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    澆筑型聚氨酯彈性體(二)
    一、澆注型聚氨酯彈性體的優越性能(1)加工方式簡單、方便,易于自動化、連續化生產。但在C-PUR的生產中,原料均成液體,它們在液態下進行計量、混合、反應,直至澆注在模具中,操作方便,這樣,生產環境得到了改善,勞動強度和能量消耗大幅度下降,而且有利于進行機械化連續性生產。在某種意義上講,這種******的液態加工過程是對傳統橡膠生產方式的一種“革命”。(2)C-PUR的耐磨性能極好,在目前所知的彈性體中,C-PUR的耐磨性能****。根據實驗室對其磨耗性能的測定,C-PUR的耐磨性能是普通天然橡膠的3~5倍。 C-PUR的高耐磨性能不僅能當作普通橡膠用于抗磨部件的制造,同時還可以在一定程度上取代傳統金屬材料。但PUR既具有較高的機械強度,又具有良好的緩沖、能量吸收性能,這種“以柔克剛”的思路無疑是單純提高材料表面硬度獲得抗磨性能的一種補充。(3)C-PUR配方的可調性大,硬度變化范圍大。C-PUR一般僅需改變原料體系和加工方法,即可很容易地制備出邵氏A硬度20的印刷膠輥至邵氏D硬度80的軸承襯套等硬度范圍跨度很大的制品。特別應該指出的是,C-PUR在高硬度情況下,仍然保持良好的彈性,這是普通塑料等材料很難具備的性能。(4)C-PUR具有優異的力學機械性能。但C-PUR的抗張強度通常均大于40MPa;有些品種甚至可達60MPa。C-PUR的抗撕裂性能一般都比普通橡膠材料高得多。(5)C-PUR的耐油性能優越。它特別用于耐潤滑油類和燃料油品。(6)C-PUR耐氧、耐臭氧性能突出。(7)C-PUR的負荷能力高。C-PUR制備的沖彈元件、緩沖元件的承載能力高,使用過程中不會出現龜裂,C-PUR存在的缺點和有待改進之處,有以下幾點: ① 由于原料成本較高,在很大程度上限制了C-PUR的廣泛使用。 ② 聚酯型C-PUR耐熱水性能差,不適在濕熱的介質中長期使用。同時,由于PUR的內升熱較大,限制了它在高頻率運動變形部位的應用。 ③ C-PUR屬于熱固型材料,不易進行一般的回收處理。 二、CPU的主要原料及應用場合 CPU制備所需的主要原料為多元醇組分,異氰酸酯和擴鏈劑三大原料。 1 多元醇組分目前合成CPU的主要原料有:聚酯元醇、聚醚多元酯、聚己內酯多元醇、聚四氫呋喃和聚烯烴等不同種類的多元醇組分能夠附于澆注型聚氨酯彈性體不同的特性。 1.1 聚酯型CPU的產品開發*早,聚酯型CPU的機械強度均高于聚醚型;耐油品等介質腐蝕性較強。但是由于酯基存在易被水解,故制品不耐熱水侵蝕。 1.2 聚醚型CPU的顯著優點是具有較好的水解穩定性,所制得的CPU產品硬度較低,但耐溶劑性較差。該類多元醇的供應廠家很多,其質量與國外產品已無甚差別。只是在色數、抗氧化性、不飽和度要差些。 聚四氫呋喃二醇:該類聚醚國內除濟南圣泉生產外,規模5000噸/年;產品規格是PTMG1000,2000;大多數采用進口產品,主要供應商有杜邦、巴斯夫、三菱等。 1.3 聚己內酯多元醇 1.3.1 己內酯多元醇可以顯著提高CPU產品的性能。由于己內酯多元醇的合成機理與普通聚酯多元醇的合成機理完全不同。前者為開環聚合,無副產物水等產生;后者為縮聚反應,整個反應屬于可逆反應,而且反應過程中副產低分子的水等小分子產物,因此聚己內酯多元醇酸值低,無低分子物雜質,分子量分布均勻。由其制成的CPU具有以下優異性能: A.聚己內酯多元醇CPU比源于聚己二酸的CPU密度更低。 B.聚己內酯多元醇與脂肪族或芳香族異氰酸酯都能反應。 C.聚己內酯多元醇CPU具有優異的耐低溫撓曲疲勞性。 D.聚己內酯多元醇具有優異的耐水解性。 E.聚己內酯多元醇低滯后性高橡膠彈性 F.聚己內酯多元醇的粘度低,易于加工使用。 G.聚己內酯多元醇耐磨性較高。 H.聚己內酯多元醇具備低成霧性。 1.3.2 不同官能度的聚己內酯多元醇可制備不同性能的彈性體,應用如下:三官能度的聚己內酯多元醇可作為擴鏈劑和丁二醇一起制備低硬度彈性體,此外低分子量的聚己內酯二醇和聚己內酯三醇可用作聚氨酯擴鏈劑。 1.3.3 聚己內酯多元醇合成的預聚物在室溫下(20~25℃)至少能穩定保存6個月,和純MDI的預聚產物在20℃時為液態。 1.3.4 國內聚己內酯多元醇的生產廠家和貿易公司如下:國內生產廠家: * 武漢天生成科技有限公司 采用微波聚合工藝,生產分子量2000-3000的聚己內酯二元、三元、四元醇。 * 蘇威公司國內的貿易商 * 上海沂慶貿易有限公司 長年銷售世界著名的聚己內酯生產商日本大賽璐產品 * 上海怡化貿易有限公司 產地日本 * 上海博楓貿易有限公司 * 上海浩深貿易有限公司 * 廣州仲遠工貿有限公司 * 廣州市匯采涂料化學品有限公司 * 駿橋貿易(深圳)有限公司 * 張家港浩成國際貿易有限公司 * 南京康源貿易有限公司 1.4 端羥基聚烯烴:主要品種是聚丁二烯(簡稱丁羥HTPB)和丁二烯-丙烯腈共聚物(簡稱丁腈羥HTPP)。其中HTPB因主鏈結構極性偏低,與其他樹脂的相容性差,后者在相容性上有了較大的改善。它們能和普通多元醇一樣,能與異氰酸酯反應。由于該類多元醇在主鏈上不含有酯基和醚鍵,因此此類多元醇用于制備耐低溫和耐水性能十分突出的電器緣材料。由其制成CPU制品體積電阻高、電耗及功率因子低。由于CPU材料的合成,可以實現室溫固化,成品的收縮率極小,是電器領域中應用前景十分看好的新材料。但是原料成本較高,目前國內端羥基聚烯烴的生產廠家有: 1.5 注意事項 1.5.1 合成CPU的多元醇,要求水分含量小于0.1%,水份的存在有以下不利因素: ① 水與-NCO反應,生產CO2氣體,使得制品CPU產生氣泡,影響外觀,降低制品性能。 ② 水與-NCO反應,消耗大量的原料,使成本增加。 ③水與-NCO反應生成脲的小分子顆粒,不僅使體系的粘度增加,生產工藝性能下降,而且對CPU性能有影響。 1.5.2 合成CPU的多元醇的酸堿度必須合適。因為:在酸性狀態下,合成反應將有利于氨基甲酸酯的擴鏈反應;在堿性狀態下,合成反應易產生支化反應,生成脲基甲酸酯、縮二脲等支鏈結構,甚至出現凝膠的危險。因此,在多元醇的生產過程中,尤其是聚醚多元醇,必要時應對其進行酸度調節,使之呈現中性或微酸性,有利于預聚物直鏈分子的順利形成。
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