THERMAL AGING OF POLYURETHANE ELASTOMERS AND ESTIMATED SERVICE LIFE AT ELEVATED TEMPERATURES
UVGKRH
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.028Keywords:
polyurethane, elastomers, accelerated thermal aging, physico-mechanical propertiesAbstract
The article presents data on thermal and thermo-oxidative aging of three cast polyurethane elastomers in the temperature range from 90 to 120 °C. These data include values of tensile strength, conditional modulus and critical strain at break. Analysis of changes in these characteristics during aging in atmospheric conditions and without oxygen access allowed us to estimate the corresponding patterns of change in the structure of the studied materials. Using the GOST 9.707-81 methodology for numerically assessing changes in strength during aging allowed us to obtain calculated values of the service life of the studied materials under various conditions in the temperature range up to 120 °C. For the first time, such data were obtained for widely used cast polyurethanes such as SCU-PFL and SCU-7L. It was proven that the service life of such materials in a tropical climate when exposed to solar radiation may exceeds 40 years.
References
Любартович С.А., Морозов Ю.Л., Третьяков О.Б Реакционное формирование полиуретанов. М: Химия, 1990 — 288 c.
Akindoyo J.O., Beg M.D.H., Ghazali S., Islam M.R., Jeyaratnam N. and Yuvaraj A.R. Polyurethane types, synthesis and applications – a review // RSC Adv., 2016, 6, 114453. DOI: 10.1039/c6ra14525f
Das A., Mahanwar P. A brief discussion on advances in polyurethane applications // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research 3 (2020) 93-101 DOI:10.1016/j.aiepr.2020.07.002
Prisacariu C. Polyurethane elastomers: from morphology to mechanical aspects. – Springer Science & Business Media, 2011.
Petrović Z.S., Zavargo Z., Flyn J.H., Macknight W.J. Thermal degradation of seg-mented polyurethanes // Journal of Applied Polymer Science. — 1994. — № Т. 51. – №. 6. — С. 1087-1095. DOI: 10.1002/app.1994.070510615
Lage L.G., Kawano Y. Thermal degra-dation of biomedical polyurethanes—A kinetic study using high‐resolution thermogravimetry // Journal of applied polymer science. — 2001. — № Т. 79. – №. 5. — С. 910-919. DOI: 10.1002/1097-4628(20010131)79:5<910::AID-APP150>3.0.CO;2-N
Chattopadhyay D.K., Webster D.C. Thermal stability and flame retardancy of poly-urethanes // Progress in Polymer Science. — 2009. — № Т. 34. – №. 10 . — С. 1068-1133. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2009.06.002
Servay T., Voelkel R., Schmiedberger H., Lehmann S. Thermal oxidation of the methylene diphenylene unit in MDI-TPU // Polymer. — 2000. — № Т. 41. – №. 14. — С. 5247-5256. DOI: 10.1016/S0032-3861(99)00743-0
Mathur G., Kresta J.E., Frisch K.C. Sta-bilization of polyether-urethanes and polyether (urethane-urea) block copolymers. Detroit Pol-ymer Inst., 1978. 198 p.
Wang T.L., Hsieh T.H. Effect of polyol structure and molecular weight on the thermal stability of segmented poly (urethaneureas)// Polymer degradation and stability. — 1997. — Т. 55. – №. 1. . — С. 95-102. DOI: 10.1016/S0141-3910(96)00130-9
Кирпичников П.А., Зенитова Л.А., Ба-кирова И.Н. Теория и практика полиурета-нов // Химия и компьютерное моделирова-ние. Бутлеровские сообщения. – 1999. – №. 1. – С. 57-60.
Grassie N., Zulfiqar M., Guy M. I. Ther-mal degradation of a series of polyester polyu-rethanes // Journal of Polymer Science: Poly-mer Chemistry Edition. — 1980. — № Т. 18. – №. 1. — С. 265-274. DOI: 10.1002/pol.1980.170180125
Mathur G. N., Kresta J. E. Thermooxidation and stabilization of urethane and urethane-urea block copolymers // Poly-mer Additives. – Boston, MA : Springer US. — 1984. — № . — С. 135-153. DOI: 10.1007/978-1-4613-2797-4_12
Tcharkhtchi A., Farzaneh S., Abdallah-Elhirtsi S., Esmaeillou B., Nony F., Baron A.. Thermal aging effect on mechanical properties of polyurethane // International Journal of Polymer Analysis and Characteriza-tion 2014.V.19.P. 571-584. DOI: 10.1080/1023666X.2014.932644
Гуров Д. С., Новоточинова Е.А., Одинцов Ю.Т., Зиновьев В.М., Ерышканов С.В. Прогноз изменения механических ха-рактеристик полиуретана методом ускоренных тепловых испытаний // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации 2015. Т.1, С. 208-212.
Tereshatov V.V., Slobodinyuk A.I., Makarova M.A., Pinchuk A.V., Senichev V.Yu. Characteristics of Polyether Urethanes with Mixed Soft Segments, Prepared by Two- and Three-Step Procedures //Russian Journal of Applied Chemistry, 2016, V. 89, P. 943−948. DOI: 10.1134/S1070427216060161
ГОСТ 9.707-81. Материалы полимер-ные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение. – Введ. 1983–01–01. – М.: Государственный комитет по стан-дартам, 1982. – 56 с.
Zellers E.T., Anna D.H., Sulewski R., Xiaoronc W.E. Critical Analysis of the Graph-ical Determination of Hansen's Solubility Pa-rameters for Lightly Crosslinked Polymers // J. Appl. Polym. Sci. 1996. V. 62. P. 2069-2080. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(19961219)62:12<2069::AID-APP10>3.0.CO;2-1
Ning L., De-Ning W., Sheng-Kang Y. Hydrogen-Bonding Properties of Segmented Polyether Poly(urethane urea) Copolymer // Macromolecules 1997, V. 30, P. 4405-4409. DOI: 10.1021/ma951386e
Липатов Ю.С., Нестеров А.Е., Грицен-ко Т.М., Веселовский Р.А. Справочник по химии полимеров. Киев: Наукова думка, 1971. 536с.
Терешатова Э.Н., Терешатов В.В., Бе-гишев В.П., Макарова М.А. О выборе растворителей для определения параметров сетки сегментированных полиуретанов // Высокомолекулярные соединения. 1992. Т.34. №8. С.22-26.
Терешатов В.В., Терешатова Э.Н., Волкова Е.Р. Два типа физической сетки в сшитых сегментированных полиуретанах // Высокомолекулярные соединения. 1995. Т.37. №11. С.1881-1887.
Hong S., Park N., Ju S., Lee A., Shin Y., Kim J.S., Um M.-K., Yi J.W., Chae H.G., Park T. Molecular degradation mechanism of segmented polyurethane and life prediction through accelerated aging test // Polymer Test-ing. – 2023. – 124. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2023.108086
ГОСТ 24482-80. Микроклиматические районы Земного Шара с тропическим кли-матом. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1981. – 94 с.
ГОСТ 15150-69. Машины. Приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов, ка-тегории, условия эксплуатации хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. – Введ. 1971–01–01. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. – 56 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Vladimir N. Strelnikov, Anatoliy I. Gladyshev, Maria V. Perepada, Stanislav V. Eryshkanov, Valeriy Yu. Senichev
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
