Применение полиуретана – Что такое полиуретан. Особенности применения, достоинства, недостатки, преимущества полиуретана |

Что такое полиуретан? Где его применяют?

Очень много положительных отзывов слышала о полиуретане. Что это? Есть его разновидности? Где применяется, какие свойства? Как применяется в строительстве?

настя [4.4K]

3 года назад

Полиуретан считают (и справедливо) заменитель и резины, и каучука, и металла, и пластика. Все потому, что широко использующийся материал действительно уникален – таких не достигнет ни резина, ни прочие из перечисленных. При этом еще и имеет более низкую стоимость. Материал очень прочен и одновременно эластичен. Он устойчив к деформациям, менее истираем, не теряя этих свойств и при минус 60°С , и при +80°С. Важно, что рок службы также больше, чем у других материалов. Еще важнее, что не доступен воздействию кислот, масел, горючего. бензина

Так что полиуретан во многом - универсальный, эффективный там, где прочие материалы сдают позиции - к примеру, в агрессивных средах. Выгодно из него изготовлять (что и делается) разные пеноматериалы и покрытия, пластмассы. Есть 2 метода: литьем и прессованием синтетических волокон, эластомеров разной твердости/пластичности.

Полиуретан-продукция литая и прессованная может принять формы/размеры абсолютно любой конфигурации, что просто недостижимо для, предположим, резины. Применимы литые изделия в машино- и авиастроении, горно- и нефтегазодобывающей, строительной, полиграфической пищевой промышленности, атомной энергетике. Перечень необъятен: колеса и ролики, катки и шины техтранспорта, кольца гидро- и пневмоцилиндров, манжеты- уплотнители,амортизаторы, втулки, приводные ремни, конвейерные ленты.

модератор выбрал этот ответ лучшим

в избранное ссылка отблагодарить Ким Чен Ын [278K]

более года назад

Это полимер, то есть синтетический материал, используется и в жидклом виде и в твёрдом и в вспененом.

Практически во всех областях.

Это и лёгкая промышленность и строительство (к примеру пенополиуретан, это утеплитель)

, автомобилестроение (из него делают шины для автомобилей), медицина и так далее включая мебельное производство где из него изготавливают матрасы.

Такое широчайшее применение полиуретан нашёл из-за своих свойств, как-то, долговечность, приемлемая цена, прекрасная адгезия ко многим поверхностям, износостойкость, данный полимер можно использовать при различных температурах, диапазон внушительный, причём полиуретан не теряет своих свойств и при низких и при высоких (в допусках) температурах.

Полиуретан сам по себе разный, он может менять свою эластичность при добавлении определённых ингредиентов в состав.

Изделия изготовленные из полиуретана можно использовать даже в агрессивных средах.

в избранное ссылка отблагодарить домовой [24.2K]

более года назад

Полиуретан это продукт химической промышленности.

Полиуретан это универсальное вещество имеющие структуру от вязкой жидкости, то структуры и плотности очень твёрдого пластика.

Применение его очень обширное, во всех отраслях народного и промышленного хозяйства - от покрытия ручек ложек и вилок, молотков и шпателей, до высокопрочных деталей и механизмов техники.

Полиуретановые составы способны работать (амортизировать, держать, изолировать, противостоять трениям и разрывам, выдерживать огромные нагрузки) в температурном режиме от минус 60° до +80°

Последнее время даже используется в вспененном виде как добавки к разного рода быстро схватывающимся составам, а вспененный и затвердевший даже в качестве фильтров.

Вообще вы правы, очень универсальный и обширный по использованию, качественный продукт химической промышленности.

в избранное ссылка отблагодарить Elden [50.7K]

более года назад

Полиуретан - это материал, который получают от соединения полимера с рядом других групп химических элементов из разряда эфирных. Так например это формула одного из видов полиуретана:

Для людей со школьным образованием в химии, такое объяснени е ничего не даст.

