聚氨酯弹性体回弹性能的影响因素_刘凉冰.pdf

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1、专论·综述弹性体，２０１７－０４－２５，２７（２）：６６～７３ＣＨＩＮＡＥＬＡＳＴＯＭＥＲＩＣＳ聚氨酯弹性体回弹性能的影响因素刘凉冰（太原工业学院材料工程系，山西太原０３０００８）摘要：介绍了用于测定橡胶回弹性的国内外标准。讨论了化学结构对浇注型、热塑性和混炼型聚氨酯（ＰＵ）弹性体回弹性能的影响，化学结构包括：软段类型和相对分子质量、硬段类型和含量、异氰酸酯类型和异构体、预聚体异氰酸酯基含量、胺类和醇类扩链剂等。讨论了添加剂（增塑剂和补强剂）和温度对回弹性的影响，同时比较了线性与交联ＰＵ的回弹性能。结果表明，影响ＰＵ弹性体回弹性能的主要因素是软段的类型和相对分子

2、质量、硬段含量、预聚体异氰酸酯基含量、交联及温度。关键词：聚氨酯弹性体；聚酯；聚醚；冲击弹性；回弹；标准中图分类号：ＴＱ３２３．８文献标识码：Ａ文章编号：１００５－３１７４（２０１７）０２－００６６－０８DOI:10.16665/j.cnki.issn1005-3174.2017.02.015橡胶弹性是橡胶所特有的性能，其主要表现表１橡胶回弹性的标准号、类型及使用国家为模量低、伸长变形大，在变形过程中既有弹性变回弹类型标准号摆锤类型使用的国家地区形也有非弹性变形。弹性变形吸收的能量在回复摆锤回弹ＧＢ／Ｔ１６１８邵坡中国变形时全部释放出来，而非弹性变形吸收的能量Ｉ

3、ＳＯ４６６２邵坡英国、法国、德国不能释放出来而转化为其它能量被损耗，因此可ＡＳＴＭＤ７１２１邵坡美国ＤＩＮ５３２２邵坡德国用损耗能量的大小来表示弹性的大小。弹性性能ＪＩＳＫ６２５５卢普凯日本是橡胶的基本物理性能指标之一，它与橡胶的硬落球回弹ＡＳＴＭＤ２６３２美国度、强度、弹性模量、动态性能等宏观性能以及分子结构、相对分子质量、材料的密度等微观结构都ＰＵ弹性体按加工特性分为浇注型、热塑性有密切关系。和混炼型三种类型，其广泛应用于煤炭采矿、石油聚氨酯（ＰＵ）弹性体是一种兼具橡胶和塑料化工、机械制造和航天航空等领域中，起着其它材特性的一类高分子材料，所以它具有橡胶的特

4、性。料所不能代替的重要作用。ＰＵ弹性体的宏观性通常邵尔Ａ硬度在８０～９５之间，ＰＵ弹性体与橡能是由其微观结构决定的，ＰＵ的结构与性能之胶相比模量高、伸长率低。ＰＵ弹性体的弹性通间存在着内在的联系。不同配方的ＰＵ弹性不常用冲击回弹、回弹或回弹率来表述。一般按其同，同一配方由于加工形式不同，其弹性值高低也冲击方式分为两种：摆锤冲击弹性和落球冲击弹有差异。影响ＰＵ弹性的因素有：化学结构（相对性。冲击回弹的定义是受冲击的试样在产生形变分子质量、硬段含量，交联）、形变大小、作用时间、［１］［８］并回复原型的过程中，输出能与输入能的比值。温度等，从ＰＵ的结构去认识和掌握其特

5、性才目前国内外常用橡胶回弹性标准有中国能有效地使用这种弹性体材料。本文的目的是让ＧＢ、国际ＩＳＯ和德国ＤＩＮ等，采用摆锤式检测冲科研工作者了解ＰＵ结构特点的同时，进一步认击弹性，而美国多用落球式测试ＰＵ弹性体的回识ＰＵ弹性体的力学性能———回弹性，掌握ＰＵ弹。表１给出检测ＰＵ弹性体回弹的标准号、试结构与回弹性能的内在联系和规律，以便更好地［２－７］样及回弹的类型。理解和使用ＰＵ弹性体。作者简介：刘凉冰（１９５８－），男，天津市人，高级工程师，主要从事聚氨酯材料的研究与应用开发工作，已发表论文３０余篇。收稿日期：２０１６－１１－２０第２期刘凉冰．聚氨酯弹性体回弹性

6、能的影响因素·６７·回弹性就好。混炼ＰＵ软段含量高，硬度低，回弹１软段对ＰＵ弹性体回弹性的影响性变化大；浇注型ＰＵ硬度次之，回弹性变化缩ＰＵ弹性体是由柔性链段（软段）和刚性链段小；热塑性ＰＵ硬度最高，回弹性变化很小，略有（硬段）交替组成的嵌段共聚物，软段是聚酯或聚降低。醚以及相对分子质量较高的多元醇，它提供弹性表３软段相对分子质量对ＰＵ弹性体回弹性的影响体的韧性、弹性和低温性能，硬段由二异氰酸酯和软段相对分子质量力学性能小相对分子质量的二元胺或二元醇构成，贡献弹６５０１０００２０００２９００３０００性体的刚性、强度和耐热性能。由于硬段与软段浇注型ＰＵ：甲苯二异氰

7、酸酯（ＴＤＩ）／３，３′－二氯－４，４′－二胺基二苯甲烷（ＭＯＣＡ）／ＰＴＭＧ在热力学上的不相容性而产生了微相分离，ＰＵ邵尔Ａ硬度１００９４８０７２－弹性体力学性能主要与化学结构及聚集形态有密回弹性／％－３５５２６０－切关系。热塑性ＰＵ：对苯二异氰酸酯（ＰＰＤＩ）／ＢＤＯ／ＰＴＭＧ邵尔Ａ硬度９１９４９６－９７１．１软段类型的影响回弹性／％６２６３６７－６６ＰＵ弹性体中常用的软段有聚酯（己二酸酯混炼型ＰＵ：ＭＤＩ／聚酯类）、聚己内酯、聚碳酸酯和聚醚（四氢呋喃均聚邵尔Ａ硬度－－６５６５回弹性／％－－２９４７醚、聚丙二醇醚），软段对ＰＵ弹性体的力学性能有很大影响，对Ｐ

8、Ｕ的回弹性也有一定的影响