Varilla PU de baja fricción para superficies deslizantes de maquinaria

Varilla PU de baja fricción para superficies deslizantes de maquinaria

La varilla de poliuretano, como un representante típico de los sistemas de materiales de ingeniería de alto rendimiento, deriva su valor central del rendimiento dimensional cruzado provocado por la designabilidad molecular de los materiales de poliuretano (PU). Al regular con precisión la cinética de reacción de isocianatos y polioles, las barras de PU han logrado una transición de rendimiento continuo de los elastómeros a la cuasi rigidez. Su densidad se puede controlar con precisión dentro del rango de 0.9 ~ 1.5 g/cm ³, y su resistencia a la tracción cubre el rango de 35 ~ 90 MPa, al tiempo que mantiene una excelente integridad mecánica en un amplio rango de temperatura de -60 ℃ a 120 ℃. La base molecular de este sistema material consiste en segmentos duros y segmentos blandos: los segmentos duros se derivan de los productos de reacción de diisocianatos (como MDI, TDI) y extensores de cadena, formando estructuras cristalinas altamente regulares o regiones ordenadas, dotando el material con alta resistencia, alta rigidez y estabilidad de calor; Los segmentos blandos se basan en el glicol de poliéter (PTMEG) o el glicol de poliéster (PBA) para construir una red de segmento de cadena flexible, logrando una alta resistencia y resistencia a la fatiga a través de la elasticidad de la entropía del segmento y los mecanismos de relajación dinámica. Las simulaciones de dinámica molecular muestran que en el estado de carga, el segmento blando de la barra de PU puede disipar rápidamente la energía a través del ajuste conformacional, mientras que la estructura del segmento duro forma una red de puntos de reticulación física, construyendo conjuntamente un mecanismo de "esponja de energía". Su factor de pérdida (TAN δ) se puede ajustar en el rango de 0.05 ~ 0.3, significativamente mejor que los materiales termoplásticos tradicionales.

PU Rod

El control refinado de los procesos de producción expande aún más los límites de rendimiento de las barras de PU. El proceso de fundición continuo adopta la tecnología de polimerización in situ de dos componentes, y la relación equivalente de isocianato (componente A) a poliol (componente B) se controla con precisión dentro del rango de 1: 1 ± 0.02 a través de una bomba de medición de precisión. Combinado con un control de presión de gradiente de -0.05 ~ 0MPA, se forma una estructura densa y libre de burbujas, con una uniformidad de densidad de ± 0.02 g/cm ³. El proceso de moldeo por inyección optimiza el gradiente de temperatura del molde para estructuras transversales complejas (entrada 280 ℃ → salida 80 ℃), formando una capa densa (espesor 50-200 μ m, dureza de Vickers ≥ 60 costas d) en la superficie de la varilla y una microestructura dual de áreas de alta resistencia en el núcleo. El proceso de moldeo por inyección de reacción (RIM) combinado con tecnología de refuerzo de fibra para grados especiales puede preparar varillas de PU reforzadas con una densidad superficial superior al 99% y una fracción de volumen de fibra interna del 30%. El módulo de flexión puede alcanzar 20 GPA, que es 300% más alto que el de los grados ordinarios. The scientific combination of additive systems constitutes another key path for performance improvement - silane coupling agent modified nano alumina (particle size 20-50nm) filling can enhance wear resistance (volume wear<0.02 mm ³/(N · m)), phosphorus based flame retardant system increases LOI value from 18% to 28%, and nanocellulose whisker reinforcement endows the material with excellent dynamic dimensional Estabilidad (coeficiente de expansión lineal ≤ 20 × 10 ⁻⁶/℃).

varillas

Las ventajas de rendimiento crean el valor central de las aplicaciones de ingeniería

La ventaja de rendimiento de PU Rod proviene de la optimización sinérgica de su estructura molecular y tecnología de procesamiento. El análisis mecánico dinámico (DMA) muestra que su módulo de almacenamiento (E ') mantiene una región de meseta de> 1 GPA por encima de la temperatura de transición de vidrio (TG ≈ -30 ℃ a 100 ℃), que es 5-8 veces más alta que la de los elastómeros ordinarios, lo que hace que posee la capacidad de carga de los materiales estructurales y las características de resistencia al impacto de los elastómeros. En un entorno extremadamente frío de -60 ℃, las varillas de PU aún mantienen un módulo elástico inicial de más del 80%, con una resistencia de impacto de 15 kJ/m ², que es superior a la mayoría de los plásticos de ingeniería. La prueba de rendimiento de compresión muestra que con una tensión del 25%, la varilla PU puede soportar cargas cíclicas superiores a 100 MPa, con un coeficiente de pérdida de histéresis de menos de 0.15, lo que demuestra una excelente resistencia a la fatiga.

El rendimiento de la resistencia ambiental demuestra el arte fino de la ciencia de los materiales: para entornos de ácido y álcalí fuertes, al introducir extensores de cadena que contienen grupos de silicio y fluorina, se puede construir un capa de barrera molecular hidrofóbica y oleofóbica, lo que permite a las varillas de PU para mantener la estabilidad de volumen <0.5% en el rango de PH de 1-14. Las pruebas de resistencia a la temperatura muestran que después de 5000 horas de envejecimiento de circulación de aire caliente a 150 ℃, la tasa de retención de resistencia es> 85%, excediendo con creces el punto de referencia de la industria (≥ 70%). La tecnología de modificación funcional especial, las varillas de PU con más potencial de aplicación: agregar nanohojas de grafeno (contenido 2-5WT%) para aumentar la conductividad del estado aislante (> 10 ¹⁵Ω · cm) a 10 ⁻ S/M, aplicada con éxito en condiciones de blindaje electromagnético; El dopaje de los materiales de conversión fototérmica (como Mxene) permite la función de control de temperatura remota, lo que desencadena el aumento de la temperatura local (Δ T> 25 ℃) a través de la radiación de infrarrojo cercano para el manejo térmico de sistemas inteligentes de tuberías de fluidos.