А вот по механическим свойствам - полиуретан похож на резину, только имеет несколько другую цветовую гамму. Он также бывает от мягкого к твёрдому с разной степенью физической твёрдости.

Применяют его очень широко, начиная от каблуков на обуви и заканчивая деталей механизмов.

Из всего применения следует выделить:

  • втулки и салейнтблоки автомобилей
  • втулки и сальники
  • декоративные элементы
  • клей
  • защитное покрытие
  • имплантанты
  • изоляторы
  • колёса
  • прокладки
  • обувь
в избранное ссылка отблагодарить MaiAsim [30.5K]

3 года назад

Полиуретан имеет очень широкое применение, это поистине универсальный материал, который в современном мире заменяет пластик, металл, каучук и даже резину различных марок. При всем этом, полиуретан не просто их заменяет, но и обладает всеми лучшими качествами вышеперечисленных материалов, а именно: износостойкость, эластичность, прочность.

Полиуретан обладает такими характеристиками, как:

  • устойчивость к истиранию и вибрации,
  • водостойкость,
  • стойкость к перепадам температуры,
  • не подвергается (обладает низкой восприимчивостью) воздействию со стороны микроорганизмов и плесени
  • сохраняет свои характеристики в широком диапазоне температур (от -60 до 110 градусов Цельсия)

Производят из полиуретана настолько огромное количество изделий, что перечислить можно лишь некоторые из них, например, подошва для обуви, детские игрушки, конвейерные ленты, втулки, элементы декора (известные широкому кругу потребителей как лепнина). Даже руль автомобиля сделан из полиуретана)))

В строительстве полиуретан также имеет очень широкое применение, начиная той же лепниной и заканчивая изготовлением древесностружечных плит, пенопластов, полимербетонов, клеевых составов, где полиуретан выступает в качестве связующего вещества.

Более того, без полиуретана не может обойтись ни строительство, ни легкая промышленность, автомобилестроение и даже медицина.

в избранное ссылка отблагодарить Irischka [9K]

более года назад

Полиуретан – это полимер, который отличается своей эластичностью, благодаря чему он с успехом применяется в различных сферах нашей жизни. С полиуретаном мы сталкиваемся постоянно, это и строительство, медицина, а так же тяжелая, легкая промышленность. Данный материал встречается в производстве обуви и одежды.

Полиуретан материал с неограниченными возможностями, бывает, как мягким, так и твердым. Мягким может быть, к примеру, поролон, а твёрдым - пенопласт.

Изготавливают материал из сырой нефти, имеет он две основные составляющие: изоцинат и полиол.

Ниже представлено видео о данном материале.

в избранное ссылка отблагодарить Rosenbom [4.2K]

2 года назад

Полиуретаны -синтетические эластомеры, применяются в промышленности как эффективные заменители резины. Применяются для изготовления деталей, способных работать в средах с перепадом температур от -60° С до +80° С. Они мало подвержены старению и стойки к абразивному износу.

в избранное ссылка отблагодарить Ruslam [476]

более года назад

Полиуретан-это современный конструкционый материал.Чаще всего используют как замену резино-техническим изделиям,каучука,металла,пластика.Применяется как опрорный материал,для покрытия валов,уплотнительных колец,колес и роликов.

в избранное ссылка отблагодарить

Знаете ответ?

Смотрите также:

www.remotvet.ru

Что такое полиуретан. Особенности применения, достоинства, недостатки, преимущества полиуретана |

В последнее время мы все чаще сталкиваемся с изделиями из полиуретана, с применением полиуретана в строительстве или производстве.  Сегодня  полиуретан является самым распространенным материалом.

Что такое полиуретан, и какова сфера применения полиуретана?

Полиуретан – это очень эластичный полимер, широко применяющийся в различных сферах нашей жизни, будь то  строительство или медицина, тяжелая и ли легкая промышленность, производство обуви или одежды.

Естественно, данное вещество является синтетическим. Оно имеет массу преимуществ, о которых вы сейчас узнаете.

