Polyurethanwalzen sind ein wichtiger Ausrüstungsbestandteil, der in der modernen Industrie weit verbreitet ist. Aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen Eigenschaften, insbesondere ihrer hohen Elastizität, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schlagfestigkeit, werden sie häufig in der Druck-, Papierherstellungs-, Gummiverarbeitungs-, Stahlmetallurgie- und anderen Industriezweigen eingesetzt. Als Hochleistungsmaterial eignet sich Polyurethan gut für die Herstellung von Walzen und seine hervorragende Gesamtleistung ermöglicht es ihm, unter verschiedenen komplexen Arbeitsbedingungen eine wichtige Rolle zu spielen.

Die Leistung und Lebensdauer vonPolyurethan-Rollenhängen eng mit der Zusammensetzung, Formulierung und Verarbeitungstechnologie der Materialien zusammen. Daher ist das Verständnis der Materialzusammensetzung von Polyurethanwalzen entscheidend, um die Leistung der Walzen zu optimieren, die Lebensdauer zu verlängern und die Produktionseffizienz zu verbessern.

In diesem Artikel wird die Materialzusammensetzung von Polyurethan-Walzen eingehend untersucht, die Hauptbestandteile und Anteile der in Polyurethan-Walzen verwendeten Materialien sowie ihre Auswirkungen auf die Leistung analysiert, um eine theoretische Grundlage für die Auswahl und Herstellung von Polyurethan-Walzen in der industriellen Produktion zu schaffen.

Was ist Polyurethan?

Polyurethan ist ein Polymermaterial, das durch eine chemische Reaktion zwischen Isocyanaten und Polyolen synthetisiert wird. Die Zusammensetzung von Polyurethan ist aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren, Verwendungszwecke und Leistungsanforderungen sehr flexibel. Die Grundzusammensetzung von Polyurethan umfasst normalerweise die folgenden Hauptkomponenten:

Isocyanate

Isocyanate sind einer der wichtigsten Reaktionspartner bei der Synthese von Polyurethan. Sie spielen eine entscheidende Rolle für die Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit von Polyurethan. Häufig verwendete Isocyanate sind:

● Toluoldiisocyanat (TDI): wird häufig bei der Herstellung von weichen und mittelharten Polyurethanen mit guter Flexibilität und Elastizität verwendet.

● Diphenylmethandiisocyanat (MDI): geeignet für die Herstellung von harten Polyurethanen, mit guter Verschleißfestigkeit und thermischer Stabilität und wird häufig zur Herstellung von Polyurethanwalzen mit hoher Härte verwendet.

● Hochchloriertes Diisocyanat (HDI): wird häufig verwendet, um Polyurethanmaterialien mit stärkerer Elastizität herzustellen, üblicherweise in Beschichtungen und Lacken verwendet.

Polyole

Polyole sind eine weitere Schlüsselkomponente bei der Synthese von Polyurethanen. Die Molekülstruktur von Polyolen bestimmt die Elastizität, Härte und Festigkeit von Polyurethanen. Zu den üblichen Polyolen gehören:

● Polyetherpolyole: Polyetherpolyole sind die am häufigsten verwendete Art von Polyolen mit guter Elastizität, Witterungsbeständigkeit und Wasserbeständigkeit. Sie werden zur Herstellung weicher und mittelharter Polyurethane verwendet.

● Polyesterpolyole: Polyesterpolyole haben eine dichtere Molekularstruktur und werden üblicherweise zur Herstellung von harten Polyurethanen mit guter Hitzebeständigkeit und mechanischer Festigkeit verwendet.

● Aminoalkohole und Epoxidalkohole: Diese Polyole werden in bestimmten Formulierungen verwendet, um die Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit oder chemische Beständigkeit von Polyurethanen zu verbessern.

Katalysatoren

Der Syntheseprozess von Polyurethan erfordert Katalysatoren, um die Reaktion zwischen Isocyanaten und Polyolen zu beschleunigen. Häufig verwendete Katalysatoren sind Aminkatalysatoren, Metallkatalysatoren usw., die die Reaktionsgeschwindigkeit, Reaktionstemperatur sowie das Molekulargewicht und den Vernetzungsgrad des endgültigen Polyurethans steuern können.

Kettenverlängerer

Kettenverlängerer sind einige niedermolekulare Verbindungen, die mit Präpolymeren reagieren können. Ihre Funktion besteht darin, die Kettenlänge von Polyurethanmolekülen zu erhöhen, das Molekulargewicht von Polyurethan zu erhöhen und so die physikalischen Eigenschaften von Polyurethan zu verbessern. Häufig verwendete Kettenverlängerer sind beispielsweise 1,4-Butandiol, Ethylenglykol usw.

Vernetzer

Vernetzer werden verwendet, um chemische Vernetzungsstrukturen zwischen Polyurethan-Molekülketten zu bilden und so die Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern. Die Zugabe von Vernetzern verbessert die Haltbarkeit und Steifigkeit von Polyurethan erheblich.

Füllstoffe und Weichmacher

In Polyurethan werden Füllstoffe üblicherweise verwendet, um die Steifigkeit, Hitzebeständigkeit und Druckfestigkeit des Materials zu verbessern. Übliche Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Talkumpuder, Silikate usw. Weichmacher werden verwendet, um die Verarbeitungseigenschaften von Polyurethan zu verbessern und es flexibler und plastischer zu machen. Übliche Weichmacher sind Phthalate.

Stabilisatoren und Antioxidantien

Polyurethan neigt bei hohen Temperaturen und Lufteinwirkung zur Oxidation, was seine Leistung und Lebensdauer beeinträchtigt. Aus diesem Grund fügen Hersteller der Formel häufig Antioxidantien, UV-Stabilisatoren usw. hinzu, um die Alterungsbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern.

