聚氨酯弹性体(PU)又称为液体材料的加工方法介绍

由于聚氨酯所用原料基本为液态材料，因此可以采用与普通橡胶、塑料等高分子材料不同的加工方法加工制成泡沫、弹性体、胶粘剂、涂料等产品。

聚氨酯弹性体（PU），又称聚氨酯橡胶，是一类分子链中含有较多氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的弹性体高分子材料。 它通常由低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链剂/交联剂和少量添加剂制备而成。

从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物。 通常，软链段由低聚物多元醇的柔性长链形成，硬链段由二异氰酸酯和扩链剂形成。 硬段和软段交替排列。 形成重复的结构单元。 聚氨酯分子内和分子间除含有氨基甲酸酯基团外，还可以形成氢键，软硬链段形成微相区，产生微观相分离。 这些结构特点使聚氨酯弹性体具有优良的耐磨性和韧性聚氨酯筛板，被誉为“耐磨橡胶”。

聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，其模量介于一般橡胶和塑料之间。 它具有以下特点：

1、高强度和高弹性，能在很宽的硬度范围内保持高弹性（邵氏A）（邵氏A10～邵氏D75）；

2、在相同硬度下，比其他弹性体具有更高的承载能力；

3、优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的2～10倍；

4、优良的耐油性和耐化学性； 芳香族聚氨酯耐辐射性； 优异的耐氧性和耐臭氧性； 良好的抗疲劳性和抗振性，适用于高频弯曲应用；

5、抗冲击性高； 良好的低温柔韧性； 一般不用增塑剂就可以达到要求的低硬度，所以不存在增塑剂迁移带来的问题；

6、普通聚氨酯不能在100℃以上使用，特殊配方可耐140℃高温； 成型加工成本低。

与金属材料相比，聚氨酯弹性体制品具有重量轻、噪音低、耐磨、加工成本低、耐腐蚀等优点； 与塑料相比，聚氨酯弹性体具有不脆化、弹性记忆、耐磨等优点。 与橡胶相比，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐切割、耐撕裂、承载能力高、透明或半透明、耐臭氧、灌封、浇注、硬度范围广等优点。 聚氨酯弹性体的加工方法多种多样，新技术、新品种不断涌现，其应用前景将十分广阔。

浇铸聚氨酯弹性体（CPU）

浇注型聚氨酯弹性体（PU、CPU）是液态树脂经浇注、浇注、反应成型生产的一类聚氨酯弹性体，有人简称为“浇注胶”。 这类液态原料体系也被称为“液态橡胶”。 在聚氨酯弹性体产品中，浇注型聚氨酯弹性体产量最大，是目前聚氨酯弹性体中最主要的一类。

1 特点

①将液态原料浇注或注射到制品模具中发生反应固化成型，可直接制成非常厚实、体积庞大的聚氨酯橡胶制品和形状复杂的制品；

②成品综合性能好；

③可以调整原料的配方组成和用量，得到不同硬度的产品，性能变化范围大；

④ 简单的人工浇注，设备投资小，加工方便；

⑤ 可制造小批量或单件产品原型，灵活性好。

2种

·TDI基聚氨酯浇注胶

(1) 聚酯-TDI-MOCA浇注型聚氨酯

(2)聚醚-TDI-MOCA浇注型聚氨酯

· MDI系聚氨酯浇注胶（一）MDI-BD体系聚氨酯浇注胶

(1) MDI-HQEE(HER)聚氨酯浇注胶

·特种聚氨酯浇注胶

(1) NDI浇注胶

(2) HMDI系列聚氨酯浇注胶

(3) HDI浇注聚氨酯

(4) PPDI浇注型聚氨酯

3 处理方法

(1) 人工浇注

手工浇注适用于小批量、多品种的小产品生产。 是实验室和小型工厂生产弹性件较常用的方法。 一步法、预聚法或半预聚法均可采用手工浇注工艺。 人工浇注简单灵活，成本也较低。 但存在混合不均、气泡不易消除等问题。

