混煉型聚氨酯橡膠簡(jiǎn)述

混煉型的聚氨酯橡膠，可以用通常的橡膠加工設(shè)備來(lái)進(jìn)行加工，如混煉機(jī)、密煉機(jī)、模壓機(jī)等，不需要特殊的設(shè)備，加工操作方便。混煉型的聚氨酯橡膠有其他合成橡膠、天然橡膠所不具備的特殊性能，如：

●的耐磨性能；

●優(yōu)異的耐油、抗氧化、抗臭氧性能；

●優(yōu)異的抗透氣性能（如氮?dú)猓?/span>

●良好的低溫可撓曲性能；

●動(dòng)態(tài)應(yīng)力承載能力；

●回彈性高；

●抗壓縮變形性能優(yōu)異；

●可忍受高達(dá)120℃的高溫。

混煉型聚氨酯橡膠廣泛應(yīng)用于設(shè)備、汽車、紡織和制鞋等各個(gè)領(lǐng)域。典型的應(yīng)用場(chǎng)合包括：印刷膠布、膠帶、O型圈、密封件、減振器、阻隔器、膠管、膠輥、鞋底等等。

德國(guó)Otto Bayer教授于1937年發(fā)明了聚氨酯彈性體。

在20世紀(jì)50年代，橡膠工業(yè)，特別是輪胎工業(yè)促進(jìn)了聚氨酯彈性體在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用。

在50年代末期，美國(guó)橡膠公司（即后來(lái)的Uniroyal公司）、Du Pont公司和Bayer公司都開發(fā)了混煉型聚氨酯橡膠。

在60年代，混煉型聚氨酯的生產(chǎn)迅速增長(zhǎng)。通用輪胎公司、Goodyear公司、Michelin公司、美國(guó)氰胺公司、Thiokol公司和Witco公司也開發(fā)了混煉型聚氨酯橡膠。

在70年代，因所有這些產(chǎn)品都存在工藝性能不好，以及綜合性能經(jīng)常不能滿足要求的問(wèn)題。生產(chǎn)過(guò)程非常困難，導(dǎo)致材料性能不穩(wěn)定。并且，因?yàn)殇摻z帶束子午線輪胎的研制成功，使輪胎工業(yè)喪失了對(duì)混煉型聚氨酯橡膠的興趣，Michelin公司和通用公司停止了混煉型聚氨酯橡膠的生產(chǎn)。隨后，美國(guó)氰胺公司、Witco公司和Thiokol公司也停止了它們各自混煉型聚氨酯橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)。

90年代以來(lái)，Bayer公司逐步把的混煉型聚氨酯橡膠機(jī)構(gòu)都集中到了Rhein Chemie分部。2002年美國(guó)TSE公司比康普頓公司購(gòu)買了混煉型聚氨酯橡膠產(chǎn)品系列。TSE公司是大的混煉型聚氨酯橡膠生產(chǎn)廠家，其次是Rhein Chemie公司。 我國(guó)的混煉型聚氨酯橡膠是60年代中期由山西省化工研究所仿制美國(guó)Genthene S牌號(hào)的混煉型聚氨酯橡膠HA-1，屬于聚酯型過(guò)氧化硫化的混煉型聚氨酯橡膠。在90年代初在HA-1的基礎(chǔ)又推出了HA-5型橡膠，克服HA-1膠低溫結(jié)晶、合成工藝難掌握的問(wèn)題。南京橡膠廠曾合成過(guò)不飽和聚酯混煉型聚氨酯橡膠，但市場(chǎng)上未見(jiàn)其工業(yè)化產(chǎn)品。

1混煉型聚氨酯橡膠存在的必要性

近年來(lái)，我們已經(jīng)目睹了新型特種聚合物的巨大發(fā)展。例如，氫化丁腈橡膠（HNBR）、氯醚橡膠（ECO）、新型過(guò)氧化物硫化氟橡膠及其他橡膠。由于我們要這些新型聚合物和過(guò)去所有熟知的合成橡膠中有廣闊的選擇余地，我們不得不問(wèn)自己，混煉型聚氨酯橡膠是否真的有存在的必要性？現(xiàn)在答案比差前任何時(shí)候都要清晰，那就是很有必要。