Welche Materialzusammensetzung haben Polyurethanrollen?

Die Leistung vonPolyurethan-Rollenhängt direkt von der Zusammensetzung der Materialien und dem Design der Formel ab. Verschiedene Arten von Polyurethanwalzen verwenden unterschiedliche Rohstoffverhältnisse und Verarbeitungstechniken, sodass auch ihre endgültige Leistung unterschiedlich ist. Im Folgenden finden Sie eine Analyse der Beziehung zwischen der Materialzusammensetzung und der Leistung von Polyurethanwalzen:

1. Zusammenhang zwischen Härte und Elastizität

Die Härte von Polyurethanwalzen wird durch die Art, das Verhältnis und den Vernetzungsgrad von Isocyanat und Polyol in ihrer Materialzusammensetzung bestimmt. Polyurethanwalzen mit höherer Härte verwenden normalerweise einen höheren Anteil an MDI und harten Polyolen, wodurch das Polyurethanmaterial eine bessere mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist. Im Gegensatz dazu verwenden Polyurethanwalzen mit geringerer Härte oft TDI und flexible Polyole, die eine bessere Elastizität und Anpassungsfähigkeit aufweisen.

● Härte: Die Härte von Polyurethanwalzen wird normalerweise durch Änderung der Polyolart (z. B. durch Verwendung von Polyetherpolyolen und Polyesterpolyolen) und seines Molekulargewichts eingestellt. Eine höhere Härte trägt zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Walze bei, kann jedoch ihre Elastizität und Stoßabsorptionsfähigkeit beeinträchtigen.

● Elastizität: Die Elastizität von Polyurethan wird durch die flexiblen Kettensegmente seiner Molekülstruktur bestimmt. Polyurethanrollen mit geringer Härte haben eine höhere Elastizität und eignen sich für Situationen, in denen eine größere Druckverformung und elastische Rückbildung erforderlich ist.

2. Zusammenhang zwischen Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit

Die Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit von Polyurethanwalzen hängen eng mit dem Vernetzungsgrad und der Härte ihrer Molekülstruktur zusammen. Polyurethane mit höherer Härte und höherem Vernetzungsgrad weisen eine höhere Verschleißfestigkeit auf, können jedoch etwas an Schlagfestigkeit einbüßen. Polyurethane mit geringerer Härte und flexibleren Molekülketten weisen eine bessere Schlagfestigkeit, aber eine relativ schlechte Verschleißfestigkeit auf.

● Verschleißfestigkeit: Durch die Auswahl von Polyurethanmaterialien mit hohem Vernetzungsgrad und höherer Härte kann die Verschleißfestigkeit der Rolle erheblich verbessert werden, was für Arbeitsumgebungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung geeignet ist.

● Schlagfestigkeit: Bei einigen speziellen Anwendungen ist die Schlagfestigkeit wichtiger als die Verschleißfestigkeit. Derzeit verwenden Polyurethanwalzen normalerweise eine Formel mit geringerer Härte und höherer Elastizität, um sicherzustellen, dass bei Krafteinwirkung kein spröder Bruch auftritt.

3. Chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit

Die chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit von Polyurethanwalzen hängen normalerweise eng mit der Auswahl der Polyole, Isocyanate und Additive in ihrer Materialzusammensetzung zusammen. Beispielsweise weisen Polyurethane mit einem höheren Anteil an Polyesterpolyolen im Allgemeinen eine bessere Ölbeständigkeit sowie Säure- und Alkalibeständigkeit auf, während Polyurethane mit Polyetherpolyolen Vorteile bei der Wasserbeständigkeit und Kältebeständigkeit aufweisen. Durch Anpassen der Anteile dieser Komponenten können Polyurethanwalzen mit unterschiedlicher chemischer Beständigkeit hergestellt werden.

● Chemische Beständigkeit: Die chemische Beständigkeit von Polyurethan wird hauptsächlich durch die Auswahl des geeigneten Polyoltyps (z. B. Polyesterpolyol) und des Vernetzungsmittels optimiert. Polyurethane mit guter chemischer Beständigkeit eignen sich für Umgebungen mit Kontakt mit ätzenden Flüssigkeiten oder Gasen.

● Hitzebeständigkeit: Die Hitzebeständigkeit von Polyurethan hängt normalerweise mit seinem Vernetzungsgrad und der Art des verwendeten Isocyanats (z. B. MDI, HDI) zusammen. Polyurethanwalzen in Arbeitsumgebungen mit hohen Temperaturen müssen eine hohe Wärmestabilität und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Optimierung und Anwendung der Materialzusammensetzung von Polyurethanwalzen

Je nach Anwendungsanforderungen muss die Materialzusammensetzung von Polyurethan-Rollen genau optimiert werden. In der tatsächlichen Produktion passen Ingenieure die Formel der Polyurethan-Rollen an Faktoren wie Arbeitsumgebung, Belastungsbedingungen, erforderliche Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit und chemische Beständigkeit an, um Polyurethan-Rollen herzustellen, die den spezifischen Anforderungen entsprechen.

Während des Produktionsprozesses können durch die genaue Kontrolle der Rohstoffauswahl, der Proportionen und der Verarbeitungstechnologie von Polyurethan Polyurethanwalzen mit einem breiten Härtebereich, hervorragender Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit hergestellt werden. Gleichzeitig kann die Verwendung geeigneter Füllstoffe und Stabilisatoren dazu beitragen, die Gesamtleistung von Polyurethanwalzen weiter zu verbessern und ihre Stabilität und Zuverlässigkeit unter extremen Arbeitsbedingungen wie hoher Belastung, hohen Temperaturen und hoher Geschwindigkeit sicherzustellen.

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