(2)机械浇注

浇注机配有自动计量泵和搅拌机。 预聚物脱气后，输送到带有严格计量扩链剂的混合机中，混合均匀。 浇注时，液体材料通过混合器的浇口注入模具。 硫化后得到产品。 混合器可以连续或间歇操作。 并且混合和注射动作可以同时进行。 机械浇注可连续进行，也可间歇进行。 机械浇注生产效率高，产品质量稳定，适用于大批量、中大型产品的生产。

(3) 特殊浇注工艺

浇注型聚氨酯弹性体的生产一般可以在常压下进行浇注，即将反应混合物倒入敞开的模具中，然后合模。 在常压浇铸过程中，往往容易混入搅拌带入的空气，使弹性体制品可能出现气泡。 对于一些形状复杂或胶水不允许有气泡的制品，可将模具放在大真空室内，加注压注，边注边抽真空脱气。 这种方法称为真空浇注。

将液态橡胶注入模具的方法有垂直浇注法、倾斜浇注法、离心浇注法、旋转浇注法等。 必须使用适当的方法来避免在注射过程中混合气泡。

热塑性聚氨酯弹性体 (TPU)

热塑性聚氨酯弹性体（简称PU，TPU）又称热塑性聚氨酯，是由低聚物多元醇软段和二异氰酸酯-扩链剂硬段组成的线性嵌段共聚物。

TPU约占聚氨酯弹性体总量的25%左右，主要用途有：汽车零部件和机器零件、运动鞋底、胶辊、电线电缆、软管、薄膜和片材、织物（涂料和高弹袜等） .), 胶带粘合剂、织物涂层、胶粘剂等。TPU按软链段结构可分为聚酯型、聚醚型等。 按结构特点分类，可分为全热塑型和半热塑型。

TPU通常呈颗粒状，返工性好。 热塑性加工方法，如挤出、注射、压延、模压等，可在较高温度下使TPU颗粒塑化，制成各种形状的制品或复合制品，其中挤出成型和注射成型应用最广，占比超过70%。   TPU还用于制造弹性纤维、合成皮革树脂、粘合剂和涂料。

可混炼聚氨酯弹性体 (MPU)

混合型聚氨酯弹性体（PU、MPU）是最早开发的一类弹性体。 主要加工特性是合成储存稳定的固态生胶，然后用一般炼胶机械加工得到热固性网络分子。 聚氨酯弹性体的结构。 根据主链软链段的结构，混合型聚氨酯可分为聚酯型和聚醚型两种。 根据硫化剂不同，可分为S硫化胶和DCP硫化胶。

混炼聚氨酯弹性体的主要特点如下：

①可采用通用橡胶加工设备生产产品；

②与通用橡胶的性能相比，耐磨性好，撕裂强度高，低硬度配方的压缩永久变形小，耐油性好。

③混炼型聚氨酯弹性体的相对分子量一般高于浇注型聚氨酯弹性体，约为10000～30000。 通过选择不同的原料配比，可以获得不同门尼粘度的生胶。

④在混炼聚氨酯弹性体中，可以加入炭黑、二氧化硅等填料，以达到提高制品硬度和补强的效果。

聚氨酯弹性体1在选煤、矿山、冶金等行业的应用

聚氨酯弹性体是最符合矿山要求的非金属材料，可以替代部分金属材料。 矿山用聚氨酯弹性体产品有筛板、弹性衬里、输送带等。聚氨酯橡胶筛板的种类有张力筛板、张力筛板、开槽筛板等。聚氨酯橡胶筛板具有优良的耐磨特性、耐水、耐油、减震降噪、强度高、与金属骨架结合力强、噪音低、自洁效果好，减轻筛机负荷，节约能源消耗，延长筛机寿命屏幕。 筛机寿命长，筛网质量高。

