Elastomery poliuretanowe (PU).są szeroko stosowane w walcach przemysłowych, kołach, sprzęcie górniczym, systemach transportu materiałów, uszczelnieniach i innych wymagających zastosowaniach. W porównaniu z konwencjonalną gumą i wieloma tworzywami sztucznymi, poliuretan oferuje wyjątkowe połączenie wytrzymałości mechanicznej, odporności na ścieranie, elastyczności i elastyczności formuły. Ale co sprawia, że ten materiał nadaje się do tak szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych?
1. Twardość i nośność
Elastomery poliuretanowe są dostępne w szerokim zakresie twardości, zwykle mierzonej w skali Shore'a A i Shore'a D. Miękkie gatunki zapewniają elastyczność i amortyzację, podczas gdy twardsze gatunki zapewniają większą odporność na wgniecenia i odkształcenia.
W przeciwieństwie do niektórych materiałów, które stają się nadmiernie kruche wraz ze wzrostem twardości, odpowiednio sformułowany poliuretan może zachować użyteczną wytrzymałość i odporność na uderzenia przy stosunkowo wysokich poziomach twardości. Jego nośność zależy od twardości, modułu, geometrii, temperatury i warunków obciążenia. Te cechy sprawiają, że PU jest popularnym wyborem do kół przemysłowych, rolek i elementów sprężystych.
2. Doskonała odporność na ścieranie
Odporność na ścieranie to jedna z najbardziej znanych zalet elastomerów poliuretanowych. W zastosowaniach obejmujących powtarzający się kontakt, tarcie i manipulowanie materiałami odpowiednia formuła PU może zapewnić długą żywotność.
Rzeczywista wydajność zależy od składu chemicznego polioli i izocyjanianów, systemu utwardzania, twardości, wykończenia powierzchni i warunków pracy. Właściwe mieszanie, odgazowanie i utwardzanie są również ważne dla zminimalizowania defektów, które mogłyby przyspieszyć zużycie.
3. Wysoka wytrzymałość na rozciąganie i odporność na rozdarcie
Elastomery poliuretanowe mogą łączyć wysoką wytrzymałość na rozciąganie ze znacznym wydłużeniem i odpornością na rozdarcie. Te właściwości pomagają komponentom wytrzymać naprężenia mechaniczne i zapobiegają inicjowaniu lub rozprzestrzenianiu się pęknięć podczas pracy.
Właściwości rozciągające można ocenić za pomocą ASTM D412, natomiast odporność na rozdarcie można zmierzyć za pomocą ASTM D624. Te ustandaryzowane testy pomagają producentom porównać materiały i wybrać gatunki odpowiednie do określonych warunków pracy.
4. Odporność i dynamika
W zależności od składu elastomery poliuretanowe można zaprojektować pod kątem pochłaniania energii, odbicia, tłumienia drgań lub powtarzających się odkształceń. Materiały o niższym odbiciu mogą być odpowiednie do niektórych zastosowań związanych z rozpraszaniem energii, natomiast gatunki o większym odbiciu mogą być przydatne, gdy ważny jest powrót elastyczny.
Jednakże odbicie, wytwarzanie ciepła, odporność na zmęczenie i odkształcenie po ściskaniu to różne właściwości. Wybór materiału do zastosowań dynamicznych wymaga oceny rzeczywistej częstotliwości roboczej, obciążenia, temperatury i odkształceń.
5. Odporność na warunki środowiskowe
Właściwości poliuretanu różnią się znacznie w zależności od budowy chemicznej. Systemy na bazie polieteru zazwyczaj zapewniają lepszą odporność na hydrolizę, dzięki czemu są przydatne w wilgotnym środowisku i w niektórych zastosowaniach narażonych na działanie wody. Systemy na bazie poliestru mogą oferować korzyści w wybranych zastosowaniach mechanicznych i ściernych, w zależności od składu.
Odporność na temperaturę, kompatybilność z olejem, odporność chemiczną i długoterminową odporność na starzenie należy sprawdzić dla określonego gatunku i środowiska pracy. Żaden pojedynczy preparat poliuretanowy nie jest odpowiedni dla wszystkich warunków chemicznych i temperaturowych.
6. Elastyczne przetwarzanie i projektowanie
Odlewany poliuretan można formować w złożone kształty i łączyć z odpowiednimi komponentami metalowymi, umożliwiając produkcję niestandardowych rolek, kół, wykładzin i części przemysłowych. Jego formułę można również dostosować, aby spełniał różne wymagania dotyczące twardości, sprężystości, zużycia i przetwarzania.