Достоинства полиуретана 

  • Высокая износостойкость, устойчивость к старению и внешним влияниям.
  • Высокая прочность.
  • Широкий диапазон температур использования изделий из полиуретана.
  • Существует возможность изменения твердости и эластичности материала в зависимости от потребности заказчика.
  • Возможность использования вещества при высокой нагрузке.
  • Широкий диапазон применения полиуретана. Полиуретан используется практически во всех сферах жизни человека. Из него производятся герметики, одежда, утеплители, обувь, трубы и другие изделия, которые эксплуатируются в повседневной жизни.
  • Долговечность.
  • Доступная стоимость.
  • Практичность и многофункциональность.
  • Отсутствие деформации.
  • Не оставляет следов на той поверхности, с которой взаимодействует, т.е на пачкает поверхность, в отличие от резины, металла и др. материалов

Свойства и технические характеристики полиуретана

Изделия из полиуретана можно использовать в агрессивной среде, при этом его качественные свойства практически не меняются. Кроме этого, вещество отлично эксплуатируется в достаточно широком диапазоне температур: от -60 до +80 градусов. Иногда его можно нагревать до 120о, но ненадолго.

Полимер способен выдерживать большие нагрузки, меньше подвергается старению, чем другие вещества. Он является устойчивым к износу, влаге, температурным перепадам, солнечным лучам, соли, растворителям на органической основе. Полиуретан  — очень прочный материалом. При этом его эластичность можно задавать в процессе производства.

Полиуретан может обладать разными характеристиками (твердость, эластичность), от которых зависит сфера его применения.

Полиуретан может состоять из одного или нескольких компонентов.

Особенности изготовления полиуретана

Производство полиуретана происходит путем смешивания и термической обработки нескольких элементов: полиола и изоцианта и полиэфираминов.

Исходное сырье для производства полиуретана изготавливают лишь в нескольких странах: России, Германии, США и Италии. Полиуретан изготавливается и обрабатывается несколькими способами: литьем, прессованием, экструзией.

Какие изделия производятся из полиуретана?

Полиуретановые шины для автомобильных колес не только служат намного дольше резиновых, но и не оставляют следов. В медицине полиуретан применяют для производства презервативов, отличающихся прочностью, гладкостью, небольшой стоимостью и экологической безопасностью.

Полиуретан давно зарекомендовал себя как прекрасный материал для изготовления уплотнительных колец, втулок, манжет. Пенополиуретан  применяют  применяется в качестве утеплителя, а  в мебельной промышленности —  для изготовления матрасов.

Полиуретановые ролики служат значительно дольше резиновых.

Из полиуретана производят присоски, направляющие элементы, бандажи, накладки, шкивы, рейки, трубы и другие изделия.

Полиуретан может применяться в разном виде: жидком, вспененном и твердом.

Где применяется полиуретан в жидком виде?  Чаще всего —  для гидроизоляции плоских крыш. Преимуществом полиуретана является устойчивость к износу, влаге и другим внешним влияниям. Жидкий полиуретан также применяют на сложных участках кровли, где другой изолятор трудно использовать. Жидким полиуретаном заделывают дыры и щели в старой крыше.

Достоинства гидроизоляции полиуретаном:

  • хорошая адгезия;
  • быстрое высыхание;
  •  прочность;
  • доступность;
  • простота использования;
  • устойчивость к негативному влиянию внешней среды;
  • экологическая чистота.

Декоративные изделия из представленного материала: достоинства и особенности использования. Полиуретан широко используют для производства элементов декора. Например, изготовления карнизов, потолочных плинтусов,  колонн, пилястр, балок для лестниц или других изделий. Весьма популярна лепнина из полиуретан, т.к. она отличается прочностью, устойчивостью к механическим нагрузкам, возможностью создания нестандартных форм.

Достоинствами таких изделий является:

  • декоративная привлекательность;
  • простота монтажа;
  • прочность;
  • легкость в уходе и эксплуатации;
  • невысокая стоимость;
  • возможность окрашивания в разные цвета;
  • постоянство цвета. В отличие от гипсовых декоративных элементов, полиуретановые изделия со временем не желтеют.

