山東宏鑫源知識小科普:聚氨酯的應用及優缺點

隨著社會的發展和技術的進步，新材料的應用越來越廣泛，聚氨酯彈性體自從上世紀80年代初開始從軍用轉為軍民兩用，並以民用為主後，產品的品種牌號不斷增加，生產規模日益擴大，在國民經濟各部門及人們的衣食住行各方面所發揮的作用日趨重要。本文擬從實際應用的角度出發，談談聚氨酯彈性體的優缺點及其應用開發的現狀和前景。

一、聚氨酯彈體的主要優點

1、性能的可調節範圍大。多項物理機械性能指標均可通過對原材料的選擇和配方的調整，在一定範圍內變化，從而滿足用戶對製品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用戶對製品的一個重要指標，聚氨酯彈性體既可製成邵爾A硬度20左右的軟質印刷膠輥，又可製成邵爾D硬度70以上的硬質軋鋼膠輥，這是一般彈性體材料所難以做到的。聚氨酯彈性體是由許多柔性鏈段和剛性鏈段組成的極性高分子材料，隨著剛性鏈段比例的提高和極性基團密度的增加，彈性體原強度和硬度會相應提高。

2、耐磨性能優越。特別是在有水、油等潤溼介質存在的工作條件下，其耐磨性往往是普通橡膠材料的幾倍到幾十倍。金屬材料如鋼鐵等雖然很堅硬，但並不一定耐磨，如黃河灌溉區的大型水泵，其過流部件金屬口環和保護圈經過大量泥沙的衝刷，用不了幾百小時就嚴重磨損漏水，而採用聚氨酯彈性體包覆的口環和保護圈則連續運行1800小進仍未磨損。其它如碾米用的礱穀機膠輥、選煤用的振動篩篩板、運動場的徑賽跑道、吊車鏟車用的動態油密封圈、電梯輪和旱冰鞋輪等等也都是聚氨酯彈性體的用武之地。在此需提到的一點是，要提高中低硬度聚氨酯彈性體製件的摩擦係數，改善在承載負荷下的耐磨性能，可在這類聚氨酯彈性體中添加少量二硫化鋁、石墨或矽油等潤滑劑。

3、加工方式多樣，適用性廣泛。聚氨酯彈性體既可跟通用橡膠一樣採用塑煉、混煉、硫化工藝成型（指MPU）；也可以製成液體橡膠，澆注模壓成型或噴塗、灌封、離心成型（指CPU）；還可以製成顆粒料，與普通塑料一樣，用注射、擠出、壓延、吹塑等工藝成型（指CPU）。模壓或注射成型的製件，在一定的硬度範圍內，還可以進行切割、修磨、鑽孔等機械加工。加工的多樣性，使聚氨酯彈性體的適用性十分廣泛，應用領域不斷擴大。

4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐輻射、耐低溫，透聲性好，粘接力強，生物相容性和血液相容性優秀。這些優點正是聚氨酯彈性體在軍工、航天、聲學、生物學等領域獲得廣泛應用的原因。

二、酯氨酯彈性體的不足之處

但聚氨酯彈性體並非十全十美，它的主要缺點是：

1、內生熱大，耐高溫性能一般。正常使用溫度範圍是-40~120℃使用。若需在高頻振蕩條件或高溫條件下長期作用，則必須在結構設計或配方上採取相應改性措施。

2、不耐強極性溶劑和強酸鹼介質。在一定溫度下，醇、酸、酮會使聚氨酯彈性體溶脹和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲醯胺、三氯乙烯等溶劑在常溫下就會使聚氨酯彈性體溶脹。