Полиуретан как выглядит – Полиуретан – что это за материал: виды, характеристики, свойства и состав

Полиуретан – что это за материал: виды, характеристики, свойства и состав

В сороковых годах двадцатого века известным немецким ученым Байером Отто Георг Вильгельмом впервые был синтезирован уретановый эластомер, которому суждено сделать революцию в технологиях. Общественность узнала, что это за материал, полиуретан, только через 20 лет.

Что представляет и чем хорош

Синтетическое вещество с полимерной структурой за счет смешивания компонентов, способно приобретать разнообразные качества. Оно может быть пластичным и жестким, а также иметь разные коэффициенты трения. Выдерживает растяжение до 500 % и температурные перепады от -60 до +80 градусов.

Пластик является эластомером, способным вернуть форму после снятия деформационных нагрузок. Основу составляют длинные цепочки из макромолекул уретановой группы. Специфичные черты приобретаются за счет присоединения дополнительных элементов.

Полиуретан технические характеристики: химические и физические свойства

Главным преимуществом этого вида сырья является возможность придания ему самых разных качеств. Как эластомер, он отлично сохраняет геометрию и способен возвращаться к первоначальному состоянию много раз. По этому показателю данный материал опережает главного конкурента – резину. Благодаря этому он показывает высокую износоустойчивость.

Что это такое полиуретан, химический состав материала и свойства

Основные компоненты:

• • полиолы – длинные цепочки;
• • диолы – короткие;
• • диизоцианаты.

За счет комбинации составляющих придаются необходимые качества по эластичности. Получаются устойчивые соединения, сохраняющие свои параметры при разных температурах, несклонные вступать в реакцию с окружающей средой. Пластик удерживает свою структуру в присутствии: масел, кислоты, щелочей и жиров. Не подвергается гидролизу, устойчив к воздействию микроорганизмов (грибков, бактерий, архей). Вещество спокойно переносит умеренное влияние ультрафиолета. Не окисляется озоном, как резина. Это повышает срок службы изделий.

Физические качества

Главное преимущество – это способность временно изменять геометрию и возможность придания разнообразных дополнительных свойств. Продукты на основе этого материала применяются в различных областях промышленности, так как он:

• • способен возвращать начальную форму после снятия усилия;
• • показывает высокую износостойкость;
• • сохраняет добротность при нагреве и охлаждении;
• • не пропускает электричество;
• • имеет коэффициент теплопроводности от 0,19 до 0,25 в зависимости от твердости;
• • создает воздухонепроницаемую пленку;
• • обладает относительно низким удельным весом;
• • возможно создать детали с разными коэффициентами прозрачности.

Виды полиуретана

Химическая отрасль выпускает три основных класса.

Адипрены

Это эластичные вещества, имеющие хорошие характеристики сохранения формы. Из них изготавливают защитные пыльники, протекторы шин для автомобильного транспорта, прокладки и уплотнители, валики для тележек и конвейеров, покрытие для решеток и узлов в обрабатывающей промышленности. Применяют детали в циклонах, грохотах и сепараторах (для предохранения изделий от износа). Изготавливают оправы для литья из гипса и бетона.

Вулколланы

Благодаря повышенной твердости и диапазону температур от -60 до +120 градусов, при которых не меняются параметры, этот материал необходим для создания опор, втулок, сайлентблоков.

Вулкопрены

Это типы, которые используются для последующей вулканизации в сочетании с другими полимерами (каучук). Позволяют достичь высоких показателей по истиранию.

Технические характеристики

Группа имеет достаточно разнообразные свойства в зависимости от молекулярного состава и технологии изготовления. Это определяет распространенность данного сырья в разных сферах жизни.

Особенности:

• • Плотность колеблется в пределах от 30 до 300 кг/м3, и достигается с помощью присадок и способа производства.
• • Обладает твердостью от 40 до 98 единиц по шкале Шору. Это позволяет расширить диапазон использования.
• • Полиуретан обладает большим интервалом температур эксплуатации от -60 до +80 градусов. Существуют виды, способные не утрачивать своих качеств при 140℃.
• • Эластичен. Возможна деформация до 650%.
• • Имеет высокое сопротивление, может работать, как изолятор.
• • Удельная масса маленькая, что позволяет облегчить вес конструкции.
• • Не подвержен разрушению под действием азота, как резина.
• • Устойчив к воздействию углеводородных растворителей (смазочные жиры, керосин, масло, дизельное топливо, изооктан, петролейный эфир).
• • Плохо реагирует на присутствие бензола и толуола. Набухает с увеличением объема до 60 % и теряет свои технические характеристики.
• • Обладает разным коэффициентом трения. Возможно программирование в зависимости от необходимости.
• • Не подвержен к поражению от микроорганизмов и грибков.
• • Возможно придания разного коэффициента поглощения света от прозрачного до черного.
• • Имеет хорошие свойства по водостойкости при комнатной температуре.

Преимущества и недостатки

В зависимости от того, из чего состоит полиуретан, он имеет как положительные, так и отрицательные черты.

К достоинствам можно отнести:

• • Эластичность. По этому показателю он уверенно обгоняет резину.
• • Износоустойчивость. Благодаря этому качеству он нашел широкое применение в обувной промышленности и в изготовлении разных колес и роликов для складского оборудования. На сайте «МПласт» вы можете подобрать необходимые изделия по приемлемой цене.
• • Поверхность имеет гладкую структуру, что позволяет сохранять товарный вид в процессе эксплуатации.
• • Со временем технические характеристики остаются прежними (не подвержен старению).
• • Устойчив к воздействию большинства органических растворителей.
• • Невосприимчив к ультрафиолету.
• • Этому пластику можно придать разный коэффициент трения. В зависимости от потребностей возможно создать скользкую поверхность или хорошее сцепление.
• • Прост при обработке. Допускает литье, термическое формование, вспенивание и другие способы.
• • Не пропускает воздух. Тонкое покрытие делает герметичным.
• • Является диэлектриком. 2 мм не допускают пробоя при приложении 20 киловольт.