Особенности и использование вспененного полиуретана.

Пенополиуретан -самый популярным материал в строительстве и ремонте.

К его  преимуществам относятся

  • небольшой вес,
  • хорошие тепло- и звукоизоляционные качества,
  • невысая стоимость,
  • устойчивость к воздействию пара, влаги, солнечных лучей и перепаду температур.
  • простота использования,
  • хорошая адгезия,
  • возможность окрашивания.

 

polipromdetal.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

Полиуретаны

Полиуретаны – один из новых видов полимерных материалов, имеющих большое промышленное значение. К полиуретанам относятся высокомолекулярные соединения, содержащие значительное количество уретановых групп -NHCOO- , независимо от строения остальной части молекул. Обычно эти полимеры получают при взаимодействии полиизоцианатов с веществами, имеющими несколько гидроксильных групп, например с гликолями, касторовым маслом, простыми полиэфирами. Такие вещества могут содержать и другие реакционноспособные группы, в частности аминные и карбоксильные. Поэтому в полиуретанах, кроме уретановых групп, можно обнаружить амидные, мочевинные, эфирные (простые и сложные) группы. А также ароматические и алифатические радикалы. Эти полимеры называют иногда “полиуретанами”, иногда “изоцианатными полимерами”. «Материал с неограниченными возможностями» состоит главным образом из двух типов сырья, изоцианата и полиола, которые получают из сырой нефти. При смешивании двух готовых к переработке жидких компонентов системы, которые содержат различные вспомогательные средства (катализаторы, вспениватель, стабилизаторы и т.д.), образуется реакционно-способная смесь. В зависимости от рецептуры и соотношения компонентов, при соответствующей технологии можно отрегулировать спектр свойств образующегося полиуретана – мы можем получить жесткий, мягкий, интегральный, ячеистый (вспененный) или монолитный. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми продуктами – от высокоэластичных мягких резин до жёстких пластиков и перерабатываются практически всеми существующими технологическими методами: экструзией, прессованием, литьем, заливкой. На их основе получают все известные типы материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные, в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок. Наконец, изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности. Весьма перспективным является использование в медицине соедине­ний на основе полиуретанов. Физические и физико-химические свойства полиуретанов можно направленно изменять в очень широких пределах, что обеспечивает создание полимерных изделий с широким диапазоном свойств. В состав полимерной цепи

О

II

полиуретанов входит уретановая группа — NH — С — О — , близкая по строению к пептидной группе белков — СО — NH, что, возможно, является определяющим моментом в успехе применения этого класса синтетических материалов для биопласти­ки. Большой интерес представляет прежде всего изучение примене­ния пенистого полиуретана.

Кратко рассмотрим историю возникновения ПУ. В начале 30-х годов Карозерс (США) провел исследования по синтезу полиамидов. На основании этих исследований в концерне "I.G.Farbenindustrie" (Германия) начались работы по созданию полимерных материалов, подобных полиамидам. В результате были изобретены новые полимеры - полиуретаны. В 1937 году Байер с сотрудниками синтезировали полиуретановые эластомеры взаимодействием диизоцианатов с различными гидроксилсодержащими соединениями (полиолами). Затем на основе этих композиций они получили жесткие и эластичные пенополиуретаны. Работы того периода преследовали цель заменить полиуретанами такие стратегические материалы, как натуральный каучук, сталь, пробку. С того времени эта область химии полимеров развивалась бурными темпами. В разработку химии ПУ внесли вклад практически все промышленно развитые страны. В нашей стране интенсивные исследования в этом направлении начаты в 60-х годах группой ученых из Института химии высокомолекулярных соединений АН УССР под руководством академика Ю.С. Липатова. Велись работы также в Институте высокомолекулярных соединений РАН, Институте химической физики РАН, московском и казанском химико-технологических институтах и других вузах и научно-исследовательских институтах. В результате проведенных исследований были созданы тысячи полиуретановых композиций и многочисленные технически ценные материалы на их основе.