不但特殊性能要求越來(lái)越高（例如耐油和耐燃油、耐熱穩(wěn)定性、低溫柔性、高硬度等），而且對(duì)產(chǎn)品的綜合性能提出了更高要求?；鞜捫途郯滨ハ鹉z因其基本組分可變而使其性能變化范圍較其他合成橡膠大得多。通過(guò)采用各種各樣的混煉型聚氨酯橡膠，可能獲得以下各項(xiàng)性能：機(jī)械性能例如耐磨性和拉伸強(qiáng)度比所有已知的天然橡膠或合成橡膠好的多。特別是在高硬度下，混煉膠可保持較好的流動(dòng)性，硫化膠除具有彈性、耐磨性好外，還具有較好的綜合機(jī)械性能；硬度范圍各種各樣的混煉型聚氨酯橡膠可有針對(duì)性加工成25A到60D不同硬度的膠料，并使其綜合性能達(dá)到較好水平；耐油和耐燃油好于NBR或HNBR。在ASTMT1號(hào)和2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)油中，該種橡膠未發(fā)生溶漲，同時(shí)物理機(jī)械性能也沒(méi)有降低。甚至在接近使用溫度時(shí)，其在容易產(chǎn)生溶漲的3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)油中這些硫化膠仍基本未變；氣體滲透性低，可以與IIR橡膠媲美。在這點(diǎn)上，通過(guò)過(guò)氧化物交聯(lián)的橡膠具有特別突出的性能；耐臭氣性與EPDM相當(dāng)。過(guò)氧化物和異氰酸酯硫化的混煉型聚氨酯橡膠具有飽和的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此這些橡膠基本上不能被臭氣破壞。甚至當(dāng)硫磺硫化時(shí)，由于雙鍵被固定在聚合物的側(cè)鏈上，因而對(duì)臭氣仍具有較高的抗耐性；耐高溫性能常規(guī)品種的混煉型聚氨酯橡膠只能長(zhǎng)期在80℃以下使用。但有些品種可耐110℃高溫，間歇耐高溫可達(dá)150℃；低溫柔性可以達(dá)到-55℃。有一點(diǎn)非常有利，即在某些應(yīng)用中，即使當(dāng)溫度低于其玻璃化溫度時(shí)，該橡膠仍不脆化。根據(jù)填料的填充量以及橡膠類型的不同，其脆化溫度甚至可低至-70℃；加工性能可以根據(jù)不同硬度，選擇聚合不同門尼粘度的橡膠。例如廣州華工百川公司UR101橡膠有較好的加工性能，不論是在開煉機(jī)上還是在密煉機(jī)中混煉均沒(méi)問(wèn)題，并可進(jìn)行擠出、纏繞、注射成型等加工和用蒸汽作為硫化介質(zhì)進(jìn)行硫化成型；儲(chǔ)存性能儲(chǔ)存性能穩(wěn)定。例如廣州華工百川公司UR101橡膠常溫下儲(chǔ)存4 年，物理機(jī)械性能無(wú)明顯變化。UR101加工成混煉膠在常溫下儲(chǔ)存6個(gè)月，性能也沒(méi)明顯變化。

2混煉型聚氨酯橡膠的多樣性

混煉型聚氨酯橡膠可以根據(jù)化學(xué)基團(tuán)分類，也可以根據(jù)硫化方法來(lái)分類。對(duì)于多元醇，既可以采用聚醚，也可以是采用酯。聚醚和聚酯多元醇又有很多品種。二異氰酸酯組分可以是芳香族二異氰酸酯；也可以是脂肪族二異氰酸酯。芳香族二異氰酸酯賦予膠料較好的機(jī)械強(qiáng)度，而脂肪族二異氰酸酯賦予膠料較好的耐熱性和耐水解性。如果要生產(chǎn)淺色和彩色產(chǎn)品，也需要采用脂肪族二異氰酸酯。

