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在聚氨酯弹性体制品中使用高效耐磨剂,实现高耐磨损、长寿命的产品,如鞋底和滚轮。

各位朋友们,各位同仁们,大家上午/下午/晚上好!

今天,非常荣幸能站在这里,和大家一起聊聊一个既实用又有趣的话题——聚氨酯弹性体中的高效耐磨剂,以及如何用它们打造出“穿不烂的鞋底”、“磨不坏的滚轮”。

咱们先来想象一下,一个周末的早晨,你穿上你心爱的运动鞋,准备出门跑个步。结果,跑了没多久,就发现鞋底开始磨损,心疼不?或者,你的购物车滚轮,还没用多久就开始吱吱呀呀,甚至掉渣,烦不烦?

所以说,耐磨性对于很多聚氨酯弹性体制品来说,简直就是“命根子”!谁不想自己的鞋底能陪自己跑遍全世界,谁不想自己的滚轮能安静平稳地服役一辈子呢?

今天,我们就来揭开这个“长寿秘诀”的面纱,看看高效耐磨剂是如何在聚氨酯弹性体中大显身手的。

一、聚氨酯弹性体:一位多才多艺的“魔术师”

在聊耐磨剂之前,我们先来简单认识一下聚氨酯弹性体(简称TPU)。它就像一位“魔术师”,可以通过不同的配方和工艺,变幻出各种各样的形态和性能。

简单来说,TPU是一种高分子材料,它既有塑料的强度和韧性,又有橡胶的弹性。这就赋予了TPU制品出色的耐磨性、耐油性、耐水解性、耐高低温性等等。

应用范围也是相当广泛,从鞋底、滚轮,到密封件、电缆护套,再到汽车零部件,甚至医疗器械,到处都能看到它的身影。

但是,即使是“魔术师”,也有自己的局限性。在一些极端苛刻的环境下,比如长时间的摩擦、高负荷的碾压,普通的TPU还是会“受伤”,出现磨损、撕裂等问题。

这时候,我们就需要请出今天的“主角”——高效耐磨剂!

二、高效耐磨剂:聚氨酯的“守护者”

高效耐磨剂,顾名思义,就是能够显著提高聚氨酯弹性体制品耐磨性能的一类添加剂。它们就像聚氨酯的“守护者”,能够有效地延缓材料的磨损速度,延长制品的使用寿命。

市面上的耐磨剂种类繁多,按化学成分来分,大致可以分为以下几类:

  1. 硅油类耐磨剂:这类耐磨剂的主要成分是聚硅氧烷,俗称“硅油”。它们能在聚氨酯表面形成一层润滑膜,减少摩擦系数,从而降低磨损。硅油类耐磨剂还具有良好的耐热性和化学稳定性,但添加量过多可能会影响聚氨酯的力学性能。

  2. PTFE类耐磨剂:PTFE就是聚四氟乙烯,我们更熟悉的名字是“特氟龙”。PTFE具有极低的摩擦系数和优异的耐化学腐蚀性,因此是理想的耐磨剂。但PTFE分散性较差,需要进行改性才能更好地添加到聚氨酯中。

  3. MoS2类耐磨剂:MoS2是二硫化钼,是一种层状结构的无机化合物。MoS2层与层之间容易滑动,因此具有良好的润滑性能。MoS2类耐磨剂还具有一定的承载能力,适用于高负荷工况。

  4. 石墨类耐磨剂:石墨也是一种层状结构的材料,具有良好的润滑性和导电性。石墨类耐磨剂价格低廉,但耐高温性能较差。

  5. 有机硅树脂改性耐磨剂:这类耐磨剂是通过有机硅树脂对其他耐磨剂进行改性,以提高其分散性和与聚氨酯的相容性。

不同的耐磨剂,有着不同的“性格”和“特长”。我们需要根据具体的应用场景和性能要求,选择合适的耐磨剂。就好比,你需要一位擅长短跑的选手,肯定不能派一个擅长长跑的去。

三、耐磨剂的作用机制:层层守护,磨损无处遁形

耐磨剂是如何发挥作用的呢?它们并不是简单地往聚氨酯里一加就完事了,而是在微观层面,进行着一系列复杂的“战斗”。

在聚氨酯弹性体制品中使用高效耐磨剂,实现高耐磨损、长寿命的产品,如鞋底和滚轮。

耐磨剂是如何发挥作用的呢?它们并不是简单地往聚氨酯里一加就完事了,而是在微观层面,进行着一系列复杂的“战斗”。

总的来说,耐磨剂的作用机制可以概括为以下几点:

  1. 降低摩擦系数:这是直接的作用方式。耐磨剂能在聚氨酯表面形成一层润滑膜,或者在摩擦过程中转移到对偶摩擦表面,从而降低摩擦系数,减少能量损耗,减轻磨损。

  2. 提高表面硬度:有些耐磨剂,比如纳米级的氧化铝、二氧化硅等,可以填充到聚氨酯基体中,提高材料的表面硬度,从而增强抵抗刮擦和磨损的能力。

  3. 改善分散性: 良好的分散性是耐磨剂发挥作用的关键。如果耐磨剂团聚在一起,就无法均匀地分散在聚氨酯中,不仅起不到应有的作用,反而会成为应力集中点,加速材料的破坏。

  4. 吸收摩擦热: 摩擦会产生大量的热,过高的温度会导致聚氨酯软化,加速磨损。有些耐磨剂具有良好的导热性能,可以吸收摩擦热,降低表面温度,保护聚氨酯。

四、参数指标:用数据说话,让选择更精准

既然说到耐磨,就不得不提一些重要的参数指标。这些指标就像体检报告,能够告诉你聚氨酯弹性体“身体”的各项机能是否健康。

以下是一些常见的耐磨性评价指标:

指标名称 测试方法 单位 意义
阿克隆磨耗量 GB/T 9867 mm³ 模拟轮胎在路面上的磨损情况,磨耗量越小,耐磨性越好
Taber磨耗量 GB/T 3560-2003 mg/1000转 通过旋转砂轮磨损材料表面,磨耗量越小,耐磨性越好
DIN磨耗量 DIN 53516 mm³ 类似于阿克隆磨耗,但测试条件和设备略有不同,磨耗量越小,耐磨性越好
撕裂强度 GB/T 529-2008 kN/m 表示材料抵抗撕裂的能力,撕裂强度越高,耐磨性越好
拉伸强度 GB/T 528-2009 MPa 表示材料抵抗拉伸断裂的能力,拉伸强度越高,材料的整体强度越高,耐磨性越好
冲击强度 GB/T 1043-2008 kJ/m² 表示材料抵抗冲击破坏的能力,冲击强度越高,材料的韧性越好,耐磨性越好
肖氏硬度 GB/T 2411-2008 Shore A/D 表示材料表面的硬度,硬度越高,抵抗刮擦和磨损的能力越强,但过高的硬度会导致材料变脆,反而降低耐磨性。
摩擦系数 ASTM D1894 - 表示材料表面摩擦阻力的大小,摩擦系数越小,能量损耗越少,磨损越小
纳米压痕硬度和弹性模量 ISO 14577 GPa 利用纳米压痕技术测量材料表面的硬度和弹性模量,可以更精确地评估材料的耐磨性能。硬度越高,弹性模量越大,耐磨性越好
三体磨粒磨损测试 ASTM G65 g 模拟材料在含有磨粒的环境中的磨损情况,磨耗量越小,耐磨性越好

这些指标之间并不是孤立存在的,而是相互影响,相互制约的。我们需要综合考虑这些指标,才能更准确地评估聚氨酯弹性体的耐磨性能。

五、实例分析:从鞋底到滚轮,耐磨剂的应用案例

说了这么多理论,咱们再来看几个实际的应用案例,看看耐磨剂是如何在鞋底和滚轮中发挥作用的。

  1. 鞋底:

    • 运动鞋的鞋底,特别是跑鞋的鞋底,对耐磨性的要求非常高。厂家通常会在TPU鞋底中添加PTFE、硅油等耐磨剂,以提高鞋底的耐磨性和抓地力。
    • 一些高档的登山鞋、徒步鞋,还会采用更加复杂的配方,添加纳米级的耐磨填料,进一步提高鞋底的耐磨性和抗撕裂性。
  2. 滚轮:

    • 工业滚轮、AGV(自动导引车)滚轮,经常需要在恶劣的环境下工作,承受高负荷的碾压和摩擦。厂家通常会在TPU滚轮中添加MoS2、石墨等耐磨剂,以提高滚轮的承载能力和耐磨性。
    • 一些对静音性要求较高的滚轮,还会添加特殊的减震填料,降低滚轮的噪音。

案例表格

产品类型 使用耐磨剂类型 效果 产品参数(举例)
运动鞋鞋底 PTFE、硅油、纳米氧化铝 提高耐磨性、抓地力、抗撕裂性 阿克隆磨耗量:< 80 mm³
工业滚轮 MoS2、石墨、碳纤维 提高承载能力、耐磨性、耐高温性 DIN磨耗量:< 50 mm³
AGV滚轮 特种改性PTFE、陶瓷微珠 超高耐磨性、低摩擦系数、静音性 Taber磨耗量:< 10 mg/1000转
高尔夫球车轮 TPU+特种复合耐磨剂 满足耐磨要求,提高抓地力,延长球车使用寿命 肖氏硬度:90A

六、未来展望:耐磨剂的“进化之路”

随着科技的不断发展,耐磨剂也在不断“进化”。未来,我们可以期待:

  • 纳米耐磨剂: 纳米级的耐磨剂具有更大的比表面积,能够更好地分散在聚氨酯基体中,提高耐磨效果。
  • 自修复耐磨剂: 这是一种更加智能的耐磨剂,能够在材料受到损伤时,自动修复裂纹和磨损,延长使用寿命。
  • 生物基耐磨剂: 随着环保意识的提高,生物基耐磨剂将成为未来的发展趋势。

总结:

今天,我们一起探索了聚氨酯弹性体中高效耐磨剂的奥秘。希望通过今天的分享,大家能够对耐磨剂有一个更深入的了解。

记住,选择合适的耐磨剂,就像为聚氨酯弹性体穿上了一件坚固的“铠甲”,能够让它们在各种严苛的环境下,持久耐用,为我们的生活和工作保驾护航。

谢谢大家!

====================联系信息=====================

联系人: 吴经理

手机号码: 18301903156 (微信同号)

联系电话: 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

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公司其它产品展示:

  • NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系,快速固化。

  • NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性,活性略低于T-12。

  • NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,活性比T-12高,优异的耐水解性能。

  • NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,该系列催化剂中活性高,常用于替代T-12。

  • NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性。

  • NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性。

  • NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性,耐水解性良好。

  • NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,特别推荐用于MS胶,活性比T-12高。

  • NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂,可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,活性较低,满足各类环保法规要求。

  • NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂,可用于室温硫化硅橡胶,满足各类环保法规要求。

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