Таким образом, из четырех «гигантов» современной крупнотоннажной индустрии пластических масс – полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиуретана – последний является, безусловно, наиболее универсальным материалом. Мы встречаем его повсюду – в виде рулевого колеса или матраса, подголовника или подлокотника, оболочки для кабеля, обувной подошвы или ролика для однорядного роликового конька , детских игрушек, губок, полосок для утепления окон, костюмов для защиты от радиации и так далее.

studfiles.net

Применение жидкого полиуретана в быту

   Жидкий полиуретан — это материал, который уникально сочетает в себе удивительные свойства. Он прочен, крепок, гибок, эластичен и неприхотлив. Не сложно догадаться, что подобное сырьё, благодаря своим качествам, будет востребовано по многим направлениям. Речь идёт не только о причастности полиуретана к крупной промышленности. Этот полимер хорошо зарекомендовал себя и на уровне частного использования или изготовления чего либо своими руками в разных сферах. Но в каких? Сейчас мы перечислим основные сферы бытового применения этого материала.

Полиуретан используется как материал для форм.

   Не важно, под что форма и какого она размера — разные виды сырья позволяют с одинаковой эффективностью изготавливать из полиуретана формы как под мелкие фигурки и игрушки, так и под строительные объекты, такие как колонны, блоки, искусственный камень и прочее. Достигается такая широкая вариативность за счёт того, что полиуретан для форм разнится по своей твёрдости, жёсткости и эластичности. Исходя из этого, любой мастер может подобрать для себя именно тот материал, который выступит идеальным подспорьем в его деле.

Полиуретан может применяться в качестве герметика или изоляции.

   Дома или на даче, полиуретановый компаунд может выступить материалом, который сможет заполнить или изолировать определённые пространства. Таким образом, к примеру, вы можете залить полиуретановой смесью щели у рамы окна, или покрыть ступеньки у входа полиуретановой плёнкой, что очень актуально в сезон холодов и гололёда, ибо лететь с крыльца, размышляя, что всё таки было бы неплохо купить полиуретан, не столь приятно, чем приобрести его заблаговременно. И, согласитесь, дополнительная защита для бампера вашей машины в виде полиуретанового напыления тоже не будет лишней.

Материал для технических изделий

   Полиуретановые компаунды могут служить материалом, из которого изготавливаются всевозможные технические изделия, перечень которых может бесконечно пополнятся в зависимости от смекалки и фантазии мастера, который использует данный полимер. Например, из жёстких марок жидкого полиуретана могут изготавливаться втулки, манжеты, сайлентблоки и прочие автомобильные запчасти. Если у вас есть необходимая форма для литья, то вместо того, чтобы покупать эти запчасти в автомагазине, их можно отлить самостоятельно. Помимо практичности, это ещё и неплохая идея для стартапа. Но автомобильные запчасти, повторимся, это далеко не все изделия. В практике были клиенты, которые успешно использовали жидкий полиуретан для изготовления подошв обуви или обуви целиком (калоши и пляжные тапочки). Были мастера, которые использовали полиуретан для производства всевозможных прокладок, ковриков, обивки и прочего. Ограничений для применения этого материала практически нет. Главное не кушать его, не втирать в голову и не вводить внутривенно.

Жидкий пластик для бытового творчества

   Жидкий пластик, который, кстати, тоже является полиуретановым компаундом — вообще верный друг всех моделистов и творческих людей. Создать шедевр своими руками, вырезав его из дерева, воплотив в скульптуре или просто слепив из пластилина — без разницы, главное, что благодаря жидкому пластику и обычной форме, вы сможете размножить своё изделие на бесконечное количество копий. Некоторые мастера, например, создают целые инсталляции из фигурок и декораций, полностью отлитых из жидкого пластика.

kremen.ru

Что такое литьевой и жидкий полиуретан и какие изделия из него можно делать

   Итак, что такое полиуретан? Им являются синтетически получаемые полимеры. Некоторые их виды способны значительно отличаться по параметрам строения цепи, способом получения, а также свойствами. Однако в один большой список их объединяет присутствие ключевой цепи макромолекулы, которая свойственна уретановым группам - NHCOO-. 