К недостаткам относятся:

• • Неустойчивость к средам, содержащим ароматические углеводороды (бензол, толуол), а также к некоторым кислотам, скипидару и хлорсодержащим составам.
• • Ограниченное использование в изготовлении одежды и обуви из-за воздухопроницаемости.  
• • Приобретает ломкость при долговременном воздействии отрицательных температур.
• • Имеет сложную технологию утилизации.
• • С трудом поддается вторичной переработке.

Где используется полиуретан

Химические заводы выпускают этот материал в трех формах: твердый (листовой, прутковый, гранулированный), текучий и пенистый. Первый используется для выпуска прокладок, защитных манжет, втулок, сайлентблоков и уплотнителей прессов. Большую популярность это вещество приобрело при производстве бескамерных шин для спорттоваров (роликовые коньки, скейтборды), для детских колясок, технологического оборудования (рохли, электрокары, складские тележки, направляющие для транспортеров). Эти изделия в широком ассортименте представлены в компании «МПласт».

Жидкий используется для герметичного антикоррозийного покрытия самых разнообразных конструкций: бетонных перекрытий, кровли, поверхности грохотов, транспортерных лент. Он применяется как компонент в составе герметика, клея, лака, краски. При последующей обработке путем вулканизации из него изготавливают сложные защитные элементы: молдинги и манжеты.

Пенистый применяется для утепления зданий, технологических устройств. Из него получаются легкие и эластичные подошвы для спортивной обуви, малонагруженные шины. Перечислить, что делают из полиуретана, не представляется возможным. Этот материал широко востребован:

• • В тяжелой промышленности, где используются вибростенды, и где необходимо применение условно подвижных узлов.
• • В строительной отрасли. Им утепляют поверхности зданий, создают пленку, защищающую от атмосферных воздействий.
• • В автомобилестроении. Из него делают шины, сайлентблоки, манжеты и прокладки, защитные кожухи.
• • В медицине. Широкое распространение получил из-за нейтральности. Изделия не выделяют вредные вещества и не реагируют с лекарственными препаратами. Гибкость и высокая износоустойчивость позволяет применять его в приготовлении протеза, презерватива, имплантата и покрытия для оборудования (костыль, кровать, поручень, инвалидная коляска).
• • В мебельной индустрии. Используется в производстве матрасов, мебели для сада, крепежей, стульев и столов, элементов для декоративной отделки.
• • В изготовлении спортивных принадлежностей: беговых дорожек, роликов, ограничителей в тренажерах, кроссовок и кед, противоскользящих покрытий, пропитка чехлов.
• • В легкой промышленности. Из материала производятся подошвы для обуви, заклепки, коврики для ванной комнаты, ортопедические стельки. Выпускается ткань, имитирующая натуральную кожу.

Из чего и как делают полиуретан

Изначальным сырьем для производства является нефть. Из нее выделяются два основных компонента – изоцианат и полиол. Их процентный состав, а также наличие добавок определяют физические свойства конечного продукта. В результате может получиться твердая, жидкая или тягучая субстанция, пригодная для дальнейшей обработки, как обычный полимер.

С завода волокно поступает на переработку в виде гранул, прутков, листа или в жидком состоянии. Изначально придается соответствующий цвет и степень прозрачности. Такие типы поставок позволяют простыми технологическим решениями изготавливать ту или иную продукцию, необходимую для потребителя.

Методы формовки

Покупателю требуется функциональное изделие, имеющее определенные свойства. Для достижения этого применяются способы обработки, которые аналогичны работе со всеми пластмассами.

Экструзия

Полиуретан полимер отлично подходит для формования методом продавливания. Под давлением нагретый и размягченный материал подается в выходное отверстие экструдера. В этой же зоне происходит отвердение. В результате на выходе получается пруток с заданным сечением или плоский лист. Полученный прокат нарезается или скручивается в рулоны.

Литье

Этот метод является самым распространенным. С помощью него изготавливаются товары со сложной геометрией: втулки, опоры, манжеты, уплотнители, элементы для гидравлики и подшипники. Преимуществом является легкая автоматизация процесса, возможность выпуска больших партий. Для изготовления штучных деталей, размеры которых могут быть до нескольких тонн, используется литье на стенде. В оправу заливается размягченная масса, с последующим отверждением и приобретением устойчивой формы.

Для ускорения процесса в автоматических линиях применяется повышенное давление. Метод мало отличается от технологий изделий из любой пластмассы. Часто необходимо покрыть полимером заготовку из металла. Тогда размягченный полиуретан вручную или под контролем компьютера наносится на вещь. Остывая, слой становится упругим и создает защитную пленку.

Прессование

Подготовленный материал (листовой, прутковый или гранулированный) подается на аппарат, где методом экстремального давления в ограниченном пространстве придается форма. Процесс может сопровождаться предварительным нагревом или размягчением субстанции за счет сжатия. При этом получается деталь с измененными свойствами, имеющая четко заданную геометрию. На производствах такое действие контролируется с помощью программного обеспечения.

Заливка

Для выпуска художественных или штучных изделий используется метод естественного литья. Вручную в подготовленную оправку помещается жидкий материал. Под влиянием высокой температуры или реагентов устройство застывает, сохраняя необходимую конфигурацию. Таким способом можно сделать небольшую серию любых заготовок. Чаще применяется для изготовления больших форм и элементов декора.

Переработка во вторсырье

Устойчивость к атмосферным воздействиям и к влиянию агрессивных сред является проблемой при вторичной переработке уретановых эластомеров. В естественных условиях они не разлагаются десятилетиями. Способность противостоять ультрафиолету и озону делает этот вид пластика вечным загрязнителем окружающей среды. Поэтому остро встал вопрос о рециркуляции.

Существуют несколько методов решения проблемы:

• • Сжигание. Как все углеводороды, полимер хорошо подвержен высокотемпературному окислению. Но технологические присадки содержат вещества, опасные для экологии. При горении продукты распада попадают в атмосферу.
• • Физический способ. Измельченные изделия нашли применение в строительстве, как добавка в бетон, асфальт. За счет этого они приобретают вторую жизнь.
• • Переплавка. При нагреве отходам придается необходимая форма и снова пускается в оборот. Недостатком данного метода является то, что из разнородных составляющих трудно получить продукт с четко заданными характеристиками.
• • Гликолиз – процесс расщепления длинных молекул при высокой температуре в присутствии катализаторов. На выходе получается коротко молекулярные соединения, которые в дальнейшем находят службу в промышленности (производство красок, лаков, добавок в асфальтобетон).
• • Химический способ. Это расщепление цепочек при помощи реагентов. Целью является получение вещества, годного для дальнейшего использования.

