什么是聚氨酯弹性体

1. 什么是聚氨酯弹性体

参考资料：
      聚氨酯弹性体自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用，并以民用为主后，产品的品种牌号不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。
        聚氨酯弹性体是聚氨酯合成材料中的一个品种，由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。
     聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可以制成液体橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可以制成颗粒料，与普通塑料一样，用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性，使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛，应用领域不断扩大。
     耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。
聚氨酯弹体的主要优点：
    1、性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用户对制品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用户对制品的一个重要指标，聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊，又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊，这是一般弹性体材料所难以做到的。聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子材料，随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加，弹性体原强度和硬度会相应提高。
    2、耐磨性能优越。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉区的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用不了几百小时就严重磨损漏水，而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能，可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。
酯氨酯弹性体的不足之处：
    1、内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。
    2、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。
常见应用领域：
    1、汽车用聚氨酯弹性体。现今的汽车工业正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展。橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。美国Goodrich公司开发出第二代TPU，其商务名为Estaloc。该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性，并采用中空玻璃球作填料，使光泽度提高了15%以上，可用于制造汽车边板和减震垫等。在汽车上安装安全气囊，是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有重大作用。这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击，还要有较好的低温柔性，适宜用聚氨酯制作，每个气囊用胶量约300克。我国大部分汽车尚未安装气囊，市场需求量很大。利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力。可制造中低速载重车辆用轮胎，强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新旧橡胶光胎为基体，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层，目前正处于里程试验阶段，不久后有望投入指生产。
    2、建筑用聚氨酯弹性体。传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有国家级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、大中专院校，甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用常温固化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的轨枕是十分理想的材料，日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点，很好推广价值。
    3、矿山用聚氯酯弹性体。煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大。近10年来，许多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其它如用于制作固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大作用。目前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。
    4、鞋用聚氯酯弹性体。自从台商纷纷来到大陆，我国的制鞋业发展迅速。聚氯酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。
    5、医用聚氨酯弹性体。良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU和CPU材料在医疗领域获得应用的重要原因。目前已开发成功的医用弹性体制品有：气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。
    6、新型聚氨酯复合板材。英国正在开发一种称为SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材，将给造船业带来一场革命。它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酯弹性体，一旦开发成功，可取代传统造船业用的加强钢板材料，其优点是：节省制造时间、节约钢板、减轻船体重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。一旦将来采用SPS系统的复合材料来造船的话，造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字。

2. 聚丙烯为什么既可作为硬塑料,又可作为弹性体

聚丙烯本身是硬塑料，但是绝大多数的弹性体是以丙烯、乙烯做为主要成分的，所以聚丙烯也可以成为弹性体的主要成分。

聚丙烯硬塑料：均聚聚丙烯和共聚聚丙烯
聚丙烯弹性体都是添加了聚乙烯的成分或者橡胶成分，从而改性称为弹性体。例如：SEBS/TPE。聚丙烯弹性体比聚丙烯硬塑料 软、但是抗冲击性高出很多。一般的聚丙烯硬塑料冲击性只能承受 4kJ， 但是弹性体可以多达 20KJ以上。

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotactic polyprolene）、无规聚丙烯（atactic polypropylene）和间规聚丙烯（syndiotactic polypropylene）三种。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。
共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。
PP的熔体质量流动速率（MFR）通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6~2.0%。

3. 聚乙烯材料具有一定弹性的原因是什么？

聚乙烯分子结构中碳链可折叠有一定柔韧度，加入环烷油或者邻苯二甲酸酯后弹力更好。

4. 弹性体和聚氨酯有什么区别

塑料和橡胶的最大区别就是性能的不同，塑料性能拉伸强度高，但是韧性低，而橡胶韧性相对来说，就很高了，主要和材料的玻璃化温度有关，塑料的玻璃化温度较高，故其硬度高、韧性低。
聚氨酯塑料和橡胶都是用聚氨酯树脂做成的高分子复合材料，具体用料和生产工艺不同，导致聚氨酯高分子链分子量和性能的不同。
补充：聚氨酯还可用于涂料、胶黏剂等领域，用途是很广泛的。

聚氨酯和聚氨酯橡胶是一回事。因为聚氨酯具有良好的回弹性，因此常被称为聚氨酯橡胶，也被称为聚氨酯弹性体。

聚氨酯是由聚酯（或聚醚）与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。

聚氨酯应该分类成塑料还是橡胶要看实际情况。

台湾、香港等地区一般把塑料称为塑胶，因此严格区分塑料和橡胶没有什么意义。从理论角度区分塑料和橡胶，一般是看材料的玻璃化转变温度（Tg）是在常温以上还是在常温以下。通常将Tg小于常温的聚合物材料称为塑料（如聚乙烯Tg为-78度），而将Tg温度高于常温的聚合物材料称为橡胶。

