使用聚氨酯(聚氨酯优缺点)

使用聚氨酯(聚氨酯优缺点)

最近,制造商开始使用另一种材料:聚氨酯 (PU)。  对聚氨酯固体性能特征的引人注目的研究和分析导致其在各行各业中越来越受欢迎。

因此,与聚酯相比,复合棒材、管材、条材和杆材以及定制形状的材料性能最高可达 40%。事实上,基础设施和建筑行业的许多天气和飓风防护应用都使用聚氨酯拉挤成型标准和定制复合型材。

让我们来看看聚氨酯树脂的魅力和这种材料的优点。

聚氨酯的优点

  • 凭借其卓越的材料特性,制造商可以定制生产柔性型材,以生产同等的材料特性,同时实现重量和成本的节约。
  • 聚氨酯化学还使紫外线稳定的树脂成为可能。 杆、管、棒、条和其他定制形状可以在挡土墙、栏杆和其他户外产品的一个过程中轻松运行。
  • 与标准聚酯树脂系统相比,这种材料是环保的,因为聚氨酯树脂系统不含苯乙烯,也几乎不含挥发性有机化合物 (VOC)。

聚氨酯具有四个重要优势:

1. 拉伸和弯曲强度

聚氨酯拉挤成型已在拉伸、压缩和弯曲强度方面与传统树脂进行了广泛的测试。就抗压强度而言,与其他类型的树脂相比,PU 具有同样的强度。然而,就弯曲强度和拉伸强度而言,PU 显示出明显的优势,尤其是在针对 90 度方向施加的应力进行测量时。 例如,聚氨酯玻璃纤维拉挤成型件可承受 48.7 MPa 的 90 度拉伸应力。相比之下,乙烯基酯拉挤成型件只能承受 40.5 MPa 的应力。PU 在弯曲强度方面表现出类似的优势。不饱和聚酯在 30.8 MPa 应力下表现不佳。在剪切强度方面,聚氨酯比其他树脂表现出令人印象深刻的改进。剪切强度对于长期性能非常重要,因为它衡量突出物抵抗因钻孔、钉子或钝器撞击而产生的分层力的能力。分层会对复合材料的承载能力产生负面影响。

2. 强度重量比

聚氨酯的强度优势来自许多综合特性,包括:

  • 光纤耦合效率
  • 减少树脂相缺陷的发生率。

使用 PU 拉挤成型,制造商可以安全地减少壁厚,从而减少复合材料的重量。比较强度重量比时,PU 拉挤成型优于其他树脂。

3.坚韧

强度不是材料长期性能的唯一指标。同样重要的是复合材料吸收应力而不破裂的能力。换句话说,PU 拉挤产品坚韧、柔韧且耐损坏。玻璃纤维拉挤复合材料经常面临激烈的现实世界应用。聚氨酯的韧性使其能够更好地抵抗复合材料经常暴露的各种冲击。

聚氨酯在以下方面具有明显的优势:

  • 加固成本
  • 长期保修费用
  • 顾客满意度
  • 减少废料

此外,聚氨酯提高的韧性也有利于组件组装等二次操作。使聚氨酯从其他形式的玻璃纤维拉挤成型中脱颖而出的另一个优势是:无需为螺钉和其他紧固件预先钻孔。这意味着可以减少装配时间,因为可以安全地使用自攻螺钉。

4.抗紫外线

由于其抗紫外线能力,PU 拉挤型材通常用于需要长期暴露的户外应用。这种紫外线会对某些聚合物造成问题,这意味着随着时间的推移,强度会急剧下降。聚氨酯显示出比不饱和聚酯(UPE) 和乙烯基酯 (VE) 更强的抗紫外线伤害能力。一项研究使各种类型的玻璃纤维拉挤成型件经受 1000 小时的紫外线照射,然后测量横向强度的变化。VE 的强度降低了 25% 到 40%,而 UPE 的强度降低了 15% 到 20%。另一方面,PU 仅损失了 10% 到 15% 的强度。

聚氨酯的缺点

尽管具有明显的机械性能优势,但聚氨酯拉挤成型确实存在某些缺点,尤其是从制造的角度来看。在很大程度上,这一事实仅反映了聚氨酯拉挤成型的相对新颖性。随着越来越多的制造商采用 PU 工艺,明显的缺点应该会继续消退。

1.成本

PU 树脂往往比 UPE 或 VE 树脂更贵。在某种程度上,这种增加的成本被聚氨酯的强度优势所抵消,这意味着需要更少的二次增强材料。同样,聚氨酯的固有强度意味着制造商通常可以通过使用更便宜的玻璃纤维或用更实惠的粗纱代替昂贵的玻璃垫来降低成本。

2.设备兼容性

就制造商而言,聚氨酯也提出了一定的挑战。大多数标准拉挤成型设备不适用于 PU,除非对机器进行某些修改。例如,PU 拉挤成型需要使用专有注射盒。相比之下,大多数传统设备使用开放式树脂浴。 这些封闭的盒子以与消耗速度相匹配的速度计量和注入聚氨酯树脂的两种成分。注射箱还保持必要的压力,以保证充分润湿。最后,注塑盒的设计旨在限制死点的可能性——换句话说,就是组合 PU 树脂可能容纳和固化的地方。然而,除了这些类型的专用设备需求之外,PU 拉挤工艺在很大程度上以与其他树脂类似的方式进行。

3.线速度

PU 拉挤成型系统在线速度方面也存在轻微缺陷。许多商业流程需要 高达每分钟 8 英尺的线速度,而许多聚氨酯系统最高可达每分钟 5 英尺左右。幸运的是,这些数字反映了在 PU 推出的最早迭代期间使用的技术。

总结

使用聚氨酯树脂的拉挤成型在市场上还是比较新鲜的。在某些情况下,强度、耐化学性、疲劳性能、成本和其他属性已用于替代环氧树脂,并为聚酯和乙烯基酯部件提供成本相似的改进。

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