Неординарность и интересные факты по применению полиуретана

Возможность придать материалу разнообразные характеристики позволила ему появиться во многих отраслях. Занимаясь спортом, мы используем изделия из этого полимера. Из него делается одежда, обувь, медицинское оборудование. В современном транспорте (автомобили, самолеты, железнодорожные вагоны) давно используют уникальные свойства этой субстанции. Ее неуязвимость стала проблемой для экологии. Несколько лет назад был обнаружен вид грибов, для жизни которых достаточно наличие этого пластика. Pestalotiopsis microspora успешно разлагает полиуретан, при этом его можно употреблять в пищу. Гурманы утверждают, что по вкусу он напоминает хлеб. Может быть, в будущем это станет решением проблемы утилизации.

mirpl.ru

Полиуретан – что это такое, применение, свойства

Полиуретан называют материалом будущего. Его свойства настолько многообразны, что практически не имеют границ. Он одинаково хорошо работает в привычной нам среде и при пограничных и экстремальных условиях.

Содержание:

1. Свойства полиуретана
2. Технические характеристики полиуретана
3. Области применения
4. Производство полиуретана;
5. Литье изделий
6. Особенности и интересные факты

Свойства полиуретана

Его основу составляют два типа сырья — это полиол и изоцианат. Этот синтетический полимерный материал входит в группу полиэфир-полиолов и его свойства, и технические характеристики зависят от молекулярной структуры. Также полиуретан является эластомером, материалом, который после растяжения возвращается в свое исходное состояние.

Особые свойства ему придают многочисленные добавки, которые, вступая в реакцию, усиливают эластичность, придают мягкость или твердость, стойкость к температурным перепадам.

Так полиуретан имеет несколько разных состояний, он производится в виде вязкой жидкости, мягкой резины, твердого пластика, может иметь высокую или низкую степень эластичности.

Вне зависимости от того, в какой форме представлен материал в дальнейшем он не изменяется вследствие влияния тепловых или механических воздействий, при необходимости изделие может, например, растягиваться, но после всегда возвращается к своей изначальной форме. Полиуретан также устойчив к контакту с химическими жидкостями, маслами, ультрафиолетовыми лучами, бактериями и грибками. Его успешно применяют на Крайнем севере и в жарких странах, в создании гидравлических устройств и в космической отрасли, в строительстве и инженерии.

Технические характеристики

Технические характеристики полиуретана делают его незаменимым конструкционным материалом во многих отраслях промышленности, где изделия должны иметь высокую сопротивляемость, износостойкость, устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды.

• Плотность полимера зависит от его вида, показатели могут быть в пределах 30-300 кг/м3.
• Твердость по шкале Шору (A, D) находится в пределах 50-98 единиц, что позволяет использовать его при высоких механических нагрузках.
• Имеет обширный температурный интервал эксплуатации, от -60 до +80 °C, возможно кратковременное использование при +120-140 °C без потери технических характеристик.
• Полимер имеет высокую эластичность при высокой твердости материала, его показатели прочности достигают до 50МПа. Он может без повреждения растягиваться до 650%.
• Не проводит электричество.
• Имеет низкую массу, что дает альтернативу использовать изделия с меньшим весом.
• Озоностойкость – тоже несомненный плюс, он не разрушается под воздействием озона, как, например, резина.
• Высокая стойкость к кислотам, маслам, растворителям.
• При производстве полимера можно запрограммировать необходимый коэффициент трения, и получить материал с очень низким или высоким показателем.

Основными конкурентами полиуретана являются резина, пластик и металл. Но все они проигрывают ему во многих технических характеристиках.

По сравнению с резиной он имеет более высокую износостойкость и эластичность, не восприимчив к маслам, меньше пачкается, медленнее стареет, быстрее принимает форму после деформации и лучше переносит механическое воздействие.

Если сравнить полиуретан с металлом, то он очевидно более эластичен, имеет меньший вес, не проводит электричество и менее восприимчив к воздействию абразивов. Также полиуретан значительно дешевле в производстве и в обслуживании, механизмы, оснащенные деталями из этого материала, создают меньше шума. Все это влияет на качество и стоимость конечного продукта.

В сравнении с пластмассой полиуретан показывает лучшие результаты при высоких и низких температурах, он более эластичен, не раскалывается при ударном и другом механическом воздействии.

К минусам можно отнести:

1. Воздухонепроницаемость, что важно при создании обуви и одежды;
2. Усадку вспененных декоративных деталей и сложности в нанесении четкого рисунка;
3. Излишнюю твердость и хрупкость при длительном холодовом воздействии;
4. Низкую сопротивляемость к скручиванию.

Поэтому крайне важно правильно выбрать вид полимера для эксплуатации в определенных условиях. Абсолютным минусом материала можно назвать сложность вторичной переработки изделий из него.

Области применения

Полимерный материал имеет очень широкую и многообразную сферу применения. Его используют в различных формах, как правило, это: листовой материал, жидкий или в виде пенополиуретана.

Из листового производят футеровочные элементы, детали прессов, покрытия для роликов, колес, валов, кольца уплотнителей, манжеты, пробки и т.д. Пористые уплотнители, наполнители, поролон изготавливаются из вспененного полиуретана. Жидкий или в виде спрея применяют для покрытия бетонных конструкций, вагонов, кузовов и кабин машин, люков, кровли. Еще его включают в состав герметиков, клеев, лаков, красок, средств для тепло- и гидроизоляции, а также используют при производстве молдингов – форм для литья изделий.

Сегодня функционирование многих отраслей промышленности уже невозможно без участия полиуретана, его использование поспособствовало развитию новых технологий и снижению производственных затрат.

В тяжелой промышленности этот материал нужен для производства амортизирующих элементов.

