聚氨酯在轮子行业中的应用

一．什么是聚氨酯？

    聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯（Polyurethane），简称PU,是一种高分子化合物。

    它是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。

    聚氨酯材料具有很多优点，用途非常广，广泛应用于家居领域、建筑领域、日用品领域、交通领域、家电领域等，可以代替橡胶，塑料，尼龙等。

二．相对于其他材质，聚氨酯有哪些特点？

    聚氨酯的缺点有哪些呢？

    在实际应用中，聚氨酯主要是替换橡胶和尼龙，其相对优点也比较明显：

    相对于橡胶，聚氨酯更耐油腐蚀，更耐其他多种化学物质腐蚀；

    相对于橡胶，聚氨酯的耐磨性要高3-4倍，抗拉强度高2-3倍，断裂延伸率高1-2倍；

    相对于尼龙，聚氨酯硬度范围很大，Shore A （60°- 95°），Shore D硬度也可以达到。

    聚氨酯的缺点有哪些呢？

    聚氨酯加工工艺相对复杂，工艺过程会影响成品的质量，特别是高端聚氨酯方面，对工艺的要求更高；

    相对于一般的橡胶和尼龙材料，聚氨酯的成本更高；

    聚氨酯材料的散热性能较差，在有大量热量累计的应用条件下，材料容易出问题。

三．轮子行业（单轮、脚轮）中聚氨酯有哪些应用？

   在轮子行业，应用得最多是聚氨酯弹性体，其基本构成如下：

    二异氰酸酯是聚氨酯弹性体的主要成分，对成品特性有决定性作用。

    其代表品种有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，萘二异氰酸酯( NDI)。这几种是制作聚氨酯的主要原料，不同的成分决定了成品的特性。

三种产品有什么特点呢？

    可以简单将三种产品分成三代：

    TDI：第一代；MDI:第二代；NDI:第三代。前面的批量应用时间更早；

    按价格来说：NDI→MDI→TDI，NDI是最贵的。

    按性能来说：NDI→MDI→TDI，NDI是性能最好的，Vulkollan也是NDI的一种；

    MDI毒性比TDI低，同时MDI形成的聚氨酯产品的模塑性相对较好。

    DI比 MDI 和 TDI的熔点高，因而所合成的聚氨酯具有硬度高、回弹性和耐 热性好、动态性能优异、耐磨性好等特点。 

三种产品现状：

    TDI和MDI仍是市场的主流产品，由于TDI毒性较大，出于环保考虑，一些欧美国家已经不在国内生产TDI产品。我国的TDI和MDI仍在大量生产，工艺也比较成熟了。NDI工艺复杂，不容易控制，世界范围内成熟的NDI弹性体不多，即使是Vulkollan，厂家也解决不了轮子变色的问题。国内也有多家公司在做NDI产品，但多是处在尝试阶段，一般是进行小批量生产。

轮子行业基本现状：

    我们只说规模较大的公司，大多数公司的浇筑聚氨酯以TDI、MDI为主，声称有NDI产品的轮子公司也基本是做Vulkollan,少数公司自己的NDI产品。

轮子材料的选择：

    客观地说，NDI材料的轮子的性能是最好的，不考虑其他因素，它是最好的选择。

    但显然，我们做项目时要综合考虑，不仅仅是考虑性能。

    1.性能：关于性能，更简单地说，NDI特别适合高速、重载的情况，是不是每种工况都有这个要求呢？肯定不是，在汽车制造领域，多是速度不高，负载不是很大的场合，所以MDI材料基本都是可以满足要求的，甚至TDI的都可以。 

    一些特殊领域的确需要NDI,比如过山车，最高速度可以达到90km/h,用其他材料，轮子很快就会脱胶坏掉了。

    2.价格：NDI价格要高很多，同样大小的轮子，用NDI材料要比MDI的高出60%左右。

    货期：能做NDI的公司不多，产品的交货期也更长，前两年，欧洲某公司的Vulkollan产品交货期要26周左右，很多公司大呼等不了。

    还有其他的一些聚氨酯弹性体，产品本身有着自己的特性，市场应用相对较少：

    TODI:二甲基联苯二异氰酸酯；

    PPDI:对苯二异氰酸酯；

    TMXDI:四亚甲基苯二异氰酸酯。