什么是聚氨酯橡胶？聚氨酯橡胶的应用及原理

什么是聚氨酯橡胶？

聚氨酯橡胶是具有氨基甲酸酯键的聚合物，是合成橡胶的一种，具有优异的弹性和刚性（图1）。

特别是它具有优良的机械强度和耐磨性，因此具有能够长期使用的优点。聚氨酯橡胶的性能根据材料的组成和粘合方法的不同而有很大差异。

从广义上讲，可分为主链上有酯键的聚酯型聚氨酯橡胶（AU）和主链上有醚键的聚醚型聚氨酯橡胶（EU）两种。

AU具有酯键，易水解，但具有优异的耐油性和机械强度。

另一方面，EU的耐油性和机械强度比AU差，但它会水解，具有优异的耐水性，以及耐寒性、橡胶弹性和耐磨性。

图1. 聚氨酯橡胶的结构

聚氨酯橡胶的应用

聚氨酯橡胶用于辊、轮胎、带式输送机和运动鞋的鞋底。利用其耐磨性的一个典型例子是工厂中使用的皮带比较。

但在酸性或高湿环境下使用时必须小心，否则会加速劣化。由于其高弹性，它也被用于运动鞋的鞋底。

它之所以具有如此广泛的用途，是因为弹性等特性可以根据材料成分和制造方法自由改变。

聚氨酯橡胶劣化的原因及对策

聚氨酯橡胶在自然环境中劣化的原因有光、热、氧气、水、微生物等。其中，由于光和热引起的劣化是由于氧化反应引起的分解，并且物理性能由于氨基甲酸酯键的断裂而劣化。

作为对策，添加紫外线吸收剂和抗氧化剂是有效的。 其次，由水引起的劣化的一个例子是聚氨酯键的水解，聚酯型聚氨酯橡胶比聚醚型聚氨酯橡胶更容易劣化。

此外，就聚酯而言，酯键也会因水解而劣化。通过添加碳二亚胺化合物可以防止这种类型的劣化。

由微生物引起的变质的典型例子是真菌引起的微生物分解。聚氨酯橡胶比塑料等一般聚合物化合物更容易受到微生物分解。

另外，在这种类型的劣化中，聚酯型聚氨酯橡胶比聚醚型聚氨酯橡胶更容易劣化。

据报道，该机制包括微生物产生的酯酶水解酯键。

聚氨酯橡胶的原理

聚氨酯橡胶的种类和特性 聚氨酯橡胶用途广泛，可通过改变制造方法来控制其特性。

合成方法是多元醇（通常是二醇）和二异氰酸酯之间的加聚反应。 主要采用以下三种制造方法。

1. 奇迹型

用于加工合成橡胶的常见制造方法之一，其中将原材料制成面团，然后倒入模具中并压制成型。

由于其方法非常简单，因此可以获得很高的生产效率。另一方面，也存在易水解、材料性能差等缺点。

2. 热塑性型

这是采用树脂加工方法的制造方法，也称为注射式。将粒状聚氨酯橡胶加热熔融后，注入模具中成型。它的优点是生产便宜，但制造设备昂贵，因此制造方法以批量生产为主。

3.浇注型聚氨酯型

液体聚氨酯橡胶和固化剂在模具中混合并硫化。硫化使聚氨酯橡胶分子相互交联，赋予其高弹性。

经过一天的过程后，它就成型并制造出来了。许多公司都采用这种方法，因为它需要较便宜的制造设备，而且还可以加工复杂的形状。然而，由于制造需要时间，所以制造效率低。