В строительстве полиуретан незаменим в создании антискользящих покрытий, вибростойких поверхностей, фасадных долговечных конструкций. В горном и карьерном деле заменяет каучук и даже сталь.

Полимер широко применяется в автомобильной промышленности. Из него производят покрышки, малоустойчивые элементы механизмов, сайлентблоки, валы, подшипники и многое другое.

В мебельной отрасли он нужен при производстве матрасов, крепежа, прокладок и уплотнителей, литых стульев и кресел, садовой мебели, декоративных элементов.

Полиуретан востребован в текстильной и обувной промышленности, из него изготавливают подошвы, водонепроницаемые и защитные чехлы, молнии и заклепки, ковры и стельки. Из него даже создают одежду, например, полиуретан 100 – это превосходная имитация натуральной кожи, такая же мягкая, экологичная, легкая, только более долговечная.

В медицине из него изготавливают презервативы, протезы, импланты, элементы и покрытия для костылей, кроватей, колясок. Редкое медицинское оборудование обходится без деталей из данного материала.

Широкое применение полиуретан нашел и в производстве спортивного инвентаря, покрытия беговых дорожек и покрытий стадионов.

Производство

Полиуретан является производным материалом от полиола и изоцианата – продуктов нефтехимической промышленности. Для достижения тех или иных технических свойств к ним добавляются различные присадки, то есть при производстве полиуретана как сырья необходимо учитывать его дальнейшую область применения. Сегодня он представляет собой самый востребованный полимер в мире во всех крупных сегментах промышленности. На рынке синтетических полимеров представлен как зарубежный, так и отечественный материал.

При производстве изделий применяются такие технологические приемы как литье, экструзия, прессование, заливка.

Литье изделий

Самый распространенный способ производства изделий из полиуретана – это литье. С его помощью изготавливаются такие продукты как втулки, манжеты, кольца, подшипники, самосмазывающиеся детали, запчасти подвески, уплотнительные элементы для гидравлических и пневматических механизмов. Большим плюсом производства полимерных изделий методом заливки является дешевизна форм, что делает готовый продукт привлекательным по цене.

В создании изделий из данного полимера методом литья применяются три технологии: ротационное литье, свободное литье в форму и литье под давлением.

Ротационное литье применяется для покрытия полиуретаном больших площадей и деталей цилиндрической формы. Полимер наносится специальным оборудованием на вращающийся вал, всю процедуру контролирует компьютер. Ротационное литье проводится без нагрева, является малоотходным производством и позволяет полностью подстроиться под задачи клиента.

Свободное литье применяется для создания сложных форм, в некоторых случаях готовое изделие может весить полтонны. Благодаря компьютерному управлению литье в форму проходит под точным контролем дозирования полимера, его температуры и давления, под которым он поступает. Это позволяет производить изделия высокого качества.

Для свободного литья применяются силиконовые формы, и этот метод используют для создания изделий ограниченными сериями. Преимущество литья – маленькие временные затраты и низкая стоимость готового продукта.

Литье под давлением позволяет ускорить производство, оно необходимо для создания больших партий. Этот метод подходит не только для полиуретана, но и других полимеров.

Особенности и интересные факты

Впервые полиуретан был получен в 40-х годах в Европе. В ходе долгих лабораторных исследований известный химик, ученый и технолог Байер Отто Георг Вильгельм получил ранее неизвестный материал с ошеломляющими техническими свойствами.

В этом же году был создан первый завод, и новый полимер был выпущен на рынок. Но широкое применение он нашел только через 20 лет, когда его стали повсеместно использовать в различных отраслях промышленности. Американские компании Union Carbide и Mobay Chemical Corporation были первыми, кто начал производить полиуретан и изделия из него.

Похожие записи:

polimerinfo.net

описание, характеристики, применение и свойства :: SYL.ru

Еще полтора века назад, рассматривая интерьер обычной комнаты, человек видел перед собой различные предметы, изготовленные из металла, дерева, стекла, керамики, бумаги и натуральных тканей, и это казалось вполне естественным. Сегодня попасть в такую комнату просто нереально, ведь множество предметов сейчас изготовлено из пластика. Среди этого материала ведущую роль занимает полиуретан.

Что такое полиуретан

Полиуретан – это уникальный синтетик полимерной структуры. Его особенность в том, что он может быть твердым как древесина, эластичным как пластмасс, растягиваться подобно резине, иметь монолитную структуру или пористую (вспененный полиуретан). Такое изобилие свойств материала объясняется возможностью смешивать компоненты, из которых изготовлен пластик, в разных соотношениях.

Первый материал был получен на основе сложных полиэфиров в 1937 году на территории Германии. Более дешевые и простые полиэфиры начали применять в Соединенных Штатах Америки в 1957 году. С этого времени стали широко внедряться изделия с использованием полиуретана.

Современными конкурентами полимера на рынке являются полиэтилены, полистиролы и поливинилхлориды. Но они значительно уступают ему по ряду возможностей. Эластомер уретановый отличный конструкционный материал, превосходящий любые другие. А также благодаря уретановым свойствам он идет на позицию выше, чем каучуки.

Получение материала

Что такое полиуретан? Это материал, который является продуктом переработки сырой нефти. Сырье для его непосредственного изготовления – изоцианат и полиол. Эти два компонента смешивают в жидком состоянии. Вспомогательными составляющими являются стабилизирующие, катализирующие, вспенивающие вещества и разные красители.

В результате получается реакционно-способная масса, которая уже приобретает вид полиуретана. От того, какой рецепт изготовления выбран в техпроцессе, зависит пропорциональное соотношение компонентов смеси. Так можно получить полимер, обладающий различными свойствами от твердых тел, до вязких жидкостей.

Для удобства дальнейшего преобразования материал производят по форме гранул. Его сортируют по цвету и физическим свойствам. Это сырье поступает на предприятия по изготовлению деталей и изделий из полиуретана, где оно может быть переработано любым технологическим способом для полимеров.

Виды полиуретана, характеристики

Полимерной промышленностью разных стран выпускаются такие основные марки:

• Адипрены.
• Вулкопрены.
• Вулколланы.

