Вы калі-небудзь задумваліся, ці можа матэрыял быць цвёрдым, як пластык, эластычным, як гума, і моцным, як клей? Адказ - паліурэтана (PU). Сакрэт гэтай універсальнасці заключаецца ў яго ўнікальнай малекулярнай канструкцыі. Напрыклад, ліст PU, павялічваючы долю цвёрдых сегментаў і ўводзячы крышталічную структуру, можа стаць зносаўстойлівым структурным кампанентам з цвёрдасцю па Шору D80, параўнальнай з інжынернымі пластыкамі. ПУ стрыжань, у асноўным складаецца з нізкатэмпературных поліэфірных сегментаў з нізкай тэмпературай шкла ў спалучэнні з невялікай колькасцю фізічна сшытых цвёрдых сегментаў, можа дасягаць падаўжэння пры разрыве больш за 700%, з эластычнасцю, набліжанай да натуральнага каўчуку. Што яшчэ больш цікава, тая ж пластыкавая пліта PU за кошт памяншэння долі цвёрдых сегментаў і павелічэння гнуткіх сегментаў можа ператварацца ў вельмі пругкую амартызацыйную пракладку, сціраючы межы паміж пластыкам і гумай. Ядро гэтай «цвёрдасці і гнуткасці» ляжыць у структуры блок-супалімера PU: мяккія сегменты (полиолы з доўгім ланцугом) забяспечваюць гнуткасць, у той час як цвёрдыя сегменты (ізацыянаты і падаўжальнікі ланцуга) утвараюць фізічныя кропкі сшывання праз вадародныя сувязі. Рэгулюючы суадносіны гэтых двух кампанентаў, можна свабодна пераключацца паміж калянасцю пластыка, эластычнасцю гумы і адгезіяй клею. Па гэтай прычыне ПУ можна выкарыстоўваць у якасці структурных кампанентаў у выглядзе лістоў і стрыжняў, а таксама ў якасці клею ў выглядзе вадкай плёнкі, што робіць яго "майстрам на ўсе рукі" ў прамысловасці матэрыялаў.
Поліурэтанавы ПУ - неверагодна паддаецца дэфармацыі
Паліурэтана - матэрыял «праграмуемай структуры». Яго ўласцівасці не вызначаюцца па сваёй сутнасці, а мадулююцца суадносінамі цвёрдых і мяккіх сегментаў, ступенню сшывання і мікраскапічным размяшчэннем. Яго малекулярная структура падобная на "сістэму будаўнічых блокаў", здольная ствараць цвёрдыя пластмасы, гнуткую гуму і нават "забірацца" на паверхні, каб прыліпаць да іншых - так паводзіць сябе клей. Гэта не магія; гэта структура з праграмуемымі магчымасцямі. Менавіта гэтая "настройвальнасць" дазваляе яму існаваць ва ўсіх прамежкавых станах, ад клею да пластыка і гумы. 1. Малекулярная структура: баланс мяккіх і цвёрдых сегментаў. Асноўная структура паліурэтана складаецца з мяккіх сегментаў (SS) і цвёрдых сегментаў (HS), звязаных урэтанавымі сувязямі (-NHCOO-): мяккія сегменты: звычайна складаюцца з поліолаў з доўгім ланцугом (такіх як поліэфіргліколь і поліэфіргліколь), гэтыя сегменты гнуткія і маюць высокую свабоду ўнутранага кручэння, спрыяе эластычнасці матэрыялу і нізкатэмпературным характарыстыкам. Цвёрдыя сегменты: утвараюцца ў выніку рэакцыі поліізацыянатаў (такіх як MDI і TDI) з падаўжальнікамі кароткага ланцуга (напрыклад, 1,4-бутандиолом), гэтыя сегменты ўтрымліваюць высокапалярныя урэтанавыя сувязі і вадародныя сувязі, утвараючы фізічныя кропкі сшывання (структура падзелу мікрафаз), забяспечваючы трываласць і тэрмаўстойлівасць. Гэтая структура блок-супалімера «мяккі сегмент-цвёрды сегмент» дазваляе гнутка кантраляваць уласцівасці ПУ шляхам рэгулявання суадносін і тыпу абодвух кампанентаў: Высокі каэфіцыент мяккага сегмента (цвёрдыя сегменты, дыспергаваныя ў бесперапыннай фазе мяккага сегмента): матэрыял у цэлым гнуткі і дэманструе высокую эластычнасць пры пакаёвай тэмпературы (падобна гуме); Высокі каэфіцыент цвёрдых сегментаў (цвёрдыя сегменты аб'ядноўваюцца, утвараючы бесперапынную фазу): матэрыял дэманструе павышаную цвёрдасць і дэманструе шкляны або крышталічны стан пры пакаёвай тэмпературы (падобна пластыку); Сярэдняя сшыўка або ўмераная малекулярная маса: спалучае адгезію і рэакцыйную здольнасць, што дазваляе выкарыстоўваць у якасці клею.
