Polyurethan-elastomerer er en vigtig klasse af højtydende polymermaterialer. Med deres unikke fysiske og kemiske egenskaber og fremragende omfattende præstation indtager de en vigtig position i den moderne industri. Disse materialer er vidt brugt i mange avancerede fremstillingsfelter, såsom rumfart, avancerede biler, præcisionsmaskiner, elektronisk udstyr og medicinsk udstyr på grund af deres gode elasticitet, slidstyrke, korrosionsbestandighed og behandlingsfleksibilitet. Med fremme af videnskab og teknologi og den kontinuerlige forbedring af kravene til materielle ydeevne i fremstillingsindustrien er det højtydende design af polyurethan-elastomerer blevet en nøglefaktor for at forbedre deres applikationsværdi. I den avancerede fremstillingsindustri bliver ydelseskravene til materialer mere og strengere. Som et højtydende materiale skal design og anvendelse af polyurethanelastomerer opfylde specifikke tekniske standarder. Anvendelsen af ​​polyurethan-elastomerer i avanceret fremstilling står også over for mange udfordringer, herunder omkostningskontrol, teknisk implementering og markedsaccept. Med sine præstationsfordele har polyurethan -elastomerer imidlertid spillet en vigtig rolle i forbedring af produktionsprodukternes ydeevne og konkurrenceevne. Gennem dybtgående forskning på disse applikationsfelter kan det give stærk støtte til yderligere optimering af materialedesign og udvidelse af applikationer.

 

Højtydende design af polyurethan-elastomerer

 

Materielle sammensætning og præstationskrav

Polyurethan -elastomerer er en klasse af polymermaterialer med fremragende ydelse. De er hovedsageligt sammensat af to basale komponenter: polyether og isocyanat. Valget og andelen af ​​disse komponenter har en betydelig indflydelse på ydeevnen for det endelige materiale. Polyether er normalt det vigtigste bløde segment af polyurethan -elastomerer. Dens molekylære struktur indeholder polyolgrupper, som kan give god elasticitet og fleksibilitet. Isocyanat, som hovedkomponenten i det hårde segment, er ansvarlig for at reagere med polyether for at danne polyurethinkæder, hvilket forbedrer materialets styrke og slidstyrke. Forskellige typer polyethere og isocyanater har forskellige kemiske egenskaber og fysiske egenskaber. Derfor er det i design af polyurethan -elastomerer nødvendigt at rimeligt vælge disse komponenter i henhold til applikationskrav for at opnå de krævede ydelsesindikatorer. Med hensyn til ydelseskrav skal polyurethan-elastomerer have flere nøgleegenskaber: slidstyrke, elasticitet, anti-aging osv. Slidbestandighed henviser til den langvarige ydeevne af materialet under friktion og slidforhold. Især når det bruges i miljøer med høj slid, såsom bilophængssystemer og industrielt udstyr, kan god slidstyrke betydeligt forlænge produktets levetid. Elasticitet er en af ​​kerneegenskaberne for polyurethan -elastomerer. Det bestemmer, om materialet hurtigt kan vende tilbage til sin oprindelige form under deformation og bedring. Det er vidt brugt i sæler og støddæmpere. Anti-aging henviser til materialets evne til at opretholde dets ydeevne efter langvarig brug eller eksponering for barske miljøer (såsom ultraviolette stråler, fugt, temperaturændringer osv.), Sørg for, at materialet opretholder stabil ydeevne i praktiske anvendelser.

 

Strategier for designforbedring

Det højtydende design af polyurethan-elastomerer er en kompleks og delikat proces, der kræver omfattende overvejelse af flere designforbedringsstrategier. Optimering af molekylstruktur er et vigtigt trin i forbedring af materialets ydeevne. Ved at justere den molekylære kædestruktur af polyurethan, såsom at øge graden af ​​tværbinding, kan materialets mekaniske styrke og slidstyrke forbedres markant. Stigningen i graden af ​​tværbinding gør det muligt at danne en mere stabil netværksstruktur mellem materialets molekylære kæder, hvilket øger dens samlede styrke og holdbarhed. For eksempel ved anvendelse af polyisocyanatreaktanter eller indførelse af tværbindingsmidler, kan graden af ​​tværbinding effektivt øges, og materialets ydelse kan optimeres. Optimering af komponentforholdet er også vigtigt. Forholdet mellem polyether og isocyanat påvirker direkte materialets elasticitet, hårdhed og slidstyrke. Generelt kan forøgelse af andelen af ​​isocyanat øge materialets hårdhed og slidstyrke, men kan reducere dets elasticitet. Derfor er det nødvendigt at nøjagtigt justere forholdet mellem de to i henhold til de faktiske applikationskrav for at opnå den bedste ydelsesbalance. Ud over optimering af molekylær struktur og komponentforhold har brugen af ​​tilsætningsstoffer og forstærkningsmidler også en betydelig indflydelse på materiel ydeevne. Nanomaterialer, såsom nano-silicium og nano-carbon, kan forbedre den omfattende ydeevne af polyurethan-elastomerer. Nanomaterialer forbedrer materialernes mekaniske egenskaber og miljømæssige modstand ved at øge deres styrke, slidstyrke og aldringsmodstand.

