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聚氨酯对压榨胶辊的历史性改变

2013-08-06 01:54:12 阅读次数:329

这种胶辊在造纸方面的优点主要为两方面,其一是延长使用寿命,提高耐磨性,减少磨辊次数从而提高纸机的利用率,其二是可以提高湿部脱水辊的线压力,从而提高湿纸页的干度,节省干燥部的蒸汽消耗。

在发展聚氨脂橡胶及其辊类制品方面,日本的一些公司做了很多的工作。早在1970年就推出各种用途的聚氨脂橡胶辊,很快使聚氨脂覆面橡胶辊的产量达到胶辊总产量的70%。据报导80年美国的Huyck毛布公司购买了日本山内橡胶公司制造聚氨酯胶辊的专利。近几年来,在国内举办的一些外展会上我们也见到过多种用在造纸,印刷,纺织,包装等机械上的聚氨酯覆面胶辊。
与普通橡胶相比,聚氨酯橡胶有着非常宝贵的综台物理性笼,如抗张强度高,普通橡胶抗张强度一般只有200公斤/厘米2左右,而聚氨酯橡胶的抗张强度可达420公斤/厘米2;聚氨脂橡胶的另一个特点是硬度范围宽,随着五:j褂和工艺的不同其制品的硬度可从10变化10到110(肖氏硬度),比任何其它
种类的橡胶的范围都宽;聚氨酯胶还具有较高的撕裂度,在常温下其撕裂强度可达到63公斤/厘米,而一般的丁基橡胶的撕裂强度为50公斤/厘米;耐磨性好,这是聚氨酯榜胶最为突出的优点,它的耐磨性是天然橡胶的9倍,为丁基胶的3倍。这些优点对于用于纸机上的压榨辊来说具有下列意义,高的抗张强度和高的撕裂强度,意味着可以大幅度提高纸机上脱水辊的线压力,从而提高压榨脱水效率。目前,普通橡胶辊的压榨线压力一般为140公斤/厘米左右,而一次美国专利声称,他们生产的聚氨酯覆面胶辊,7在100 r.p.m.下线压力可达240公斤/厘米,从而可以大幅度提高脱水效率,有资料表明在压榨部脱水量每增加1%,在干燥部就可节约5%的蒸汽,因此采用聚氨酯覆面压榨辊可以节约能源,降低成本。耐磨性能好,可以延长胶辊的使用寿命,减少修辊<磨中高)的次数。日本一家纸机上的聚氨酯辊已经用
了16年,目前还在使用中。聚氨酯胶辊的硬度交化范围宽有利于制成随着纸机脱水的进行,线压逐渐提高也就是硬度逐渐变大的系列胶辊。
一、聚氨酯橡胶的制备方法
聚氨酯橡胶的合成是以异氰酸酯反应为的预聚体,经扩链反应形成高分子量的聚合物,最后通过交联反应而制得橡胶。
l、原料
主要有四类:
①线型聚酯,聚醚或聚酰胺酯。常用的聚酯如聚乙二酸乙二醇酯,聚醚有聚四甲撑 醚二醇;聚酰胺醋是用乙二醇、乙醇胺、乙二酸缩合的分子量在5000-7000的聚酰胺酯 二、聚氨酯橡胶的特性和种类
聚氧酯橡胶的物性和它的分子链段结构有密切的关系。在聚氨脂橡胶结构中,不仅含有氧基甲酸酯基,而且14含有酯基,醚基,腺基、芳环等各种基团,就链段结构而言可以认为它们是由柔性链段和刚性链段构成的嵌段聚合物,其中聚酯、聚酰胺、聚醚部分是柔性链段,苯核、萘核、氨基甲酸酯基,脲基等部分是剐性链段。柔性链段通过改变与羟基物的种类和分子量而加以控制,刚性链段通过选择二异氰酸酯的种类和扩链剂的种类及其用量,可以很容易地加以变化。
柔性链段使得大分子链易于旋转,使聚合物的软化点和二级转变点下降.硬度和机械强度降低,熵弹性增大,而刚性链段则会束缚大分子链的旋转,聚合物软化点及二段转变点上开,硬度和机械强度提高熵弹降低。聚氨酯橡胶所具有的各种特性,可以认为就是这两种性质相反的链形成的嵌段结构的结果。
就交联结构而言,聚氨醋橡胶除了有一级交联(化学链交联)外,还有由分子间的氢链形成的二级交联。由氨基甲酸醋基,缩二脲基等基团规则而有间隔地排列成刚性链段,使得制得的橡胶具有规整的网状结构,这就是聚氨酯橡胶的以具有耐磨性和其它异性能的原因。同时由于聚氮酯橡胶内含有如脲基这样内聚能较大的基甸形成氢链,使橡胶表现出很高的强度。通过调整一、二级交联链的比例可以控制聚合物的软化点和抗张强度。
根据加工方法的不同,聚氨酯橡胶大致可分为混炼型、浇注型和热塑型三种,它们分别属于聚酯类和聚醚类聚氨酯材料。造纸工业用的胶辊一般都采用浇注型加工工艺。
浇注型聚氨酯橡胶是由端异氰酸基的预聚体与扩链剂多元醇或多羟基物加热混合,浇注成型并加热固化所制得。
聚酯类浇注型聚氨酯主要由聚酯与二异氰酸酯反应制成预聚体,再用二元醇或二元胺进行固化,其主要产品有:法国拜尔公司发展的Vul Rollan型,日本油墨化学公司发展的Pandex型及美国杜邦公司发展的Adip rene-L型等。其中又以Adiprene-L型应用最广。
Adip rene-L型聚氨酯材料的预聚体是一种以聚四甲撑醚二醇为多羟基物的聚醚型液状物。一般采用二元醇作固化剂,尤以用4.4,-五甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)时所得制品的浇注特性(凝胶期聚周期)和橡胶物性平衡最佳,由于这种胶的预聚体贮存稳定性良好、粘度低(即流注变性能好)易于控制加工工艺,橡胶的物理性能极佳.