У чым істотныя адрозненні паміж гэтымі трыма матэрыяламі?
Перш чым паглыбіцца ў паліурэтана, давайце разбяром пытанне і ўдакладнім сутнасць гэтых трох матэрыялаў: клеяў, пластмас і гумы. Істотнае адрозненне паміж гэтымі трыма матэрыяламі заключаецца не ў іх назвах, а ў размяшчэнні іх палімерных ланцугоў, ступені сшывання і механізмах іх узаемадзеяння на стыках падзелу. Характарыстыкі малекулярнай структуры: Клеі: малыя малекулы/алігамеры + зацвярдзенне ў плёнку + моцнае міжфазнае ўзаемадзеянне Пластмаса: Палімерныя ланцугі + крышталізуюцца або тэрмарэактыўныя папярочныя сувязі Гума: Палімерныя ланцугі + невялікая сшыўка Паводзіны малекулярнага ланцуга: Клеі: спачатку цячэ, пазней застывае ў сетку Пластмаса: абмежаваны рух сегмента ланцуга, высокая калянасць Гума: расцяжымая, эластычная Тыповыя ўласцівасці: пранікальнасць + моцная адгезія Цвёрдасць, добрае захаванне формы Высокая эластычнасць, мяккасць
У чым магія малекулярнай структуры паліурэтана?
Паліурэтана - гэта палімер, які ўтвараецца шляхам кандэнсацыйнай полімерызацыі ізацыянатаў (-NCO) і поліолаў (-OH), з вялікай колькасцю урэтанавых груп (-NH-COO-) у галоўным ланцугу. Але што больш важна, ён мае структурную канструкцыю з мяккіх сегментаў + цвёрдых сегментаў: мяккія сегменты (звычайна доўгаланцуговыя поліолы) гнуткія, маюць нізкую Tg і высокую рухомасць ланцуга, што вызначае эластычнасць і гнуткасць матэрыялу. Цвёрдыя сегменты (звычайна араматычныя ізацыянаты + падаўжальнікі ланцуга) з'яўляюцца жорсткімі, могуць утвараць вадародныя сувязі і маюць крышталічныя вобласці, якія вызначаюць трываласць, цвёрдасць і тэрмічную стабільнасць. Калі мяккі і цвёрды сегменты кавалентна злучаны ў адной і той жа асноўнай ланцугу і размешчаны па схеме з падзелам фаз, паліурэтана валодае патройным патэнцыялам: быць "расцяжным, падтрымліваючым і клейкім".
Чаму яго можна выкарыстоўваць у якасці клею?
Клей - гэта не вадкасць; ён складаецца з малекул, якія "падымаюцца і вылечваюць". Возьмем у якасці прыкладу аднакампанентны клей, які цвярдзее вільгаццю: 1. Вадародная сувязь + змочванне паверхні. Групы -NH і -COO на малекулах паліурэтана лёгка ўтвараюць вадародныя сувязі. Гэтыя вадародныя сувязі могуць утвараць перакрываючыяся электронныя воблакі або сеткі вадародных сувязяў з такімі паверхнямі, як металы, шкло і тканіны, дзейнічаючы як «часовыя гаплікі» для хуткага захопу паверхні. З пункту гледжання квантавай механікі, сутнасць вадароднай сувязі заключаецца ў частковым перакрыцці электронных арбіталей. Гэтая «некавалентная, але вельмі накіраваная» сіла падобная на далікатную, але ўстойлівую руку, якая моцна прылягае да паверхні. 2. Рэакцыя пасля отвержденія + фіксацыя сеткавай структуры Паліурэтана часта выкарыстоўваецца ў форме преполимера. Пасля ўздзеяння вільгаці ён падвяргаецца рэакцыям падаўжэння ланцуга і сшывання, што прыводзіць да рэзкага павелічэння малекулярнай масы і адукацыі трохмернай сеткі. Іншымі словамі, гэта клей, які «трансфармуецца па меры ўздыму», спачатку выкарыстоўваючы вадародныя сувязі, каб наблізіцца да інтэрфейсу, а затым выкарыстоўваючы перакрыжаваныя сувязі, каб замацавацца на паверхні.
Чаму яго можна выкарыстоўваць як пластык?