 

 

Forbedring af forberedelsesprocessen

Forbedring af forberedelsesprocessen er en af ​​de vigtige måder at forbedre ydeevnen for polyurethanelastomerer. Fremskridt inden for polymersyntese -teknologi har haft en betydelig indflydelse på fremstillingen af ​​polyurethanelastomerer. Moderne polymersyntesemetoder, såsom reaktionsinjektionsstøbning (RIM) og højtrykspolymerisationsteknologi, kan opnå mere præcis kontrol under synteseprocessen og derved optimere materialets molekylstruktur og ydeevne. Reaktionsinjektionsstøbningsteknologi kan forbedre produktionseffektiviteten markant og opnå bedre materiale ensartethed og konsistens under støbningsprocessen ved hurtigt at blande polyether og isocyanat under højt tryk og injicere dem i formen. Højtrykspolymerisationsteknologi kan forbedre materialets densitet og styrke og forbedre dets slidstyrke og aldringsmodstand ved at udføre polymerisationsreaktioner under højt tryk. Forbedret støbnings- og forarbejdningsteknologi er også en nøglefaktor til forbedring af ydelsen af ​​polyurethan -elastomerer. Traditionelle varmpressestøbningsprocesser er gradvist blevet erstattet af mere avanceret injektionsstøbning og ekstruderingstøbningsteknologier. Disse nye processer kan ikke kun forbedre produktionseffektiviteten, men også opnå mere præcis kontrol under støbningsprocessen for at sikre materialets kvalitet og ydeevne. Injektionsstøbningsteknologi kan opnå præcis støbning af komplekse former og reducere materialeaffald ved opvarmning af polyurethan -råmaterialer til en smeltet tilstand og indsprøjte dem i formen. Ekstruderingstøbningsteknologi opvarmer og tvinger polyurethanmaterialet ud af ekstruderen, hvilket danner kontinuerlige materialestrimler eller rør gennem afkøling og størkning. Det er velegnet til storstilet produktion og tilpasset behandling.

 

Anvendelse af polyurethan-elastomerer i avanceret fremstilling

 

Rumfart

Inden for rumfart er polyurethan -elastomerer vidt brugt i flere nøglekomponenter, såsom tætninger og støddæmpere, på grund af deres fremragende ydelse. Luftfartsindustrien har ekstremt krævende krav til udførelsen af ​​materialer, der hovedsageligt inkluderer høj temperaturresistens, træthedsmodstand, kemisk korrosionsbestandighed, slidstyrke osv. Den overordnede ydeevne af polyurethanelastomerer i disse aspekter gør det til et af de uundværlige materialer i luftfartsområdet. Tag sæler som et eksempel. I brændstofsystemet hos rumfartsbiler skal tætninger opretholde effektiv tætning under ekstreme temperatur- og trykforhold. Brændstofsystemet for rumfartsbiler udsættes ofte for høj temperatur, højt tryk og ætsende medier. Derfor må tætninger ikke kun være resistente over for høje temperaturer, men også for kemisk korrosion. Polyurethan-elastomerer, især højtydende polyurethaner, der er blevet helbredt ved høje temperaturer, har fremragende høj temperaturresistens og kan modstå arbejdsmiljøer over 300 ° C. Samtidig gør det muligt for de fremragende elasticitet af polyurethan-elastomerer dem at fylde uregelmæssige overflader effektivt og sikre stabiliteten og pålideligheden af ​​sæler i langvarig brug. F.eks. Bruger de sæler, der bruges i NASAs rumfodd og rumstationer, polyurethan -elastomerer, der viser fremragende tætningspræstation og holdbarhed i ekstreme miljøer. En anden er støddæmpere. I rumfart bruges støddæmpere til at reducere virkningen af ​​strukturel vibration og chok på nøglekomponenter. Polyurethan -elastomerer spiller en vigtig rolle i sådanne anvendelser. Deres fremragende elasticitet og god energiabsorptionsevne gør dem i stand til effektivt at buffe og reducere vibrationer og chok og derved beskytte strukturen og elektronisk udstyr fra rumfart.

 

 High-end bilindustrien

I high-end bilindustrien er anvendelsen af ​​polyurethan-elastomerer blevet en nøglefaktor for at forbedre køretøjets ydeevne og komfort. På grund af dens fremragende omfattende ydeevne bruges polyurethan-elastomerer i vid udstrækning i flere nøglekomponenter i biler, herunder stødabsorptionssystemer, tætninger, indvendige dele osv., Der tager støddæmpere i suspensionssystemet i high-end biler som et eksempel, anvendelsen af ​​polyurethan-elastomerer betydeligt forbedret kørekomforten og håndteringsstabiliteten i køretøjet. I suspensionssystemet absorberer polyurethan -elastomerer effektivt påvirkningen og vibrationen på vejen og reducerer rysten af ​​køretøjets krop gennem deres fremragende elasticitet og stødabsorptionsegenskaber. Den fremragende elasticitet af dette materiale sikrer, at køretøjets ophængssystem hurtigt kan reagere under forskellige kørselsforhold og give en glattere og mere behagelig køreoplevelse. Især i avancerede luksusmodeller kan højtydende støddæmpere ved hjælp af polyurethan-elastomerer markant forbedre ride komforten og opfylde kravene til køreoplevelse af høj kvalitet. I avancerede biler påvirker tætningen af ​​sæler direkte lydisolering, varmeisolering og vandtæt ydelse af køretøjet. Polyurethan -elastomerer er vidt brugt i sæler til bildøre og vinduer, motorrum og underbistand på grund af deres fremragende tætning og vejrbestandighed. High-end bilproducenter bruger polyurethan-elastomerer som dørsæler for at forbedre lydisoleringen af ​​køretøjet og reducere indtrængen af ​​ekstern støj.