Все они являются продуктами полиэфиров.

Что такое полиуретан? Это эластомер, обладающий следующими характеристиками:

• Механической прочностью.
• Износостойкостью на истирание.
• Эластичностью. Она сохраняется практически неизменной при диапазоне температур от – 50 до + 100 градусов по Цельсию.
• Внешней привлекательностью – декоративный полиуретан.
• Диэлектрическими свойствами. Экспериментально доказано, что воздействие на пластину толщиной 2 мм напряжением в 20 кВт не приводит к ее пробою.
• Маслостойкостью и устойчивостью к растворителям.
• Не подвержены озоновому старению.
• Не являются средой обитания микроорганизмов и плесневых грибов.
• Водостойкостью. Поэтому ванные комнаты целесообразно оборудовать полимерами, например, плинтусами из полиуретана.

Полиуретаны легко разрушаются под воздействием некоторых кислот, хлорных веществ, скипидара. Понижение температуры ниже отрицательного порога 60 градусов приводит к увеличению хрупкости материала. Для повышения механической прочности в состав эластомеров вводят различные наполнители.

Методы формовки

Уретановый эластомер относится к той группе материала, которая легко поддается обработке. К нему применимы все основные методы формообразования пластика промышленным способом. Можно применять:

• Экструзию – способ получения изделий из полимеров, в котором подготовленный расплавленный материал продавливают сквозь отверстие (формирующее) специального устройства экструдера.
• Литье, где расплавленную массу при помощи давления впрыскивают в литьевую заготовку (форму) и подвергают охлаждению. Так получают молдинги из полиуретана.
• Прессование – способ изготовления изделий из материалов термореактивного типа. При этом твердую форму вещества переводят в текучее вязкое состояние. Далее, массу помещают в пресс-форму и под действием давления уплотняют ее. Такое изделие, охлаждаясь, постепенно приобретает свойства твердого тела повышенной крепости, например, балка из полиуретана.
• Заливку.

Также заготовки из полиуретана поддаются механической обработке на токарном станке. Деталь формируется при воздействии на вращающуюся заготовку разными резцами.

Область применения полиуретана

Полиуретан применяется в сфере промышленности, строительства, общественного и бытового хозяйства. Так:

• В жидком состоянии им покрывают бетонные конструкции, проводят кузовные обработки и обработки других изделий из металла для повышения устойчивости последних к атмосферным воздействиям.
• Вспененный – создание утеплительных материалов.
• Листовой – для производства элементов футеровочных, штампов для пресса, опор колес, валиков, роликов. Также из листового потолочного полиуретана изготавливают декоративную плитку, плинтусы.

В промышленных отраслях полиуретан используют в:

• Тяжелом машиностроении – станочные прокладки для амортизации.
• Строительной индустрии – фасадная фурнитура, покрытия противоскользящие, полы виброустойчивые, плинтус из полиуретана.
• Мебельном производстве – элементы крепежа
• Обувной промышленности и текстильном производстве – подошвы, кожзаменители, коврики.
• Медицинской сфере при изготовлении протезов, имплантатов.
• Автомобилестроении для изготовления сайлентблоков, подшипников, втулок, шин, валов, пружин и деталей маслостойких, молдингов из полиуретана.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой материал, полиуретан не является идеальным, который можно применять неограниченно. Все преимущества, которыми он обладает, естественно вытекают из свойств вещества:

• Он не проводит электричество, что позволяет применять его в энергетической сфере.
• Устойчив к воздействию атмосферы, не окисляется. Поэтому идеален для изготовления строительных материалов.
• Не впитывает влагу.
• Обладает прочностью – из него можно делать различные конструктивные элементы.
• Имеет небольшую массу, это удобно при изготовлении объемных балок из полиуретана, которые легко поднимать.
• Малошумный материал.
• Он не стареет.
• Можно делать изделия с различным коэффициентом трения.
• Способность растягиваться свыше 600%.

Несмотря на такое количество положительных моментов, свойства полиуретана все же очень зависят от температуры эксплуатации, поэтому он может становиться хрупким или текучим, терять эластичность – становиться жестким. Слабые стороны материала следующие:

• Не выдерживает скручивания.
• Сложно перерабатывается во вторсырье.
• Вспененный материал подвержен усадке.
• Не пропускает воздух.

Переработка во вторсырье

Что такое полиуретан, если его не перерабатывать? Это материал, который долгие годы будет засорять окружающую среду. Поэтому разработаны методы получения вторичного сырья из уретановых эластомеров и способы утилизации неподходящих для переработки отходов:

• Физическим способом, что предполагает измельчение пластика до фракции, которую можно использовать как наполнитель в строительстве.
• Переплавка, результатом чего получается сырье для изготовления таких же полиуретановых изделий.
• Гликолиз при высоком нагреве – таким методом расщепляют углеводы.
• Переработка химическим способом, где путем деполимеризации из полиуретана формируют вещества с небольшой массой молекул.
• Получение энергии путем сжигания. Самый опасный метод, связанный с выделением в атмосферу при сжигании вредных веществ.

Заключение

Важно помнить, что каждый тип пластика, в том числе и полиуретан, имеет свою маркировку. На всех изделиях из полимеров она обязательно нанесена. Поэтому собирая сырье для удобства дальнейшей переработки, необходимо его сортировать.

www.syl.ru

Полиуретан, что это такое? Свойства и состав полиуретана

Материал полиуретан широко используется в современном строительстве из-за своих качественных эксплуатационных свойств. Все чаще этот синтетический полимерный материал заменяет изжившие себя строительные материалы. Что это за материал и в каких сферах его применяют можно узнать в данной статье.

Что представляет собой этот материал

Полиуретан впервые был получен в 1937 году общеизвестным в Германии химиком-технологом Байер Отто Георгом Вильгельмом. В этом же году было организовано промышленное предприятие по выпуску полимера, но в малом количестве. Как все новое полиуретан долго завоевывал место на промышленном рынке. И только в 1957 году стал широко использоваться в стройиндустрии, сельской промышленности, пищевой и других отраслях.
Данный материал имеет практически неограниченные возможности из-за своих свойств. Большую часть в его составе занимают два типа сырья: изоцианат и полиол. Остальные компоненты, имеющиеся в составе полиуретана, это: катализаторы, вспениватели, стабилизаторы. Смешивание всех компонентов в жидком состоянии и приводит к образованию эластичного полиуретана.
В зависимости от количества добавок, материал может находится в следующих состояниях:

• Вязкая жидкость.
• Твердый.
• Высокоэластичный.
• Малоэластичный.
• Мягкая резина.
• Твердый пластик.

