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[rodillos y empaques de poliuretano para aplicaciones industriales]

Introducción a los elastómeros de uretano

Los elastómeros de poliuretano (o "uretano") son un tipo de una gran familia de polímeros elásticos llamados de goma. Hay 14 tipos de uso general. Todos ellos han sido un éxito comercial, pero son todas diferentes en varios aspectos. Estas gráficas proporcionan una guía de cribado inicial rápida.

Trece de estos polímeros elásticos o elastómeros son llamados de caucho convencional. Esto significa que debido a que son sólidos, se mezclan, se muelen, y se moldean mediante técnicas que han estado en uso por la industria de la goma durante los últimos 80 años. Los poliuretanos son líquidos y se pueden colar en moldes de baja presión.

Poliuretanos no se debe confundir con plásticos

Es incorrecto referirse a poliuretanos termoestables como el plástico. Poliuretanos, por definición, son de goma. (Hacemos procesar algunos uretanos termoplásticos mediante técnicas utilizadas para los plásticos.)

Las características generales de caucho son:

• Puede ser altamente deformado sin romper

• Capacidad para recuperarse rápidamente y en repetidas ocasiones de la deformación

• La deformación es grande en proporción a las dimensiones originales

• deformaciones grandes producidas a niveles relativamente bajos de estrés

• propiedades deseadas de tensión-deformación a menudo se pueden obtener mezclando

• características tensión-deformación es no lineal, por lo que el material se vuelve más rígida con una mayor deflexión y la velocidad de impacto

• Afectado por el medio ambiente y las condiciones bajo las cuales se emplean

Como todos los Engineered Materials, poliuretano tiene límites

1 Típicamente, caucho de poliuretano no debe utilizarse en aplicaciones dinámicas por encima de 200F (93C). Cuando se pruebe a 200F (93C) sus propiedades son generalmente sólo la mitad de los medidos a 75F (25C). Se calientan bien la edad sin embargo, y el efecto de las altas temperaturas de hasta 250F (120C) durante semanas sobre las propiedades físicas es casi completamente reversible cuando se ensaya de nuevo en 75F (25C). Tenemos algunos poliuretanos que se desempeñan bien hasta 300F (150C).

2 En aplicaciones más dinámicas se recomienda mantenerse a temperaturas inferiores a 160F (70C). El rango de trabajo, propiedad de alta normal es de 40F a 160F (40C a 70C). En 160F (70C) las propiedades del elastómero comienzan a mostrar un descenso. El vínculo entre el uretano y metal debilita considerablemente por encima de 160F (70C).

3 Generalmente, los poliuretanos presentan una alta histéresis y baja conductividad térmica. Ellos no disipan el calor acumulado por la acción dinámica rápidamente. Evitar la acumulación de calor en la parte elastomérica es una consideración primordial en el diseño. En la práctica, esto se hace generalmente mediante el control de la amplitud de la deflexión. Por ejemplo, utilizando elementos de uretano en serie permiten grandes deflexiones (ver estudio de caso).

4 La exposición a largo plazo a los ambientes cálidos y húmedos se debe evitar. Algunos uretanos son mucho más resistentes que otros a este entorno. Podemos ayudarle a seleccionar el tipo correcto.

5 Ciertos productos químicos como ácidos concentrados y disolventes polares atacan poliuretanos, poliuretanos y no deben ser puestos en servicio continuo en estos ambientes. Consulte las tablas de aceite y resistencia química.

La Distinción de Poliuretano Caucho

Materias primas de poliuretano son líquido, que les permite ser bombeados, medida, mezclado y dispensado por máquinas bajo control muy preciso de la temperatura y las proporciones de ingredientes. Entran en moldes en forma de líquido a baja presión y se "curan" a la misma temperatura elevada como la que se mezclan. Esta característica única permite moldear piezas muy grandes de uretano con gruesas secciones transversales que son completamente uniforme en todo.

