各種機(jī)械的液壓或氣壓系統(tǒng)，都離不開密封件，如0型圈，U型圈，V型圈，X, Y型圈及石油管道清管器等。一般用橡膠制作的密封件由于硬度和強(qiáng)度不足，即使采用金屬或纖維等材料加以增強(qiáng)，也難以在苛刻條件下長期使用。而聚氨酷彈性體的楊氏模量比橡膠或其他彈性體高得多卜般橡膠的彈性模量為0. 2 }10 MPa)，可高達(dá)數(shù)百M(fèi)Pa,聚氨酷彈性體硬度范圍很寬，低至邵A10以下的低模量橡膠，高至邵D85的高抗沖擊彈性材料，且其耐磨、耐油性特佳，即使不用骨架材料增強(qiáng)也可作為高壓密封，高品質(zhì)的聚氨酷密封件甚至可在50}70MPa的液壓系統(tǒng)中正常工作。
淺談聚氨醋彈性體密封件的生產(chǎn)工藝和設(shè)備
1澆注型聚氨醋彈性體(CPU)生產(chǎn)工藝和方法
1. 1聚氨醋彈性體3種生產(chǎn)工藝
①混煉型(MPU，需要交聯(lián)的固體彈性體)
可用一般橡膠設(shè)備進(jìn)行加工。首先由聚酷或聚醚與二異氰酸酷發(fā)生加聚反應(yīng)制成生膠，當(dāng)二異氰酸酷過量時(shí)(異氰酸酷指數(shù)R=1. 0}1. 1)生膠端基為異氰酸酷基，當(dāng)聚酷或聚醚過量時(shí)(R=0. 7}0. 99)生膠端基為輕基，生膠加水、二元醇等活性氫化合物或二異氰酸酷、過氧化物、硫磺，再添加炭黑等填料和助劑，經(jīng)煉膠機(jī)混煉和高溫硫化便制得成品。
②熱塑型(TPU，不需交聯(lián)的熱塑性彈性體)
它是由聚醚(聚酷)多元醇、二異氰酸酷和低相對分子質(zhì)量二醇或二胺反應(yīng)生成的，基本為直鏈的嵌段共聚結(jié)構(gòu)高分子固體。它具有典型的熱塑性，可用一般塑料加工方法(如注塑模塑、擠出成型、壓延等工藝)進(jìn)行加工。
?、蹪沧⑿?CPU，需要交聯(lián)的液體澆注彈性體)
該種工藝是將液態(tài)的各組分原料計(jì)量、混合，并以液態(tài)注入模具進(jìn)行反應(yīng)，使聚氨酷分子迅速增長和交聯(lián)，其形態(tài)也在模具中逐漸由液態(tài)轉(zhuǎn)化為橡膠狀高彈性固體。由于此法具有流動(dòng)性好的特點(diǎn)，故可制成幾何形狀復(fù)雜的零件，制品再現(xiàn)性強(qiáng)，硬度調(diào)節(jié)范圍廣，綜合性能優(yōu)良，故其產(chǎn)量占聚氨酷彈性體中70%以上(密封件多采用該種工藝)。
一般聚氨酷密封件主要采用CPU工藝生產(chǎn)，對單體重量較小和批量較大的密封件亦采用TPU工藝生產(chǎn)。目前溫州飛龍機(jī)電設(shè)備工程有限公司可生產(chǎn)各種不同要求的聚氨酷預(yù)聚體合成設(shè)備及不同品種、多種規(guī)格的CPU設(shè)備，亦可按用戶的工藝要求設(shè)計(jì)并生產(chǎn)TPU母料設(shè)備。
1. 2 CPU制品3種生產(chǎn)方法
?、僖徊椒?將低聚物多元醇、異氰酸酷、擴(kuò)鏈劑和催化劑等經(jīng)精確計(jì)量和均勻混合后澆注到模具中，在一定溫度下固化成型。此法可采用一般中溫或常溫型聚氨酷發(fā)泡設(shè)備生產(chǎn)，但反應(yīng)較難控制，制品物性較差，常用于制造要求不太高的低硬度、低模量的制品，如印刷膠輥、小型實(shí)心輪等。
②預(yù)聚體法(為CPUzui主要的生產(chǎn)方法):先將低聚物多元醇和異氰酸酷進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，生產(chǎn)端-NCO基的聚氨酷預(yù)聚物A (-NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)常為3%}10%)，再與擴(kuò)鏈劑B反應(yīng)制備CPU。由于此法反應(yīng)分2步進(jìn)行，擴(kuò)鏈反應(yīng)時(shí)放熱低，反應(yīng)速度易于控制，制得聚氨酷分子鏈段排列比較規(guī)整，使之物性優(yōu)良，重復(fù)性好。常用高溫型CPU澆注機(jī)生產(chǎn)(一般A和B混合質(zhì)量比為100: (8一16)) o
③半預(yù)聚體法:將多元醇分為兩部分，一部分和異氰酸酷反應(yīng)生成預(yù)聚體CNCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)常為12%}15%)，一部分與擴(kuò)鏈劑B混合，在澆注時(shí)加入，可用一般中溫型的微孔彈性體澆注機(jī)生產(chǎn)(A和B混合質(zhì)量比約為1:1) o2 CPU制品原料的確定
生產(chǎn)CPU制品主要有下列3種原料:
?、俚途畚锒嘣?聚醇)。聚酷多元醇(PES):聚己二酸酷系列端輕基聚酷(M}=1000%2000) ;聚醚多元醇(PET):聚丙二醇(PPG>(M} 400}2000>，聚四氫吠喃(PTMEG) (M} 1000一2000);聚己內(nèi)酷多元醇(PCE> (M}=5so}2oo0>;聚烯烴多元醇:端輕基聚丁二烯(HTPB) (M}=2000) o②異氰酸酷。甲苯二異氰酸酷(T D工);二苯甲烷二異氰酸酷(M D工);
1, 5-茶二異氰酸酷(ND工)。③擴(kuò)鏈劑(固化劑)。二3. 2生產(chǎn)工藝
3. 2. 1預(yù)聚體制備舉例
?、倬劭岫嘣济撍?在脫水釜中進(jìn)行):用M} 2 000輕值53}59mg(KOH)/g，溶點(diǎn)40500C)的聚酷，加熱熔化后在帶攪拌的不銹鋼或搪瓷釜中，脫水溫度100一14 0 0C聚醚100110 0C)，以余壓胺類:3, 3’一二氯-4, 4'一二苯基甲烷二胺((MOCA) ;二醇類:1, 4一丁二醇(BDO)，三輕甲基丙烷}T M P}，氫醒一二(R一輕乙基)醚}HQEE)。
目前成熟技術(shù):PPG-TD工一MOCA體系(成本較低，物性稍差);PTMG-TD工一MOCA體系(成本較高，耐水解及工藝性佳，物性較好);PES一TD工一MOCA體系(成本中等，物性尚佳，應(yīng)用zui廣)。