3混煉型聚氨酯橡膠的性能

所有的混煉型聚氨酯橡膠都具有高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，但是要根據(jù)對(duì)硫化產(chǎn)品的要求以及所采用的加工設(shè)備，選擇合適的混煉型聚氨酯橡膠類型，并進(jìn)行合理的配方設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，聚醚混煉型聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐水解性；而聚酯混煉型聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐油性和耐燃油性。過(guò)氧化物硫化賦予產(chǎn)品的耐熱性和的壓縮變形。硫磺硫化膠料的加工靈活，而異氰酸酯硫化適合于高硬度產(chǎn)品。表表表表1和表表表表2分別列出了混煉型聚氨酯橡膠的性能以及主要用途

4國(guó)外主要產(chǎn)品介紹

4.1TSE公司的混煉型聚氨酯橡膠品種

4.1.1聚酯混煉型聚氨酯橡膠

Millathane®66 可過(guò)氧化物硫化，聚酯混煉型聚氨酯橡膠。密度1.19g/cm3。

Millathane®76 硫磺或過(guò)氧化物硫化，聚酯混煉型聚氨酯橡膠。密度1.22g/cm3。

Millathane®5004 過(guò)氧化物硫化，加工性能優(yōu)異，可注模加工的聚酯混煉型聚氨酯橡膠。密度 1.21g/cm3。

Millathane®28 產(chǎn)品，抗透氣、密封性能特別突出，耐低溫性能良好，只能過(guò)氧化物硫化。密度1.19g/cm3。

Millathane®HT 硫磺或過(guò)氧化物硫化，且能承受高溫，長(zhǎng)期使用能承受121℃的高溫，而間歇承受的溫度高達(dá)149℃。密度1.12g/cm3。

4.2Rhein Chemie公司混煉型聚氨酯橡膠品種

4.2.1聚酯混煉型聚氨酯橡膠

Urepan 600 異氰酯酯硫化，聚酯型混煉型聚氨酯橡膠。密度1.2 g/cm3。

Urepan 640G 過(guò)氧化物硫化，聚酯型混煉型聚氨酯橡膠。密度1.2 g/cm3。

Urepan 641G 過(guò)氧化物硫化，聚酯型混煉型聚氨酯橡膠。密度1.2 g/cm3。

Urepan 643G 過(guò)氧化物硫化，聚酯型混煉型聚氨酯橡膠。密度1.2 g/cm3。

4.2.2聚醚混煉型聚氨酯橡膠

Urepan 50EL 06 G 硫磺或過(guò)氧化物硫化，聚醚型混煉型聚氨酯橡膠。密度1.05g/cm3。

6 結(jié)論

幾乎沒(méi)有哪一種彈性體的綜合性能可與混煉型聚氨酯橡膠相比。但是，由于混煉型聚氨酯橡膠的化學(xué)組成多種多樣，性能千差萬(wàn)別，在具體應(yīng)用時(shí)必須精心選擇合適的類型及合適的硫化體系。由于相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的缺乏，所以錯(cuò)誤地選擇混煉型聚氨酯橡膠的類型、不適當(dāng)?shù)呐浞皆O(shè)計(jì)或不適當(dāng)?shù)墓に嚄l件，是造成混煉型聚氨酯橡膠在橡膠工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用不夠廣泛的主要因素。綜上所述，這些年混煉型聚氨酯橡膠有了較大進(jìn)步，生產(chǎn)混煉型聚氨酯橡膠的企業(yè)應(yīng)較好的提供相應(yīng)的技術(shù)支持和產(chǎn)品宣傳，讓更多的橡膠應(yīng)用研究和制品開發(fā)的同仁投入到混煉型聚氨酯橡膠應(yīng)用工作當(dāng)中去，使混煉型聚氨酯橡膠在其合適的應(yīng)用領(lǐng)域得到較快的發(fā)展。