國內中應用較廣為聚酯型混煉型膠，聚醚型的較少，因此研究 2 種不同材質聚氨酯的抗水解能力尤為關鍵，或可在一定意義上提升液壓支架長時間支護的可靠性。本實驗選用聚酯型和聚醚型 2 種聚氨酯作為實驗樣品，啞鈴型橡膠樣品用于拉伸性能測試，如圖 1(a)所示，圓柱型樣品則用于壓縮形變測試，如圖 1(b)所示。

　　1、實驗方法

　　聚氨酯為無定形的高聚物，屬于超彈性材料，超彈材料的關鍵理論假設： 材料響應各向同同性、等溫，彈性、膨脹各向同性，變形可以恢復，材料是或幾乎不可壓縮的。 理論上，需要 6 種純應變狀態的力學實驗才能充分描述超彈性材料模型。 依據密封件在礦用液壓支架中實際使用工況：密封件長期處于乳化液介質中，且伴隨活塞桿運動受到單向拉伸、擠壓作用。 因此本文著重對實驗樣品進行單軸拉伸和單軸壓縮 2 種應力狀態分析，分別如圖 2(a)、圖 2(b)所示。

　　1.1 水解老化實驗

　　依據國家標準 GB/T 1690—92 耐液體實驗方法，將 2 種材質的實驗樣品分別浸泡于相同溶劑中，進行水解老化實驗，溶劑統一選擇液壓支架用乳化液，乳化液中水與油的質量比為 95∶5。 浸泡周期設定為 3、7、15 d。

　　1.2 單軸拉伸實驗

　　取出浸泡相同時間后的實驗樣品，對于 2 種材質分別做單軸拉伸實驗，該實驗是根據 GB/T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》的標準進行，實驗溫度為(23±2)℃，相對濕度為(50±10)%。

　　1.3 單軸壓縮實驗

　　被測試樣品選取方法如上，對于 2 種材質樣品分別做單軸壓縮實驗，該實驗是根據 GB/T 7757—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮應力應變性能的測定》的標準進行，實驗溫度為(23±2)℃，相對濕度為(50±10)%。

　　2 實驗結果

　　實驗介質中，含 95%的水，5%的油，這意味著被實驗材質要求較高的耐水性能，其中水對該類橡膠品作用主要有 2 個：(1)增塑作用，即水分子進入大分子鏈中與聚合物分子中的極性基團形成氫鍵，使聚合物分子間的作用力減弱，拉伸強度、撕裂強度和耐磨性下降，這一過程是可逆的，經干燥脫水，可恢復原來的性能;(2)降解作用，即通常說的水解，這一過程使得材料的各項物理性能降低，該過程是不可逆的，會導致失效。

　　通過單軸拉伸、壓縮實驗，分別比較 2 種材質在相同條件水解老化實驗下的拉伸強度變化、 斷裂伸長率、壓縮變化率的實驗結果，實驗結果統計如圖 3 所示。

　　圖 3(a)實驗結結果顯示，隨著浸泡天數增加，聚醚型聚氨酯密封材料相較于煤礦常用聚氨酯(聚酯型聚氨酯)能夠保持良好的拉伸性能，其中聚酯型聚氨酯在7 d 的時間里，拉伸強度急劇下降，7 d 后趨于平緩穩定，反觀聚醚型聚氨酯在浸泡 3 d 后便趨于穩定，15 d 后，聚醚型聚氨酯的拉伸強度保留率是聚酯型聚氨酯的 10 倍。

　　圖 3(b)實驗結果顯示，聚酯型聚氨酯在浸泡7 d后斷裂拉伸長率急劇下降，而聚醚型聚氨酯則趨于穩定，直至 15 d 后，后者斷裂伸長率是前者的 1.5倍左右。

　　圖 3(c)實驗結果顯示，2 種實驗樣品在浸泡3 d后壓縮變化率趨于穩定，直至 15 d 后，聚酯型聚氨酯壓縮變化率是聚醚型聚氨酯的 1.5 倍。

　　3、結語

　　(1)本次實驗主要針對材料的拉伸強度、斷裂伸長率和壓縮變形率 3 個主要性能指標做了對比實驗，實驗結果表明聚醚型聚氨酯在乳化液介質中可以保持較好的物理特性，在 15 d 浸泡周期后仍可以滿足各項性能指標。

　　(2)礦用液壓支架傳統工作介質為乳化液，新型發展趨勢是純水介質， 因此密封材料的抗水解能力尤為重要。本文實驗結果表明聚醚型聚氨酯抗水解能力較好，能夠保持較好的物理性能，滿足液壓支架的工作環境。

　　(3)以上實驗研究成果，為礦用液壓支架密封材料研究和應用提供了相關參考價值。