聚氨酯是一种很特别的聚合物，它由硬段和软段组成，硬段部分Tg很低，具有塑料的特性，软段部分Tg高于室温很多，具有橡胶的特性。在聚氨酯的合成过程中，通过控制聚合反应，可以调节聚合物的硬段和软段的比例，从而使聚氨酯表现为塑料或橡胶。

胶鞋包括不包括塑料鞋，一般常识应该不包括。常识中所说的胶鞋一般是下雨穿的防水鞋、军鞋等，塑料鞋一般有拖鞋等。

5. 什么是热塑性弹性体？

在室温下呈橡胶弹性，加热又能流动的弹性体叫做热塑性弹性体。
SBS嵌段共聚物就是一种。
两端位聚苯乙烯硬段，玻璃化温度高于室温。
中间为玻璃化温度低于室温的橡胶段－聚丁二烯（PB）段。
PS段聚集在一起称为‘微区’。
这些微区分散在周围大量的橡胶弹性链段之间，为分散相，形成物理交联，阻止聚合物链的冷流。
中间软段形成连续的橡胶相呈现高弹性，在通常使用温度下，这种共聚物几乎与普通的硫化橡胶没有区别，但它们的分子链间无共价键交联，当温度超过PS的玻璃化温度时，PS“微区”破坏，可进行流动成型，又具有热塑性。

6. 聚烯烃热塑性弹性体的介绍

聚烯烃热塑性弹性体是一种高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点。专家预测，这种产品在21世纪将在国内外汽车制造业中得到广泛应用。

7. 聚烯烃热塑性弹性体的简介

根据制造方法可分为机械共混型和化学接枝型两种。机械共混型又可分为直接机械共混型和动态部分硫化共混型。呈不均匀的两相结构。物理交联区域显示热塑流动性(结晶硬段)，使共混物兼有橡胶和塑料的双重性。按乙丙橡胶和聚烯烃树脂共混比例的不同，两者的相对黏度不同，若橡胶为连续相、树脂为分散相时，共混料性能近似硫化胶。当树脂为连续相、橡胶为分散相时，共混胶料性能近于塑料，即性能随相态的变化而变化。聚烯烃热塑性弹性体的最大应用领域是汽车工业。主要用于制作垫板、保险杠罩、挡泥板延伸部件、方向盘、坐椅、软管。聚烯烃热塑性弹性体另一重要领域是电线电缆工业，用于制作耐环境性、耐热性要求高的绝缘层和护套以及电气模压件。聚烯烃热塑性弹性体还可用于制造胶管、传送带、胶布制品、密封制品等。

8. 聚烯烃热塑性弹性体的广泛应用

聚烯烃热塑性弹性体是一种高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点。专家预测，这种产品在21世纪将在国内外汽车制造业中得到广泛应用。该产品在汽车配件中的应用领域十分广泛。在汽车外装件中，主要用于保险杠、散热器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其他保护胶条、挡风胶条等。在内饰件中，主要用于仪表板和内饰板蒙皮、安全气囊外皮层材料等。1998年，世界聚烯烃热塑性弹性体在汽车上的用量约为45.36万吨，其中90%用于汽车外装件。目前，该产品的研究开发工作正在展开。在汽车车身外板开发方面，国内外科研机构已制出尺寸稳定的聚烯烃热塑性弹性体配混料，解决了其热膨胀问题。通过配混矿物、玻璃填料与各种橡胶，使其热膨胀系数降低了50%～75%，并且刚度、光泽度、耐冲击性和耐擦伤性能都有所提高。国外公司推出的新一代聚烯烃热塑性弹性体主要用于汽车保险杠，使壁厚由原来的3.5毫米减至2.5毫米，保险杠重量减轻31%，成型周期缩短了15秒。此外，与原来的聚烯烃热塑性弹性体相比，其弯曲弹性提高一倍，拉伸强度提高60%，熔体流动速度提高了一倍。美国目前已成功开发出聚烯烃热塑性弹性体纳米级微晶高岭土复合材料，使其刚性大幅提高。他们还计划开发其他汽车用纳米级系列复合材料，并考虑了其潜在的应用范围。专家称，这种新型材料在车内应用的最大潜在市场，是取代聚氯乙烯用于大型部件。与聚氯乙烯相比，该产品除了可以回收外，还具有如下优点：长期耐紫外线、颜色稳定、质量较轻等。业内人士预言，在未来的20年里，纳米级复合材料配件的大量出现有望促进汽车零部件的更新换代。