一、聚氨酯橡胶概述

聚氨酯橡胶是由异氰酸酯和多元醇通过化学反应形成的一种合成弹性体材料。它具有出色的机械性能、耐化学性和耐磨性，通过选择不同的原材料和加工工艺，可以制备出从软到硬、从弹性到刚性的多种产品。因此，聚氨酯橡胶具有极高的应用灵活性，能够满足不同行业对材料性能的需求。

二、聚氨酯橡胶的主要特点

聚氨酯橡胶的优异性能主要体现在以下几个方面：

1. 高耐磨性

聚氨酯橡胶具有极高的耐磨性能，其耐磨性比天然橡胶高出5到10倍。因此，它在矿山、冶金、石油、建筑等需要耐磨材料的行业中得到广泛应用，如用于制造输送带、滚轮、衬板等部件。

2. 高弹性

在宽广的温度范围内，聚氨酯橡胶表现出优异的弹性。即使在长时间负载下，其压缩永久变形也很小，能够保持良好的弹性和形状。这使得它非常适合制作减震器、密封件和弹簧垫片等需要反复弯曲和拉伸的产品。

3. 优异的机械性能

聚氨酯橡胶的拉伸强度和撕裂强度远高于一般橡胶材料，其硬度范围从邵氏A硬度20到98不等，可以通过调整原料配方来控制。因此，它可以被加工成各种不同硬度和机械强度的产品，满足不同的使用需求。

4. 耐油性和耐化学性

聚氨酯橡胶对矿物油、动植物油和脂类有很好的抵抗性，并且耐臭氧、耐氧化性能优越。相比于其他橡胶材料，如丁腈橡胶，聚氨酯橡胶的耐油性更佳，适用于接触油类环境的机械部件。同时，它对酸、碱、盐等化学品也有一定的抵抗性，可用于化工领域。

5. 优异的耐候性

它具有良好的抗紫外线、耐臭氧和抗氧化性能，可以在户外环境中长期使用而不易老化。因此，聚氨酯橡胶适用于长期暴露于日光和风雨的环境中。

6. 良好的低温性能

聚氨酯橡胶在低温环境下仍能保持良好的弹性和机械性能，在零下40摄氏度的环境中依然柔软。这一特性使其在寒冷地区的应用十分广泛。

三、聚氨酯橡胶按照化学结构分类

根据聚氨酯橡胶的化学结构和原料配方，可以将其分为聚酯型和聚醚型两大类。它们在性能和应用上各有特点。

1. 聚酯型聚氨酯橡胶

特点：
- 机械性能优异：聚酯型聚氨酯橡胶具有较高的硬度、强度和耐磨性，特别是在高应力和高负荷条件下表现出色。其抗拉强度和撕裂强度较高。

- 耐油性良好：对矿物油、润滑油、燃料油等具有优异的耐受性，因此适用于接触油类环境的应用。

- 耐化学性：对酸、碱、溶剂等有较好的抵抗能力，但对水解反应较敏感，长时间接触水或湿气容易发生降解。

- 耐热性：通常可在-30℃至80℃的范围内正常使用，能在较高温度下保持性能稳定。

- 低温性能较差：在低温条件下，弹性会下降，变得较脆。

应用：

- 工业领域：适用于制作工业滚轮、齿轮、皮带、密封件、传动带等机械部件，在矿山机械、建筑机械等重负荷、高磨损的应用中表现出色。

- 汽车行业：用于制造汽车减震器、密封条、传动系统组件等高耐磨和高强度的零部件。

- 油田和石油化工：适用于油田开采设备的密封件、油泵活塞等需要接触油类介质的部件。

2. 聚醚型聚氨酯橡胶

特点：

- 耐水解性优异：对水解反应不敏感，具有优异的耐水和抗水解性能，在潮湿和水下环境中性能稳定。

- 耐低温性能良好：在低温环境下仍能保持良好的弹性和柔韧性，适合在寒冷环境中使用。

- 弹性好：具有优异的弹性和回弹性，即使在高温或长时间负载下也能保持良好的形变恢复能力。

- 耐磨性稍逊于聚酯型：尽管耐磨性略低于聚酯型，但仍优于大多数传统橡胶。

- 耐化学性：对一般的化学品如弱酸、碱、盐溶液具有良好的抵抗能力，但对一些强氧化剂和溶剂的耐受性较差。

应用：

- 水下和潮湿环境：适用于制造水下电缆护套、潜水设备密封件、水下垫片和水泵衬垫等。

- 电子电器：用于制作绝缘材料、电缆护套、电子元器件保护套等，可在潮湿环境中保持稳定性能。

- 食品和医疗器械：具有良好的生物相容性和耐水解性能，适用于制作医疗导管、食品加工机械的密封件、垫圈等。

- 低温环境：适用于冷库设备的密封件、北极考察设备的橡胶部件等需要耐寒的应用。

四、聚氨酯橡胶加工工艺分类

除了聚酯型和聚醚型，聚氨酯橡胶还可以根据加工工艺和产品形态分为其他类型，如浇注型、热塑性、泡沫型、液体型和微孔型等。

1. 浇注型聚氨酯橡胶

通过将预聚体和扩链剂混合后直接浇注到模具中固化成型，具有优异的力学性能，适合生产形状复杂的大型制品，如减震器、垫片等。

2. 热塑性聚氨酯橡胶（TPU）

具有热塑性弹性体性质，可以通过注射成型、挤出等热塑性加工工艺加工，适用于制造鞋底、手机壳、电缆护套、软管等制品。

3. 泡沫型聚氨酯橡胶

通过发泡工艺制备，具有泡沫结构，分为软质泡沫和硬质泡沫。软质泡沫用于汽车座椅、床垫等；硬质泡沫用于建筑保温材料、包装材料等。

4. 液体聚氨酯橡胶

以液体形式存在，可以通过浇注、喷涂、浸渍等工艺加工成型，适用于制造高弹性和耐磨性涂层、包胶制品等。

5. 微孔型聚氨酯橡胶

具有微孔结构，重量轻、弹性好、隔热、减震，常用于鞋材、运动器材、密封件、缓冲材料等领域。

聚氨酯橡胶凭借其优异的性能和广泛的用途，已经成为现代工业和日常生活中不可或缺的重要材料。聚酯型和聚醚型聚氨酯橡胶各有特点，适用于不同的应用领域；而浇注型、热塑性、泡沫型等其他类型的聚氨酯橡胶则为不同的加工需求提供了可能。随着科技进步和市场需求的变化，聚氨酯橡胶的应用领域将不断拓展，未来的发展前景广阔。