ПУ твердый резиновый стержень представляет собой твердый стержень, изготовленный из полиуретанового (ПУ) эластомера в качестве основного материала путем литья или экструзии. Полиуретан – полимерный материал, образующийся в результате полимеризации изоцианата (Isocyanate) и полиола (Polyol) под действием катализатора и удлинителя цепи. Его структура молекулярной цепи имеет двойные характеристики мягкого сегмента (гибкий сегмент полиэфира/полиэстера) и жесткого сегмента (жесткий уретановый сегмент), что придает материалу уникальные свойства высокой эластичности, высокой прочности и износостойкости.
Полиуретановый эластомер называют «пятым инженерным пластиком», поскольку его характеристики находятся между резиной и пластиком. Являясь типичной формой полиуретанового эластомера, стержень из твердого каучука PU широко используется в горнодобывающем оборудовании, автомобильной промышленности, нефтехимической промышленности и других областях благодаря своей высокой несущей способности, превосходной маслостойкости и усталостной стойкости и стал высококачественным материалом для замены традиционной резины (например, NR, EPDM) и пластика (например, ПВХ, ТПУ).
Анализ научных характеристик и преимуществ
Молекулярная структура и основные характеристики
Мягкий сегмент (гибкий сегмент): полиэфирный полиуретан (например, ПТМЭГ) придает материалу высокую эластичность и низкотемпературную вязкость (температура стеклования Tg до -60 ℃); полиэфирные ПУ (например, серии адипиновой кислоты) придают материалу высокую прочность и маслостойкость (степень расширения минерального масла <5%);
Жесткий сегмент (жесткий сегмент): Карбаматные группы образуют физическую сшитую сеть за счет водородных связей, придавая материалу высокий модуль упругости (прочность на разрыв может достигать 25-50 МПа) и высокую термостойкость (температура тепловой деформации HDT до 80-120 ℃);
Структура разделения микрофаз: мягкий сегмент и твердый сегмент образуют микрофазное разделение на молекулярном уровне. Мягкий сегмент обеспечивает эластичность, а жесткий сегмент обеспечивает поддержку, обеспечивая баланс между высокой эластичностью и высокой прочностью.
Отличные механические свойства
Высокая эластичность и высокая несущая способность
Предел прочности: предел прочности стержней из твердой резины ПУ достигает 25-50 МПа (обычная резина, такая как NR, 10-20 МПа, ТПУ 20-35 МПа), которые могут выдерживать более высокие нагрузки (например, ролики шахтных конвейерных лент, несущая способность стержней из ПУ в 3-5 раз выше, чем у NR); Прочность на разрыв: ≥50 кН/м (обычная резина 20-40 кН/м), отличная стойкость к резанию (подходит для шестерен горнодобывающей техники, уплотнений для бурения нефтяных скважин); Устойчивость: остаточная деформация при сжатии ≤15% (70℃×24 часа, стандарт ISO 815), остаточная деформация при сжатии обычной резины (например, SBR) достигает 30%-50%, и ее нелегко деформировать после длительного использования.
Высокая твердость и износостойкость
Диапазон твердости: 60–95 по Шору (регулируемый), охватывающий все сценарии применения: от мягких (например, уплотнения) до жестких (например, промышленные ролики);
Износостойкость: испытание на износ Akron ≤ 0,05 см³/(1,61 км) (обычная резина составляет 0,1–0,3 см³/(1,61 км)), срок службы в 5–10 раз выше, чем у NR (например, ролики конвейерной ленты, стержни из полиуретана можно использовать в течение 5–10 лет, стержни NR — только 1–2 года).
Отличная стойкость к химической коррозии
Маслостойкость: стержни из твердой резины ПУ демонстрируют чрезвычайно низкую степень расширения (<5%, обычная резина, такая как степень расширения NR>20%) по отношению к минеральному маслу (например, гидравлическому маслу, трансмиссионному маслу) и синтетическому маслу (например, силиконовому маслу), подходит для уплотнений автомобильных коробок передач и деталей для бурения нефтяных скважин;
Устойчивость к растворителям: Устойчив к полярным растворителям (таким как ацетон, этанол), но чувствителен к сильным окисляющим растворителям (таким как концентрированная серная кислота, концентрированная азотная кислота) (необходимо избегать контакта);
Устойчивость к кислотам и щелочам: Устойчив к слабым кислотам (например, фосфорной кислоте, уксусной кислоте) и слабым щелочам (например, раствору гидроксида натрия, концентрация ≤10%), но не устойчив к сильным кислотам (например, концентрированной серной кислоте) и сильным щелочам (например, раствору гидроксида натрия> 20%). 2.4. Адаптивность в широком температурном диапазоне
Характеристики при низких температурах: температура стеклования Tg полиэфирного полиуретана составляет всего -60 ℃, и он может сохранять высокую эластичность при -40 ℃ (подходит для уплотнений полярного оборудования);
Высокотемпературные характеристики: температура тепловой деформации HDT достигает 80-120 ℃ (60-80 ℃ для обычной резины, такой как NR), а кратковременная термостойкость может достигать 150 ℃ (подходит для автомобильных уплотнений моторного отсека).
Точная стабильность размеров
Водопоглощение: поглощение насыщенной воды составляет всего 0,3%-0,5% (1%-2% для обычной резины, такой как NR), а скорость изменения размеров составляет ≤0,05% (0,5%-1% для обычной резины), что подходит для прецизионных деталей (таких как уплотнения штока поршня гидравлического цилиндра);
Коэффициент линейного теплового расширения: 1,2×10⁻⁴/℃ (1,5×10⁻⁴/℃ для обычной резины), на который меньше влияют изменения температуры (контроль допуска ±0,02 мм).
Области применения
Горное и машиностроительное оборудование
Ролики конвейерной ленты: для роликов шахтных конвейерных лент используются стержни из твердой резины PU, обладающие замечательной износостойкостью и несущей способностью, а также сроком службы 5-10 лет;
Футеровка ковша экскаватора: Для футеровки ковша экскаватора используются стержни из полиуретана высокой твердости (по Шору А 85-95), а их ударопрочность и износостойкость лучше, чем у футеровок из стали с высоким содержанием марганца.
Автомобильная промышленность
Автомобильные уплотнения: стержни из твердой резины PU используются для сальников автомобильного двигателя и сальников коробки передач, обладают превосходной маслостойкостью и устойчивостью к высоким температурам;
Детали автомобильных амортизаторов: стержни из полиуретана низкой твердости (по Шору A 60-75) используются для втулок амортизаторов автомобильной подвески с остаточной деформацией сжатия ≤15%, что обеспечивает плавность вождения.
Нефтехимическая и транспортировка жидкостей
Уплотнения для бурения нефтяных скважин: маслостойкие стержни из полиуретана используются для уплотнений высокого давления при бурении нефтяных скважин, с прочностью на сжатие ≥10 МПа и сопротивлением расширению минерального масла <5%;
Рабочие колеса химических насосов: в рабочих колесах химических насосов используются устойчивые к коррозии стержни из полиуретана, а их стойкость к химической коррозии лучше, чем у обычных резиновых рабочих колес.
Электрические и электронные приборы и бытовая техника
Подушечки для электронных разъемов: стержни из полиуретана низкой твердости (по Шору A 70–80) используются для подушек для мобильных телефонов и компьютерных разъемов, чтобы уменьшить удары и противостоять ударам;
Шестерни и детали трансмиссии бытовой техники: износостойкие стержни из полиуретана используются в редукторах стиральных машин и подшипниках вентилятора кондиционера, а шум ниже, чем у металлических шестерен.
Свяжитесь