Ключавымі ўласцівасцямі пластмас з'яўляюцца цвёрдасць і формуемость, а цвёрдая сегментная структура паліурэтана і частковая крышталічнасць адпавядаюць гэтым патрабаванням. 1. Узбагачэнне цвёрдых сегментаў утварае "фізічна крышталічную вобласць". У паліурэтане цвёрдыя сегменты лёгка агрэгуюцца і выраўноўваюцца, утвараючы крышталічныя дамены, падзеленыя на мікрафазу. Гэтыя цвёрдыя крышталічныя дамены дзейнічаюць як невялікія каменьчыкі, убудаваныя ў гліну, забяспечваючы структурную падтрымку. Мадэляванне малекулярнай дынамікі паказвае, што ў вобласці цвёрдага сегмента міжсегментны інтэрвал скарачаецца, свабодны аб'ём памяншаецца, абмежаванне электроннага воблака ўзмацняецца, а крывая пругкай патэнцыяльнай энергіі становіцца больш крутой, што прыводзіць да павелічэння калянасці матэрыялу. 2. Рэгуляваная шчыльнасць сшывання ўтварае термореактивную структуру. Калі паміж цвёрдымі сегментамі адбываецца хімічнае сшыванне, сістэма больш не з'яўляецца лінейным палімерам, а зшытай сеткай. Гэтая сеткавая структура не размякчаецца пры награванні, валодаючы ўласцівасцямі, падобнымі з термореактивными пластмасамі.
Чаму ён таксама можа працаваць як гума?
Чаму ён таксама можа працаваць як гума? Ядро гумы - яе эластычнасць, здольнасць да дэфармацыі і пругкасць. Мяккая сегментная структура паліурэтана (ПУ) выдатна ўвасабляе гэтыя якасці. 1. Мяккія сегменты ў якасці асноўнай структуры + мікрасшытая структура = механізм пругкасці, заснаваны на энтрапіі Самі мяккія сегменты маюць вельмі нізкую Tg (напрыклад, Tg простых поліэфіраў і поліэфірных поліолаў можа быць ніжэй за -60°C), і існуюць у стане высокай ступені свабоды пры пакаёвай тэмпературы. Калі вы яго расцягваеце, сегменты выпростваюцца, ступень свабоды памяншаецца, энтрапія сістэмы памяншаецца, і механічна гэта выяўляецца ў выглядзе павышэння ўстойлівасці. Гэта эластычнасць, абумоўленая энтрапіяй, не проста "разлом, а затым вяртанне ў зыходны стан", а хутчэй вызваленне стрэсу сегментамі, якія аднаўляюць свабоду. 2. Умераная сшыўка + фізічныя кропкі сшыўкі, бо гума "Цвікі з памяццю" можа адскочыць, пры ўмове, што яна не "дзіка бегае". Крышталічныя вобласці з цвёрдымі сегментамі або злёгку сшытыя кропкі ў PU дзейнічаюць як фізічныя якары, абмяжоўваючы межы руху сегментаў. Вы можаце думаць пра гэта як пра чалавека, які трымае сабаку на ланцужку; сабака бяжыць, але яе адцягваюць, калі бяжыць занадта далёка. Уласцівасці гумы паходзяць з гэтай «сістэмы павадкоў»: гнуткая, але абмежаваная. Што яшчэ больш важна, цвёрдыя і мяккія сегменты паліурэтана падзяляюцца на мікраскапічным узроўні, утвараючы сеткавую структуру, падобную да фізічных "крышталічных абласцей". Гэтая структура рассейвае энергію падчас расцяжэння, не выклікаючы пастаяннай дэфармацыі.
Выбірайце паліурэтана, выбірайце поліурэтанавыя стрыжні і лісты AHD!
Высокаэластычныя паліурэтанавыя стрыжні AHD у спалучэнні з дакладна кантраляваным фізічным сшываннем цвёрдых сегментаў забяспечваюць высокае падаўжэнне пры разрыве і высокую пругкасць, забяспечваючы прадукцыйнасць, якой вы будзеце задаволены. Лісты ПУ цвёрдасці AHD A90/A80/A70—розныя ўзроўні цвёрдасці ў адпаведнасці з вашымі рознымі патрэбамі. Няхай гэта будзе амартызатары прамысловага абсталявання, дакладныя ўшчыльняльнікі прыбораў або амартызацыйныя стрыжні спартыўнага абсталявання, яны могуць задаволіць вашыя патрабаванні. Дзякуючы шматгадоваму вопыту даследаванняў і распрацовак PU, AHD строга кантралюе кожны крок ад выбару сыравіны да працэсаў фармавання, гарантуючы, што стрыжні PU з'яўляюцца "доўга эластычнымі", а лісты PU "трывалымі цвёрдымі і мяккімі". Незалежна ад таго, патрэбна вам амартызацыя, зносаўстойлівасць або структурнае ўзмацненне, у AHD ёсць стрыжань/ліст з ПУ, каб дакладна адпавядаць характарыстыкам матэрыялу вашым патрэбам. Звяжыцеся з намі зараз, каб разблакіраваць сваё індывідуальнае рашэнне PU! Мы рады вашым запытам: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.
