Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

25 Рис. 10.4. Кри­ вые напряже­ ние — деформа­ ция при сжатии для ряда марок адипрена L [4 ] :

Т в е р д о с т ь по Ш о ­

К о э ф ф и ц и е н т ф о р ­ мы: / — 0,5; 2 — 1,0; 3 — 2,0; 4 — 3,0.

области, где полиуретаны имеют низкий модуль, а обычные эласто­ меры — высокий модуль, и с другой стороны, области, где полиуре­ таны имеют высокий модуль, а пластмассы — низкий. В этих общих областях значений модуля обычно предпочтение отдают полиуре­ танам вследствие их специфических свойств. Так, полиуретановые эластомеры выгодно отличаются от других эластомеров необычным сочетанием — износостойкостью, высоким сопротивлением раздиру и хорошей стойкостью к действию масел, а от более мягких пла­ стмасс — большей стойкостью к износу и эластичностью. Интересно также, что определенные свойства сшитых полиуретанов (вулкол­ лан), типичны для большинства полиуретанов, сшитых диизоцианатом, в то время как линейные полиуретаны (в основном, дуретан U) более близки к полиамидам.

Диапазон твердости сшитых полиуретанов составляет прибли­ зительно от 60 по Шору А до 80 по Шору Д (верхний предел). Этот диапазон не укладывается в одну шкалу твердостей, поэтому при­ ходится пользоваться двумя шкалами.

И в этом, и в последующих разделах главы предполагается, что данные о том или ином свойстве полиуретанов верны для всех раз­ новидностей — литьевых, вальцуемых и термопластичных. В общем это верно; очень трудно провести точное сравнение этих трех типов полиуретанов, особенно в тех случаях, когда исследуемое свойство не имеет непосредственного влияния на применение продукта.

Однако опыт эксплуатации полиуретановых эластомеров позво­ ляет сделать несколько выводов. В случаях, когда особенно важны физико-механические свойства эластомеров, следует отдать предпочте­ ние литьевым полиуретанам, так как они превосходят в этом отноше­ нии и вальцуемые, и термопластичные полиуретаны; правда, послед­ ние достижения в области термопластичных полиуретанов сглажи­ вают эту разницу. И все же литьевые марки остаются непревзойден­ ными в отношении остаточной деформации при сжатии и сохранения свойств при низких и высоких температурах. Термопласты, в свою очередь, превосходят вальцуемые материалы, особенно по сопро­ тивлению раздиру и истиранию. По химической стойкости литьевые и термопластичные полиуретаны несколько выше вальцуемых, но разница эта часто очень невелика. Для всех полиуретанов характе­ рен высокий уровень свойств, и упомянутыми различиями между отдельными марками можно пренебречь, когда речь идет о сравнении полиуретанов как класса с другими эластомерами.

10.3.Механические свойства

Вэтом разделе рассматриваются наиболее важные ме­

ханические свойства полиуретановых эластомеров и делается по­ пытка сравнивать их, где это возможно, с другими видами каучуков. Это сравнение представляет некоторую трудность, поскольку мно­ гие каучуки можно модифицировать, усилив какое-то свойство за счет менее важных свойств, так что с помощью этого сравнения можно

скорее указать некоторые тенденции, нежели действительные зна­ чения.

Приведенные данные можно сравнивать со стандартными свой­ ствами некоторых типичных каучуков (табл. 10.2) и некоторых пласт­ масс (табл. 10.3).

На основании данных таблиц можно сделать вывод, что для по­ лиуретанов характерно высокое сопротивление разрыву и удлине­ ние в сочетании с прекрасным сопротивлением раздиру и истира­ нию. Полиуретаны по этим свойствам превосходят другие эласто­ меры той же твердости, хотя несколько уступают по показателям остаточной деформации при сжатии и эластичности. Эти свойства меняются под действием некоторых факторов окружающей среды — температуры, присутствия различных жидкостей.

Упругость, гистерезис и амортизация. Когда к эластомерному материалу прикладывается какая-то нагрузка, всегда проходит небольшой промежуток времени, прежде чем материал деформи­ руется. Этот временной интервал необходим для того, чтобы коле­ бательная энергия атомов преодолела межмолекулярное при­ тяжение. На практике в динамических условиях этот временной интервал приводит к тому, что кривая напряжение — деформация при восстановлении отклоняется от направления, соответствующего моменту приложения нагрузки, что сопровождается потерей энергии (гистерезисом), которая превращается в тепло. Эта потеря энергии