Propiedades de poliuretano

Capacidad de soporte de carga Los uretanos tienen una inusualmente alta carga de capacidad relativa de todos los otros elastómeros. Tienen capacidades de deflexión y recuperación poseídas por ningún otro plástico o metal. Consideraciones Fatiga uretano La fatiga es una consideración importante en el diseño de piezas para aplicaciones dinámicas cíclicas. La fatiga y el crecimiento del corte resultante de tensión-deformación cíclica están relacionados. En las pruebas de resistencia a la fatiga para una aplicación específica, es importante para poner a prueba a una energía de deformación experimentada por la parte en el servicio real. Energía de deformación es una función de tanto el módulo del material y el ciclo cepa del material ve. También es importante con poliuretanos es para poner a prueba a varios niveles de estequiometría (polímero con respecto a curativo) porque hemos visto mejoras dramáticas en la resistencia a la fatiga por flexión por este ajuste química. Esta es otra razón por la cual el trabajo en equipo entre el ingeniero de diseño, el ingeniero de producto y nuestros químicos es tan importante para la resolución de problemas. Urethanes en Shear Elastómeros en cizalla se utilizan generalmente en aplicaciones de montaje y suspensión. Elastómeros de uretano desvían más fácilmente en cizalladura que en compresión. Shear es esencialmente una combinación de fuerzas de tracción y de compresión que actúan en ángulos rectos entre sí. Dureza de poliuretano La dureza de uretanos se puede medir fácilmente con un instrumento llamado un durómetro bajo costo. Sin embargo, la dureza no es un buen indicador del rendimiento. No puede ser considerada como una especificación por sí mismo. En primer lugar, vamos a discutir las escalas de dureza de uso común. A continuación, procederemos a demostrar que la dureza no es un indicador suficiente de la calidad o el rendimiento. ¿Por Dureza medición es solo un indicador de calidad deficiente Los principales sistemas de uretano que trabajamos día a día se derivan de ocho estructuras químicas básicas. Ellos son: • POLIÉTER TDI / POLIOL • TDI poliéster / POLIOL • TDI poliéster / DIAMINA • POLIÉSTER PPDI / POLIOL • POLIÉTER TDI / DIAMINA • MDI POLIÉTER / POLIOL • POLIÉSTER MDI / POLIOL • POLIÉTER PPDI / POLIOL Los compuestos de la misma dureza no son necesariamente los mismos Los sistemas de uretano anteriormente pueden hacer compuestos en el mismo rango de dureza, pero con drásticamente diferentes propiedades físicas y de ingeniería. Es por eso que hacemos hincapié en que la dureza solo no es una especificación adecuada para cualquier goma, pero en particular para los uretanos. Observe la diferencia entre un sistema de poliéter de TDI y MDI en un poliéster la misma dureza: Ambos materiales son la misma dureza, A95 Durómetro POLIÉTER TDI (Material A) MDI POLIÉSTER (Material B) 100% Módulo, psi (MPa) 2170 (15,0) 1900 (13,1) 200% Módulo, psi (MPa) 3130 (21,6) 2220 (15,3) 300% Módulo, psi (MPa) 5230 (36,0) 2960 (20,4) Resistencia a la tracción, psi (MPa) 5850 (40,0) 7220 (50,0) Alargamiento rotura,% 320 450 Die C Resistencia al desgarro, pli (kN / m) 500 (87,0) 780 (136,0) D-470 de Split Resistencia al desgarro, pli (kN / m) 150 (26,0) 176 (31,0) Es obvio a partir de los datos que los dos elastómeros no son los mismos, a pesar de la dureza es la misma. Tenemos maneras de identificar (con análisis espectrográfico y química) la estructura de los elastómeros en la misma dureza, pero el proceso es costoso y consume tiempo. En realidad, ambos son excelentes materiales, pero con muy diferentes propiedades de ingeniería. Una de ellas será un mejor rendimiento en algunas aplicaciones y el otro será un buen desempeño en diferentes aplicaciones. Los datos de la tabla anterior se produjo en ensayos de tracción de laboratorio. Para la mayoría de las aplicaciones industriales, tenemos que saber cómo se comportan en situaciones dinámicas y cómo van a soportar el entorno de la aplicación. Muy pocas aplicaciones de uretano requerirían una parte siendo tensas en tensión 100%. La mayoría de las aplicaciones operan en un intervalo de deformación a la tracción de 10-30% o menos. La tabla (arriba) muestra sólo el primer ciclo de la tensión. La prueba de esfuerzo-deformación ciclado (abajo) muestra una gran diferencia entre los dos. Después de 4-5 ciclos de deformación, se alcanza el equilibrio y el rendimiento es reproducible. El diferente comportamiento nos dice que una aplicación como un montaje de choque o morir primavera se beneficiaría de la tasa de primavera constante y la capacidad de manejar cargas razonables de la TDI-Polyther (material A). Por otro lado, un piñón de la cadena con cargas relativamente bajas podrían beneficiarse de la flexibilidad más indulgente de la MDI poliéster (material B) si hubo una falta de coincidencia de las superficies de contacto. Uretano servidumbre de metal Uretano puede ser fijada de manera permanente a los metales y materiales compuestos muy fácilmente durante el proceso de moldeo o colada. Fuerza de unión superior a la resistencia al desgarro de uretano se puede lograr. El proceso de unión requiere que el sustrato debe ser químicamente limpio y libre de toda contaminación. Uretano curado también puede estar unido al metal y materiales compuestos, aunque la fuerza de unión no es tan alta como la que se consigue durante el proceso de moldeo. Podemos proporcionar instrucciones para la unión de uretano curado con otros materiales. Petróleo y Resistencia química de los poliuretanos He aquí una lista parcial de aceite y los medios químicos para que los poliuretanos Gallagher Corporación han sido sometidos. Estos datos se obtuvieron en pequeños lingotes totalmente sumergidos. Siempre pruebe compuestos específicos bajo sus condiciones de campo particulares. Poliuretano Resistencia a la abrasión Sin lugar a dudas, los uretanos tienen resistencia a la abrasión. Ellos outwear metales, plásticos y otros cauchos por un amplio margen, a menudo por 8 a 1 o más. Abrasión es provocada por muchas acciones, como el choque, la erosión, el impacto, rasguños, y el deslizamiento. Añadir a que las muchas variables que afectan la tasa de abrasión, tales como la presión, temperatura, velocidad y lubricidad. Es obvio, entonces, que la abrasión es muy específica de la aplicación. Hay algunas pruebas estándar tales como el National Bureau of Standards (NBS), DIN y el Tabor abrasión que proporciona lineamientos, pero las pruebas específicas a menudo tienen que ser diseñados para aproximarse estrechamente el servicio previsto. Estas son algunas conclusiones empíricas que hemos formado durante los años de seguir las pruebas de campo: • compuestos blandos, elásticos (55A-85A) última más larga de los tipos de impacto de partículas de servicio. • compuestos de durómetro Medio (80A-95A) del medio de la resistencia última más largo de los impulsores de bomba de lodos abrasivos, etc • compuestos de durómetro 90A-95A funcionan mejor en el impacto y tipos de deslizamiento de abrasión encontrados en aplicaciones de arena, grava, carbón y extracción de mineral. • Los compuestos muy duros (65A-75D) Durómetro funcionan mejor en el buje y aplicaciones de soporte en entornos acuáticos o secos, a menudo donde la arena, gravilla o barro están

