聚氨酯彈性體 (PU) 是一種介于橡膠與塑料之間的新型材料,通常被用作橡膠制品的替代品。由于PU具備卓越的耐磨性、高強度、出色的延展性和減震性能,已經(jīng)在許多工業(yè)和高性能應用中廣泛采用。本文將對PU彈性體的主要性能及其應用進行詳細說明。
1. 耐磨性
PU彈性體的耐磨性在所有彈性體中名列前茅,尤其適合在磨損嚴重的應用場景,如傳動皮帶、采礦設備、石油和天然氣工業(yè)等。在實際應用和實驗測試中,PU的耐磨性明顯優(yōu)于許多其他材料。下表列出了一些常見材料的磨耗量數(shù)據(jù):
材料名稱 | 磨耗量 (mg) |
---|---|
PU彈性體 | 0.5~3.5 |
天然橡膠 | 146 |
氯丁橡膠 | 280 |
丁苯橡膠 | 177 |
丁基橡膠 | 205 |
丁腈橡膠 | 44 |
(注:磨耗測試條件:CS17輪,1000g/轉(zhuǎn),5000轉(zhuǎn)/分,23°C)
2. 硬度范圍
PU彈性體的硬度范圍從邵氏A10到邵氏D80,而普通橡膠的硬度范圍一般為邵氏A60至A100。PU在寬硬度范圍內(nèi)依然保持良好的延展性,其伸長率可達到400%-800%。相比之下,天然橡膠在550%的伸長率下,其最高硬度為邵氏A70。
3. 應力/應變性能
PU彈性體具有較高的模量、高抗張強度和高拉伸率,這些性能使得PU零件擁有卓越的彈性和耐用性。PU的拉伸強度是天然橡膠或合成橡膠的2至3倍。在實驗中,PU彈性體的標準試片可以拉伸至5倍以上而不破裂,展示了其出色的延展性和抗斷裂能力。
4. 吸震性
相比于硬度相近的橡膠,PU彈性體具有更高的承載能力和減震效果。其滯后時間長、阻尼性能好,在承受應力時能吸收大量能量。這種吸震特性使得PU在炮車防震座、飛機起落架、汽車保險杠及工業(yè)輥筒等領域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。
5. 低振動性
PU材質(zhì)的時規(guī)皮帶和多楔帶通過液體低壓灌注一體成型,其均質(zhì)性優(yōu)越,傳動過程中不易產(chǎn)生震動,反而能減少機臺振動,降低振動源的產(chǎn)生。
6. 耐候性
PU彈性體的耐油性能優(yōu)于丁腈橡膠,耐候老化性能優(yōu)于天然橡膠及其他合成橡膠。在耐水解、耐酸和耐化學溶液腐蝕方面,聚醚型PU優(yōu)于聚酯型PU。此外,PU還具有優(yōu)異的耐臭氧和耐射線性能,廣泛應用于航天工業(yè)等特殊領域。
7. 其他物理特性
PU彈性體具有良好的吸震性能,其拉伸強度和延展率都非常高,負載支撐能力強。在某些高負載、耐磨需求的場景,如汽車保險杠、軋鋼輥筒、泵內(nèi)襯等,PU材料是理想的選擇。PU彈性體的硬度在邵氏A85以上時,仍能保持彈性,這使得它具備其他彈性體所不具備的高負載支撐能力和優(yōu)良的減震效果。
8. 應用場景
PU彈性體的卓越性能使其成為各類傳動帶、工業(yè)設備和機械結(jié)構(gòu)中的重要材料。由于其低磨損和低污染特性,尤其適用于無塵室環(huán)境中的傳動和輸送需求。特別是在無塵等級為百級或千級的環(huán)境中,PU材質(zhì)能夠?qū)⒛p微塵降至最低,避免設備污染或電子電路短路問題。此外,PU在CNC機械傳動中表現(xiàn)出色,耐油脂污染,適合用于小皮帶輪徑傳動應用。
結(jié)論
聚氨酯彈性體(PU)憑借其卓越的耐磨性、高強度、優(yōu)良的吸震性以及寬廣的硬度范圍,已經(jīng)成為工業(yè)傳動和減震領域中不可或缺的材料。無論是用于高負載、嚴苛環(huán)境還是對減震性有特殊要求的場景,PU彈性體都展現(xiàn)了其他材料難以替代的優(yōu)勢。在未來的發(fā)展中,PU彈性體在高性能機械、無塵環(huán)境和工業(yè)設備中的應用將會更加廣泛。