Так полиуретан, содержащий большое количество добавок, входит в состав сложных полиэфир-полиолов. Именно этот вид синтетического продукта имеет повышенные прочностные свойства. Изначальная форма изделия не претерпевает изменений при тепловом воздействии. Остается неизменным при контакте с техническими маслами и жидкостями, используемыми в гидравлических устройствах.
Более упрощенный по своему составу материал имеет уже пониженную прочность, но максимальную устойчивость к сольволизу. Изделия из полиэфир-полиола широко применяют в районах крайнего севера. Ведь только этот материал не теряет свою эластичность при самых низких температурах. Повышенная устойчивость к действию бактерий делает его необходимым в особо жарких климатических зонах.
Алифатический полиуретан стойко переносит ультрафиолетовое излучение и минусовые температуры. Этот факт позволяет его использовать даже в космической отрасли.
Физическое качество полиуретана обусловлено технологическими методами переработки. Каждый вид синтетика получается при помощи экструзии, прессования, литья или заливки. Благодаря различным видам, полиуретан в последнее время оттесняет на задний план, ранее широко используемые, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и полиуретан.

Набирающий популярность эластомер относят к конструкционным материалам. Его механические свойства позволяют его широко использовать практически во всех отраслях промышленности – именно там, где очень высоки требования к сопротивляемости, износостойкости и влиянию окружающей среды, особенно агрессивной.
Плотность полиуретана колеблется от тридцати до трехсот килограмм на кубический метр. Твердость по шкале Шору (А, Д) колеблется от пятидесяти до семидесяти четырех единиц.
Любое механическое свойство полиуретана испытывают на специальных образцах. Их отливают в особенных формах и используют только для лабораторных испытаний. Для начала образец хорошо высушивается. Затем он помещается в печь для обжига. Вся процедура длится около двадцати часов при температуре в сто градусов. Далее закаленный образец закрывают в камеру с температурой двадцать три градуса и влажностью пятьдесят процентов на двадцать четыре часа.
Далее в лабораториях ведется проверка полученного материала разрыву и раздиру, предельная возможность морозоустойчивости, изменение состава полиуретана и величина деформации после продолжительного сдавливания, появление нарушения микроструктуры после воздействия агрессивной среды и устойчивость к микроорганизмам. Высокие показатели испытаний еще раз подтверждают незаменимость полиуретана в современной промышленности.
Диапазон механических качеств изделий из полиуретана весьма емок. И все это благодаря широкому разнообразию типов материала. Именно этот факт стал причиной высокой популярности изделий из полиуретана и частого их применения.

Где используется материал

Близкие к идеальным эксплуатационные свойства полиуретана позволяют использовать его в виде различных конструкций, легко переносящих как механические, так и химические воздействия. Его уретановые свойства практически по всем параметрам превосходят каучуковые типы и даже эластомеры, всегда считавшиеся высоко выносливыми.
Изделия из полиуретана применяются повсеместно, как в быту так и в промышленности. В быту они часто встречаются в виде:
Кольца для уплотнителей;
Пробки;
Манжеты.

Наша компания занимается производством изделий, и поставкой материалов для коммерческих целей. ООО «ТД Пластмасс Групп» предлагает к продаже INKUMER – полиуретановый эластомер с твердостью 70, 80 и 90 единиц по Шору шкала A. Поставки осуществляются в виде листов и прутков. Подробнее на этой странице http://plastmass-group.ru/catalog/materials/elastomer_inkumer/harakteristika_inkumer

Листы применяются в основном для футеровки, а прутки для изготовления направляющих и покрытия роликов. Покрытие из INKUMER прослужит в 20 раз дольше по сравнению с резиной.
Не стоит забывать о том что этот полимер может применяться как в твердом, так и в жидком виде. Жидкий материал идеально подходит для гидроизоляции поверхностей в труднодоступных местах.

Полиуретан 100

Не так давно появился новый вид полиуретана. Его указывают одним из составляющих на ярлыках вещей. Так что это такое полиуретан 100? Это отличная имитация кожи. Однако намного лучше ее и прочнее. PU 100 или кожа pu намного эластичней, морозоустойчивей, крепче, прочнее, мягче и не имеет никакого химического запаха. И вообще, это хорошо зарекомендовавший себя материал, выполненный на натуральной основе.

Похожие статьи:

plastmass-group.ru

Что такое полиуретан? Свойства и применение полиуретана

Полиуретан –  основа 80% досок для серфинга. Пенистый материал отлично амортизирует натиск воды. Полиуретан вручную закрепляют на продольном стрингере и покрывают стекловолокном. Технология производства серфов неизменна с 1950-ых. Первопроходцем стал Боб Симмонс. Спортсмена не устраивала тяжесть и неповоротливость досок из сосны и красного дерева. Сначала, американец заменил их бальсой, а после, — полиуретаном. Ему и посвятим сегодняшнюю статью.

 

 

Что такое полиуретан?

 

Полиуретан называют материалом с неограниченными возможностями. Сырье бывает мягким и твердым. К первой разновидности относится, к примеру, поролон, ко второй – пенопласт. Встречаются обычные и вспененные полиуретаны. К последним относится монтажная пена. Если она используется, как изолятор, достаточно 1,6 сантиметров вместо 1,3 метров бетона.

 

На фото полиуретан может предстать в виде автомобильных шин, трубопроводов, конвейерных лент, амортизаторов железнодорожного транспорта, подшипника, подошвы обуви. Пригождается сырье для клеев, медицинских протезов, валиков текстильных предприятий, ремней в ткацких машинках. Изготовление полиуретана, действительно, дает безграничные возможности.