许多采矿设备，如振动台、浮选机、特种选矿机、家庭流量装置、螺旋槽、粉碎机、磁选机、管道和弯头等与砾石和其他物料接触的设备都需要耐磨衬里； 矿用单轨聚氨酯弹性体是起重机钢芯聚氨酯驱动轮、阻燃防静电聚氨酯输送带、设备电缆TPU护套、防尘密封、减震器等的首选材料。

2 聚氨酯滚筒应用

聚氨酯胶辊是一种性能优良的聚氨酯橡胶制品。 它一般由钢或铁辊经浇注工艺制成聚氨酯筛板，表面包覆一层聚氨酯弹性体。 按用途分有：粮食加工用脱壳胶辊，造纸工业用挤压胶辊和制浆胶辊，纺织工业用牵伸辊、牵伸辊和切碎辊，木材、玻璃和包装用传动轴承用胶辊工业上印染机械用各种胶辊、各种仪器用小胶辊、输送系统用传动胶辊、印刷胶辊、金属冷轧用传动胶辊、金属钢板彩涂胶辊等，橡胶层这些橡胶辊可以由聚氨酯弹性体制成。

胶辊大多采用浇注工艺制造，一般是将钢芯置于圆柱形模具的中心，浇注弹性体。 专用胶辊可采用离心浇注法或旋转浇注法。 旋转浇铸方法不需要模具，使用室温硫化浇铸弹性体系统，减少了总加工时间。

3 聚氨酯橡胶车轮和轮胎

聚氨酯弹性体承重大、耐磨、耐油，与金属骨架结合牢固。 可用于制造橡胶轮，广泛用于各种传动机构，如： 支撑轮、生产线输送带导轮、缆车滑轮等。 在运动和娱乐方面，高档旱冰鞋和滑板车的轮子都是用聚氨酯制成的。 聚氨酯橡胶轮还具有耐油、韧性好、附着力强等特点。 它们在采矿单轨起重机、货架车和清洁车中非常有效。 聚氨酯还用于小型电子和精密仪器传动轮、各种万向轮等。

还有微发泡轮胎、PU发泡填充轮胎等。

4个机械部分

各种密封圈、减震器、联轴器、汽车防滑链等。

5 用于形成钣金件的模具衬里和冲裁模板等。

用传统的钢制模具冲压薄板件时，断口处常有毛刺。 聚氨酯橡胶代替传统钢模的冲压技术是钣金冲压技术的一次飞跃，可大大缩短模具制造周期，延长模具使用寿命，降低成型件生产成本，提高表面质量和零件的尺寸精度。 特别适用于中小批量、单件产品的试制，更适用于薄型、复杂的冲压件。

在瓷砖和陶瓷生产线中，使用PU弹性体衬里模具可以降低生产成本，提高生产效率和成品率。 聚氨酯可用于制造混凝土模具。 聚氨酯模具可用于复制各种图案和生产装饰块。 在五金模具的冲压生产中，聚氨酯弹性体棒、管、板垫代替金属弹簧作为缓冲元件。 它们具有高弹性、柔韧性，并且原始收缩变形强度高，不会损坏模具。

6鞋材

聚氨酯弹性体具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等特点，加工性能好。 在制鞋工业中已成为重要的制鞋合成材料，用于制造棒球鞋、高尔夫球、足球等运动鞋。   、鞋底、鞋跟、包头和滑雪靴、安全鞋、休闲鞋等。用于鞋材的聚氨酯材料有浇注微孔弹性体和热塑性聚氨酯弹性体等，其中以微孔弹性体鞋底为主。

聚氨酯微孔弹性体质量轻、耐磨性好，深受制鞋厂商青睐。 该产品密度低，比传统的橡胶底和PVC鞋材轻很多。 在国内，微孔聚氨酯弹性体主要用于旅游鞋、皮鞋、运动鞋、凉鞋等的鞋底和鞋垫，国外主要用于要求耐磨和弹性的特种运动鞋的鞋底，并且设计可以多样化。   TPU鞋跟，耐磨性高。 注塑时可加入热分解发泡剂制成发泡TPU弹性鞋材。