свойства
Полиуретан с успехом заменяет резину различных марок (а в некоторых случаях и металлы), благодаря таким свойствам, как износостойкость, кислотостойкость, маслобензостой кость, высокие диэлектрические свойства, а также возможность работы при высоких давлениях, в широком температурном диапазоне.
Полиуретан благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам используется, как конструкционный материал во многих отраслях промышленности. Особенность уретановых эластомеров - исключительно высокие эксплуатационные свойства, превосходящие не только все типы каучуков, но и металлы.
На мировом рынке существует множество марок полиуретанов: адипрены, вулколланы, вулкопрены.
Отечественные марки СКУ ПФЛ-100, НИЦ-ПУ 5 и другие, полученные на основе отечественных полиэфиров, не уступают, а по некоторым характеристикам превосходят импортные аналоги.
Уретановые эластомеры можно получать с широким диапазоном свойств. Благодаря высокому модулю полиуретанов по сравнению с другими эластомерами изделия из них можно делать с более тонкими стенками.
| Физико-механические характеристики | ||||||||||||
| Показатель полиуретана | НИЦ ПУ-5 | СКУ-ПФЛ-100 | СКУ-ФЭ-4 | СКУ ПФЛ-74 | Ур-70 В | ПТГФ 1000 | СУРЭЛ-20Ф | СКУ-ПФЛ-100М | Диафор-ТДИ | ЛУР-СТ | ТТ 129/194 | |
Твердость по Шору, усл.ед. | 88÷93 | 95÷ 98 | 40÷90 | 88÷92 | 70÷80 | 95÷98 | 93÷97 | 95÷100 | 86÷88 | 75÷85 | 80÷100 | |
Предел прочности при растяжении, кгс/см.кв | 320÷ 450 | 350÷ 400 | 250÷ 350 | 400- 450 | 230-390 | 350÷ 420 | 390÷500 | 450÷500 | 380÷460 | 400÷ 470 | 380÷520 | |
Относительное удлинение при разрыве, % | 450÷ 580 | 310÷ 350 | 400÷ 550 | 400÷ 470 | 670-800 | 310÷ 370 | 330÷390 | 350÷370 | 500÷600 | 600÷ 7000 | 320÷850 | |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 75÷ 100 | 90÷ 110 | 20-30 | 70-80 | 30-45 | 90-110 | 90-110 | 85-95 | 55-65 | 20-30 | 90-110 | |
Условное напряжение при 100% удлинении, кгс/ см2 | 75-95 | 130- 160 | 25-30 | 60-80 | 20-35 | 130-160 | 140-160 | 45-55 | 50-80 | 140-160 | ||
Относительное остаточное удлинение после разрыва ,% | Не более10 | Не более10 | Не более10 | Не более 8 | Не более 15 | Не более 10 | Не более 8 | Не более 10 | Не более 10 | Не более 10 | Не более 10 | |
Температурный диапазон, °С | -60 +110 | -40 +110 | -30 +110 | -40 +110 | -30 +110 | -30 +110 | -40 +120 | -70 +150 | -30 +110 | -60 +110 | -60 +110 | |
В условиях постоянной динамической нагрузки верхним пределом температуры эксплуатации следует считать +120 °С.. Низкие температуры не значительно изменяют свойства полиуретанов. Изменения эластичности и твердости, возникшие при температурах не ниже минус 18 °, носят обратимый характер. Хрупкость начинает появляться при температурах ниже минус 60, минус 80 °С. Таким образом, рабочие температуры полиуретановых изделий лежат в диапазоне от - 70 до +120 °С, эластичность при этом практически не меняется. Допускается периодическое повышение температуры до +130, +140 °С.
Проведенные опыты показали, что полиуретаны очень водостойки. При повышении температуры физико-механические показатели уретанов практически не снижаются. С целью улучшения физико-механических свойств при изготовлении уретанов могут быть использованы рецептурные добавки и наполнители.
Уретановые эластомеры обладают высокими диэлектрическими свойствами. Испытания показали, что при напряжении в 20000 В на образце толщиной в 2 мм наблюдалась "корона" (пробоя образца не наблюдалось).
Эластомеры имеют отличную стойкость к маслам и растворителям и подходят для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными, не имеют озонового старения, имеют высокую стойкость к микроорганизмам и плесени.
Опытная эксплуатация показала, что уретановые эластомеры имеют разную химическую стойкость по отношению к различным химическим реагентам. Очень быстро они разрушаются при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.
Наиболее распространенным типом полиуретанов в настоящее время являются литьевые полиуретаны типа СКУ ПФЛ-100, НИЦ ПУ-5, имеющие по отношению к другим видам, более высокие физико-механические характеристики и твердость по Шору А 85÷90 единиц.
Литьевые полиуретаны чаще применяют для изготовления деталей внутризаводского транспорта, различных валов, шестерен, вибростойких деталей, отбойных молотков и других изделий для машиностроения, горнодобывающей, авиационной, автомобильной, нефтегазодобывающей, строительной, полиграфической и других отраслей промышленности.
Уретановые эластомеры, как конструкционные материалы, не просто заменяют металлы, а превосходят их по эксплуатационным свойствам в силу уникального сочетания физико-механических характеристик.
Особый интерес представляет применение литьевых полиуретанов в производстве вибростойких деталей (например, устройство амортизации установок погружного электроцентробежного насоса, протектора центратора подвески НКТ), а так же в уплотнительной технике и кузнечно-штамповом производстве.
Полиуретан с успехом заменяет резину различных марок (а в некоторых случаях и металлы), благодаря таким свойствам как: износостойкость, кислотостойкость, маслобензостойкость, высокие диэлектрические свойства, а также возможность работы при высоких давлениях (до 105 МПа) в широком температурном диапазоне (от -60 до +140 °С). При специальной обработке полиуретан имеет прочные связи с металлом.
Сравнительные характеристики резины и полиуретана
| Наименование показателей | Значение для резины | Значение для полиуретана | Примечание |
|---|---|---|---|
| Условная прочность при растяжении, МПа (кг с/см²) | 12,7 (130) | 35 (350) | Полиуретан превышает прочность резины в 22,5 |
| Относительное удлинение при разрыве, % не менее | 300 | 500-600 | Полиуретан эластичней резины в 2 раза |
| Твердость, единица Шора А | 40-50 | 55-97 | Полиуретан может быть изготовлен различной твердости |
| Истираемость м³/т ДЖ не более | 45-80 | 11,25-26,6 | Условная износостойкость полиуретана в 3 раза выше |