lako je curiti ulje u početnoj fazi na -20 stepeni.
S padom temperature, tvrdoća, vlačna čvrstoća, čvrstoća na kidanje i torzijska krutost poliuretanskih elastomera značajno su porasle, dok su se odboj i istezanje smanjili.
1.8 Performanse apsorpcije vibracija
Učinak poliuretanskog elastomera na naizmjenična naprezanja pokazao je očitu histerezu. U tom procesu, dio energije vanjske sile troši se unutarnjim trenjem molekula elastomera i pretvara u toplinsku energiju. Ovo svojstvo se naziva učinak apsorbiranja vibracija materijala, također poznat kao učinak apsorbiranja energije ili učinak prigušenja. Učinak apsorpcije vibracija obično se izražava koeficijentom prigušenja. Koeficijent slabljenja izražava postotak energije primijenjene na njega koju može apsorbirati deformirani materijal. Pored svojstava materijala, to je povezano i sa temperaturom okoline i frekvencijom vibracija. Što je temperatura viša, to je manji koeficijent slabljenja, viša je frekvencija vibracija i veća je apsorbovana energija. Kada je frekvencija blizu vremena relaksacije makromolekule, apsorbovana energija je maksimalna. Poliuretanski elastomeri na sobnoj temperaturi mogu apsorbirati 10 posto -20 posto vibracione energije, bolje od nitrilne gume. Pogodan je za apsorpciju velike udarne sile kada je amplituda deformacije mala, i za apsorpciju male udarne sile kada je amplituda deformacije velika.
Osim toga, histereza stvara endogenu toplinu koja povećava temperaturu elastomera. Kako temperatura elastomera raste, njegova elastičnost se povećava i učinak prigušenja se smanjuje. Stoga se pri projektovanju prigušnih dijelova mora uzeti u obzir ravnoteža različitih svojstava.
1.9 Električna svojstva
Električna izolacijska svojstva poliuretanskih elastomera su relativno dobra na općim radnim temperaturama, otprilike ekvivalentna razinama neoprena i fenolnih smola. Budući da se može lijevati i oblikovati, često se koristi kao materijal za zalivanje električnih komponenti i oblaganje kabela. Zbog svog relativno velikog molekularnog polariteta i afiniteta prema vodi, električna svojstva poliuretanskih elastomera uvelike variraju s temperaturom okoline i nisu prikladni za visokofrekventne električne materijale. Osim toga, električna svojstva poliuretanskih elastomera opadaju s povećanjem temperature i rastu s povećanjem tvrdoće materijala.
1.10 Otpornost na zračenje
Među sintetičkim polimernim materijalima, poliuretanski elastomeri imaju dobru otpornost na visokoenergetske zrake. I dalje ima zadovoljavajuće performanse pod 105-106Gy dozom zračenja. Međutim, za svijetle ili prozirne elastomere može doći do promjene boje pod djelovanjem zračenja, slično kao što je uočeno u testovima starenja vrućim zrakom ili atmosferskim uvjetima.
1.11 Otpornost na plijesan
Otpornost na plijesan polieter poliuretana je dobra, a nivo testa je {{0}}, odnosno u osnovi ne raste plijesan. Međutim, poliester poliuretan nije otporan na plijesan, a rezultat testa je jaka plijesan, koja nije pogodna za upotrebu u tropskim i suptropskim područjima i skladištenje u toplim i vlažnim uvjetima. Poliester poliuretanske elastomere koji se koriste na terenu iu vrućim i vlažnim okruženjima treba dodati antifungalnim agensima (kao što su bakar oktahidroksikinolin, BCM, itd., opća doza je 0,1 posto -0.5 posto) kako bi se poboljšala otpornost na plijesan . .
1.12 Biomedicinska svojstva
Poliuretanski materijali imaju odličnu biokompatibilnost. Akutni i kronični toksikološki testovi i testovi na životinjama potvrdili su da su medicinski poliuretanski materijali netoksični, ne iskrivljuju, nealergijski, ne lokalno iritiraju i ne poznaju pirogen i da su najvredniji. Jedan od sintetičkih medicinskih polimernih materijala.
