如果你仔细观察过一双穿旧的聚氨酯鞋底,或者一条用了多年的聚氨酯传送带,你可能会发现一个共同点:它们最终都败给了磨损。这引出了一个核心问题:聚氨酯本身不是以“耐磨”著称吗?为什么还需要额外添加耐磨剂?
作为一名材料工程师,我的回答是:是的,聚氨酯本身确实具有不错的耐磨性,但对于许多苛刻的应用场景,这还远远不够。添加耐磨剂,就像是给一位天生的运动员穿上顶级护甲,让它在持久和残酷的“战斗”中存活更久。
下面,我们来深入拆解这背后的原因。
聚氨酯是一种由软段和硬段构成的“刚柔并济”的高分子材料。这赋予了它优异的弹性、抗撕裂性和缓冲性能。然而,当它面临持续、高速的摩擦时,两个致命弱点会暴露出来:
高温软化:摩擦会产生大量热量。聚氨酯是热的不良导体,热量会迅速在接触面积聚。当温度超过其软化点时,材料会变软、发粘,磨损速率呈指数级增长。你会发现,高速运转的聚氨酯轮子边缘常常是熔融状的,这就是热积累的后果。
割口撕裂增长:聚氨酯表面在摩擦中会被磨出微小的裂纹和割口。在持续的应力下,这些微裂纹会迅速扩展,导致大块材料被“撕”下来,这是一种比单纯磨耗更致命的破坏形式。
耐磨剂,通常是一些极其坚硬、润滑或能形成保护膜的纳米或微米级填料。它们通过以下几种方式协同作用,弥补聚氨酯的短板:
承担摩擦:像二氧化硅、碳化硅等硬质填料,它们的硬度远高于聚氨酯基体。在摩擦过程中,这些硬颗粒会突出于表面,直接承受大部分磨耗,如同为柔软的聚氨酯基质树立了一道道“微型盾牌”。
降低摩擦系数:像石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯(PTFE) 等润滑型耐磨剂,它们能在摩擦界面形成一层润滑膜,从根本上减少摩擦力。这不仅直接减轻了磨损,更关键的是显著降低了摩擦热,避免了聚氨酯因高温软化而失效。
传递和消散热量:某些填料(如纳米氧化铝)具有较好的导热性,可以帮助将局部热点迅速传递分散,防止热量积聚。
阻碍裂纹扩展:分散在聚氨酯体系中的纳米填料,能够像路障一样,有效钉扎和偏转微裂纹的扩展路径,从而大幅提升材料的抗撕裂能力。
让我们回到开头的例子:
鞋底:我们每天走路,鞋底要经历成千上万次与粗糙地面的摩擦和弯曲。没有耐磨剂,再好的聚氨酯鞋底也会很快被磨平,尤其是在后跟等受力集中部位。
轮子(如工业脚轮、滑板轮):它们需要承受重物并高速滚动,摩擦生热极其严重。添加耐磨剂是保证其不“熔化”、不“脱皮”,维持长久使用寿命的关键。
传送带:在矿山、港口等场所,传送带持续与沉重的矿石、货物摩擦。极高的耐磨性意味着更少的停机更换次数和更高的生产效率,这直接关系到经济效益。
广州优润聚氨酯耐磨剂

CUBD-NML是针对要求透明外观的聚醚型聚氨酯材料提高耐磨性的需求而研发,具有如下特性:
⚫ 不影响聚氨酯的透明度。与聚醚型聚氨酯适度相容,不会出现因不相容导致的发雾现象。
⚫ 不影响材料物性。不含单官能度活性氢物质,不影响材料物性。
⚫ 长效耐磨性。具有耐迁移的特性,在聚氨酯材料中保持长效耐磨性。
⚫ 降低预聚体粘度。不但改善了生产时物料的流动性,还提高了制品的耐磨度。 CUBD-NML 作为耐磨剂不影响聚醚型聚氨酯本体透明度的显著特征,推荐用于对外观透明度有较高要求的 浇注聚氨酯弹性体、弹性涂料等,比如推荐用于透明溜冰鞋轮、滑板轮、透明胶辊等等。 需要注意的是:CUBD-NML不影响透明度仅限用于聚醚型聚氨酯,用于聚酯型会导致体系不透明。
总结一下:
聚氨酯本身是一块好钢,但用在刀刃上时,我们需要把它炼成更高级的合金。添加耐磨剂,不是因为它本身不耐磨,而是我们要求它在更极端的环境下,表现得超级耐磨。这是一种以较小成本(添加少量耐磨剂)换取产品性能和使用寿命巨大提升的智慧,是现代材料工程中不可或缺的一环。
所以,下次当你看到一双经久耐穿的聚氨酯鞋底或一个运转顺畅的聚氨酯轮子时,别忘了感谢那些隐藏在材料内部、默默奉献的“耐磨卫士”们。