 

Получают материал из сырой нефти. Основных составляющих две – изоцинат и полиол. Последний – гидроксилсодержащая жидкость. В нее могут входить различные реагенты, эмульгаторы и полиэфиры. Цвет состава всегда желто-коричневый. Изоцинат – эфир изоциновой кислоты с органическим радикалом. Вещество бывает кристаллическим, но, чаще, предстает в виде жидкости. Цвета она не имеет.

 

 

Добавляя к основе различные вспениватели и катализаторы, меняют свойства и структуру конечного полиуретана. По спектру возможных комбинаций материал обгоняет поливинилхлориды, полистиролы и полиэтилены.

 

История полиуретана

 

Полиуретан купить впервые стало возможно в Германии. Там промышленное производство синтетического материала запустили в 1944-ом году. Разработки начались одновременно в США и на немецких землях. Целью было создание сырья, способного заменить, и пластмассы, и металл, и резину.

 

В Америке в ходе опытов получили искусственный каучук и нейлон. А вот в Германии удалось создать полипропилен. Синтезировал его ученый по фамилии Байер. Позже, мужчина переквалифицировался в бизнесмена. В стране и сейчас работают заводы его имени, выпускающие поликарбонаты.

 

 

Вспененный полиуретан удалось получить сразу. Монолитные же варианты материала разработали  лишь к 1950-му. В это время немцев догнали американцы. Они так же произвели изделия из полиуретана, но на основе простых полиэфиров. Байер же пользовался смесью сложных полиэфиров. Рецепт из США оказался выгоднее с точки зрения затрат на производство.

 

Применение полиуретана

 

Сфер применения материала более 20-ти. В металлургии из полиуретана делают валики, пружины и ролики. Они превосходят каучуковые аналоги по устойчивости к истиранию. В полиграфии, кожевенном деле, химической отрасли и бумажной промышленности используют полиуретан декоративный в виде красок и лаков. Из синтетического материала так же делают герметики и клеи.

 

Применяют сырье и в строительстве. Популярностью пользуются не только утеплители из пенистого материала, но и его версии для внутренней отделки. Популярно дерево из полиуретана. На основе полиэфиров имитируют цвет и структуру клена, ореха, березы, дуба и не только.

 

В отличии от натуральных образцов, искусственные не гниют, не впитывают влагу и запахи, в разы легче, да и стоят дешевле. Балки из полиуретана соответствуют Сан ПиНу, обладают большим запасом растяжения, неуязвимы для бактерий.

 

 

Устанавливают в помещениях и декор из полиуретана. Он крепче и выгоднее гипса. Синтетическое сырье идет, к примеру, на лепнину для классических интерьеров. Из полиэфиров делают фальш-камины, молдинги, розетки. Изготавливают и потолочный плинтус из полиуретана.

 

Лепнина из полиуретана переносит перепады температур, бывает гибкой, легко красится. Грунт, служащий базой под пигмент наносят еще на заводах. Защитный слой бережет молдинги из полиуретана, к примеру, от ультрафиолетового излучения и прочих разрушающих факторов. Поэтому, возможен монтаж и без покраски.

 

Плинтус из полиуретана, как потолочный, так и напольный, выбирают для помещений с повышенной влажностью, тех же, ванных комнат. Материал не впитывает пары. Практично и то, что искусственное сырье легко моется. Легко плинтус из полиэфиров и крепится благодаря легкости. Там, где каменный или деревянный элемент сползет под тяжестью, полиуретановая деталь прочно прикрепится к монтажному клею.

 

В строительстве используют и полиуретан для форм, сендвич-панелей, скрепления древесной крошки в листах фанеры. Столь широкое применение связано с низкой токсичностью материала, не зря же в магазинах их полиэфиров делают контейнерные ленты, тары для продуктов.

 

На полиуретан цена устанавливается и в горнодобывающей отрасли. Здесь материал идет на сита для грохотов – устройства для разделения сыпучих масс на фракции.

 

В радиоэлектроники полиуретан применяется в качестве материала для заливки и изоляции. Интересно, что после добавки нового сырья в холодильники, эффективность их работы возросла на 60%.

 

 

В текстильной отрасли из полиэфиров делают подложки тканей, клеи, ролики для пряжи. Даже в матрацах есть значительная доля полиуретана в виде пенопластов. Их получают путем вторичной переработки отслуживших синтетических изделий.

 

Для маслостойких клапанов полиуретан закупают нефтяники, а для катетеров и трубок – медики. Даже дамбы и плотины укрепляют растворами полиуретанов, чтобы защитить строения от бурь и прочих капризов природы.

 

Аналитики подсчитали, что в Европе на изготовлении полиуретана задействованы свыше 900 000 человек. В США на производстве синтетического материала трудятся около 300 000 граждан. Каждый из них косвенно обеспечивает работой еще 4-х человек.

tvoi-uvelirr.ru

Полиуретан: типы, виды, основные характеристики

Полиуретаны — это уникальные синтетические материалы с практически неограниченными возможностями и перспективой применения. Основа структуры этих универсальных полимеров создается за счет двух разновидностей сырья: полиолов и изоцианатов, получаемых в процессе нефтепереработки. Смешивание жидких компонентов дает возможность получать реакционноспособные смеси, свойства которых определяются рецептурой и соотношением различных катализаторов, вспениватилей, стабилизаторов и прочих модификаторов.

Использование тех или иных ингредиентов позволяет получать материалы с различными параметрами: жесткие, мягкие, пластичные, рыхлые, жидкие, твердые и другие. Благодаря этому полиуретан может использоваться практически во всех сферах деятельности, значительно превосходит по эксплуатационным показателям традиционную резину.

Ниже приведено общее описание того, какой полиуретан бывает, а также каковы особенности его применения.

Основные типы полиуретанов

Наиболее популярными являются литьевые типы полиуретанов, которые при высоких физико-механических свойствах отличаются от других разновидностей материала большей твердостью — 87^+3/-2 ед. по Шору. Чаще всего их используют в качестве сырья при производстве уплотнителей, втулок и прочих эластичных вибростойких изделий для комплектации узлов, механизмов и агрегатов различных машин, установок и оборудования.

