什么是聚氨酯橡膠？聚氨酯橡膠的應用及原理

什么是聚氨酯橡膠？

聚氨酯橡膠是具有氨基甲酸酯鍵的聚合物，是合成橡膠的一種，具有優異的彈性和剛性（圖1）。

特別是它具有優良的機械強度和耐磨性，因此具有能夠長期使用的優點。聚氨酯橡膠的性能根據材料的組成和粘合方法的不同而有很大差異。

從廣義上講，可分為主鏈上有酯鍵的聚酯型聚氨酯橡膠（AU）和主鏈上有醚鍵的聚醚型聚氨酯橡膠（EU）兩種。

AU具有酯鍵，易水解，但具有優異的耐油性和機械強度。

另一方面，EU的耐油性和機械強度比AU差，但它會水解，具有優異的耐水性，以及耐寒性、橡膠彈性和耐磨性。

圖1. 聚氨酯橡膠的結構

聚氨酯橡膠的應用

聚氨酯橡膠用于輥、輪胎、帶式輸送機和運動鞋的鞋底。利用其耐磨性的一個典型例子是工廠中使用的皮帶比較。

但在酸性或高濕環境下使用時必須小心，否則會加速劣化。由于其高彈性，它也被用于運動鞋的鞋底。

它之所以具有如此廣泛的用途，是因為彈性等特性可以根據材料成分和制造方法自由改變。

聚氨酯橡膠劣化的原因及對策

聚氨酯橡膠在自然環境中劣化的原因有光、熱、氧氣、水、微生物等。其中，由于光和熱引起的劣化是由于氧化反應引起的分解，并且物理性能由于氨基甲酸酯鍵的斷裂而劣化。

作為對策，添加紫外線吸收劑和抗氧化劑是有效的。 其次，由水引起的劣化的一個例子是聚氨酯鍵的水解，聚酯型聚氨酯橡膠比聚醚型聚氨酯橡膠更容易劣化。

此外，就聚酯而言，酯鍵也會因水解而劣化。通過添加碳二亞胺化合物可以防止這種類型的劣化。

由微生物引起的變質的典型例子是真菌引起的微生物分解。聚氨酯橡膠比塑料等一般聚合物化合物更容易受到微生物分解。

另外，在這種類型的劣化中，聚酯型聚氨酯橡膠比聚醚型聚氨酯橡膠更容易劣化。

據報道，該機制包括微生物產生的酯酶水解酯鍵。

聚氨酯橡膠的原理

聚氨酯橡膠的種類和特性 聚氨酯橡膠用途廣泛，可通過改變制造方法來控制其特性。

合成方法是多元醇（通常是二醇）和二異氰酸酯之間的加聚反應。 主要采用以下三種制造方法。

1. 奇跡型

用于加工合成橡膠的常見制造方法之一，其中將原材料制成面團，然后倒入模具中并壓制成型。

由于其方法非常簡單，因此可以獲得很高的生產效率。另一方面，也存在易水解、材料性能差等缺點。

2. 熱塑性型

這是采用樹脂加工方法的制造方法，也稱為注射式。將粒狀聚氨酯橡膠加熱熔融后，注入模具中成型。它的優點是生產便宜，但制造設備昂貴，因此制造方法以批量生產為主。

3.澆注型聚氨酯型

液體聚氨酯橡膠和固化劑在模具中混合并硫化。硫化使聚氨酯橡膠分子相互交聯，賦予其高彈性。

經過一天的過程后，它就成型并制造出來了。許多公司都采用這種方法，因為它需要較便宜的制造設備，而且還可以加工復雜的形狀。然而，由于制造需要時間，所以制造效率低。