El proceso del diseño

Los siguientes pasos en orden dan el mejor enfoque para el diseño y la resolución de problemas. Le animamos a ponerse en contacto con nosotros para obtener ayuda en cada paso del camino.

1.- Dar prioridad a las propiedades que son necesarias para el funcionamiento de una aplicación dada.

2.- Caracterización de materiales - traernos en esta etapa. Los elastómeros de uretano se pueden adaptar a una variedad casi infinita de las propiedades del material. Podemos ayudar en la selección. No hay elastómero perfecta para todas las aplicaciones, pero por lo general hay una o dos opciones que son dignas de pruebas de prototipos.

3.- Establecer un programa de pruebas de prototipos que simula las condiciones de funcionamiento. Aceleración de las pruebas mediante el aumento de las tasas cíclicos o amplitudes más allá de los parámetros de aplicación siempre se traduce en excesiva acumulación de calor en uretanos y datos poco satisfactorios.

4.- Modificar el compuesto o el diseño para corregir las deficiencias observadas en las pruebas.

5.- Establecer un rastro de campo y monitores limitados resultados.

6.- Modificar compuesto y el diseño si es necesario.

7.- Escribe una especificación de material para la inclusión con dibujos de diseño.

Acabado y procesos secundarios

Para darle un buen acabado a su rodillo manejamos unos aparatos llamados rugosímetros o verificadores de estado superficial que sirven para verificar con rapidez y alta precisión las características de las superficies (rugosidad y/u ondulación). ... El detector tiene un radio en la punta que copia la superficie con resolución nanométrica.

Otros procesos que le podemos hacer a sus rodillos son los ranurados, los liquidos penetrantes en las espigas, revisar el espesor del cuerpo con Ultra Sonido, etc.. etc..