Конкретные виды полиуретана различаются строением молекулярных цепей, которое определяется как соотношением реагентов, так и особенностями их молекулярной структуры. Однако в основе макромолекул обязательно присутствуют остатки уретановых групп -NHCOO-.

Сегодня широко востребованы эластомеры, обладающие значительной прочностью и пластичностью, устойчивостью к разбуханию, износу и воздействию радиации. В зависимости от степени твердости различают пенополиуретаны жесткие (от 150 кПа), полужесткие (10–150 кПа) и эластичные (менее 10 кПа). Они могут быть блочного или формованного типа с открытыми либо закрытыми ячейками.

Для производства полиуретановых эластомеров используются диолы с длинными цепями, диизоцианаты и низкомолекулярные гликоли либо диамины. В итоге формируются элементарные звенья сложных или простых эфиров, сочетающих остатки уретановых групп, ароматических диизоцианитов, низкомолекулярных гликолей и аллофанатных узлов разветвления. Кроме того, могут присутствовать различные сегменты полиэфиров, образованные в результате сшивания.

По большому счету структура полиуретанов зависит от особенностей межмолекулярных взаимодействий конкретного типа материала. Это могут быть, например, водородные и иные либо диполь-дипольные и вандер-ваальсовые связи и пр. Донорами для протонов являются частицы водорода, присутствующие в уретановых или других группах. Акцепторами выступают карбонилы.

Особенности применения различных типов полиуретанов

Благодаря уникальным характеристикам полиуретанов, сочетающим высокую пластичность с широким спектром параметров твердости, литьевые материалы востребованы для производства самых различных изделий:

• изделия для комплектации транспортировочных устройств, автомобилей, различных установок и оборудования;
• прочные шины для тяжелого транспорта, которые в 5–7 раз превосходят по надежности аналоги на основе каучука;
• приводные ремни для бытовой техники и малогабаритного транспорта;
• конвейерные ленты, уплотнители, валики и другие изделия.

Тонкие листы эластомеров незаменимы для покрытия лопастей летательных аппаратов, что увеличивает их ресурс в 2–3 раза. Материал широко востребован в машиностроении для изготовления подшипников скольжения, элементов подвески, вкладышей, топливо- и маслостойких деталей. Полиуретан активно применяется в качестве сырья для производства искусственной кожи и подошв для обуви.

Компания «Полимертехпром» предлагает изготовление изделий из различных типов полиуретана, в том числе по индивидуальным чертежам заказчика. Чтобы уточнить стоимость и сроки производства партии деталей, обратитесь к нашим менеджерам.

polimertechprom.com

Полиуретан — что это такое?

Впервые производство полиуретанов в промышленных целях было реализовано в 1937 году Байером Отто Георгом Вильгельмом. Простые синтетические эластомеры на основе алкилов, арил и ацил получили применение благодаря высокой эластичности при широком диапазоне прочностных параметров. Через семь лет в Германии началось изготовление сложных пенополиуретанов, однако их массовое использование ограничивалось высокой стоимостью сырья — полиэфиров. И только в 1957 году в США появился первый относительно дешевый аналог современного материала. Ниже приведен подробный ответ на вопрос, что такое полиуретан, а также рассмотрены особенности технологии его производства.

Полиуретан — это резина или пластмасса?

В зависимости от структуры и разновидностей уретановых групп, уровня кристалличности, молекулярной массы и других характеристик материала его уникальные свойства меняются в широком диапазоне: от мягкой эластичности до поразительной твердости. Невольно возникает вопрос о том, к какой группе материалов отнести полиуретан — это резина или пластмасса? Фактически, ни то, ни другое. С химической точки зрения — это синтетический эластомер на основе полимеров гетероцепного типа. Его молекулы содержат одну или обе (замещенные и незамещенные) уретановые группы, включающие алкилы, арилы или ацилы. Помимо этого, в их состав включены различные модификаторы (сложноэфирные, амидные, мочевинные и прочие соединения), формирующие необходимые свойства конечного продукта.

Благодаря возможности получения обширного спектра прочностных характеристик, полиуретан — это материал, который является идеальной альтернативой резине. Он незаменим при изготовлении втулок, уплотнителей, шайб и прочих эластичных изделий. Главное достоинство этого материала в том, что изготовленные из него полимерные изделия эффективно работают в условиях высокой агрессивности сред с солидным диапазоном допустимых знакопеременных нагрузок и условий эксплуатации при температуре от –60 ⁰С до +80 ⁰С.

Из чего делают полиуретан

Ответ на вопрос, как сделать полиуретан, довольно сложный. Процесс изготовления занимает много времени и требует использования дорогостоящего энергоемкого оборудования. Однако чтобы уяснить, из чего делают полиуретан, вполне достаточно следующей информации. Для его получения необходимо два вида сырья — изоцианат с полиолом, которые образуются в процессе переработки сырой нефти. При длительном термостатическом смешивании жидких компонентов добавляются полиэфирамины, эмульгаторы, стабилизирующие, вспенивающие и прочие модификаторы для получения однородной реакционно-способной смеси.

Технология изготовления полиуретана позволяет формировать необходимые характеристики готовой продукции путем подбора определенной рецептуры вспомогательных веществ. При необходимости можно получить вязкую жидкость, высокоэластичный, ячеистый, жесткий или твердый материал, который легко обрабатывается самыми различными способами: прессование, резка, сверление и пр.

Область применения полиуретана

Благодаря множеству преимуществ (долговечность, экологичность, эластичность, прочность, низкая стоимость и др.) этот уникальный материал применяется для изготовления полиуретановых изделий самого различного назначения. Он незаменим для производства обуви, роликов, матрасов, технических прокладок, втулок, манжет, колец и других уплотнительных деталей. Его часто используют в качестве утеплителя, защитного покрытия, изолятора и в других целях.

Компания «Полимертехпром» предлагает изготовление полиуретана в СПб для различных нужд. У нас можно заказать производство полиуретановых изделий по индивидуальным техническим условиям с учетом условий эксплуатации, необходимой твердости, пластичности и других характеристик.

Более подробную информацию вы можете получить у наших менеджеров.

polimertechprom.com