   Свойства и структурный состав материала легко изменять в широких диапазонах путем метода подбора основных исходных компонентов. Их относят к списку немногих полимерных материалов, в которых регулируется количество поперечных связей, характер взаимодействий на молекулярном уровне и гибкость всех молекул. Благодаря таким характеристикам из данного полимера легко получить разнообразные вещества: волокна, эластомеры, любые пеноматериалы (в том числе и пенополиуретан), пластичные массы, термореактивные поверхностные покрытия. Как правило, на нашем рынке материал маркируется так: PU либо ПУ. Однако существуют и прочие обозначения с более сложными комбинациями.

   Свойства вышеуказанных материалов способны меняться в широчайших пределах. Они зависимы от длин цепей и природы уретановых группировок, а также от структуры, массы молекулярной, уровня кристалличности. Встречается твердый и жидкий полиуретан. Их жесткость имеет пределы от мягкости, схожей с параметром резины, и до твердости некоторых жестких пластиков. 

   В практическом использовании более привлекательны полиуретановые эластомеры. Они охарактеризованы сильным сопротивлением раздиру, стойкостью к износу, устойчивостью к атмосферным явлениям, структурной прочностью. Кроме того, они устойчивы к воздействию плесени и микробов. А порой механические свойства вышеуказанных материалов возводят их выше резин, и даже металлов! Данное сырье обладает некоторыми характеристиками, недостижимыми каучукам и резинам.

   Полиуретаны способны подвергаться любым технологическим воздействиям от экструзии до заливок на обычном оснащении. На основе этого сырья можно изготовить любые изделия и материалы. Уже готовые товары из данного полимера получают прозрачными, а также окрашенными во все оттенки. 

   В промышленности место нашел литьевой полиуретан, из которого получают изделия различных величин и даже крупногабаритные предметы. К примеру, массивные транспортные шины, транспортировочные ленты абразивного шлама, трубопроводы и гидроциклоны, используемые горнодобывающим сектором. Также данное сырье пригодно для производства валов, деталей и шестерен многих механизмов, которые применяются во всех сферах деятельности. Особые заслуги литьевого полиуретана привлекают инженеров, разрабатывающих уплотнительные системы и вибростойкие детали. 

   Полимеры в автомобильном производстве заняли свои прочные позиции при сборке подшипников скольжения в рулевом механизме, деталей подвески, уплотнителей, маслостойких деталей. Обувная индустрия активно применяет полимер для изготовления прочных подошв и заменителей элементов обуви, выполняющих роль обивки. Мебельная промышленность также не обошла стороной вышеуказанное сырье. Оно применяется в качестве связующего звена плит ДСП, МДФ, полимербетонов, клеевых составов, специальных покрытий и пенопластов, которыми декорируют фасады. Кроме того, изделия из полиуретана встречаются даже в медицине! Такими примерами могут служить протезы для инвалидов.

   Из всего вышесказанного ясно, что полиуретаны обладают ценнейшими свойствами. Поэтому их использование экономически обосновано в широчайшем списке отраслей производства и хозяйства.

mag-engineering.com.ua

Применение полиуретанов — курсовая работа

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ          3

  1. Химическое определение полиуретана     4

1.2  Получение полиуретанов        5

1.3  Модификации полиуретанов  с целью понижения горючести  10

1.4  Свойства полиуретанов        15

2.  Применение полиуретанов       19

2.1 Производство изделий из литьевых  полиуретанов   19

2.2 Футеровка валов         20

2.3 Фторполимеры уретановые       21

2.4 Изделия из полиуретана        22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ          32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Полиуретановые материалы  являются широко распространенными  полимерами в народном хозяйстве. Они  характеризуются комплексом ценных эксплуатационных свойств, а именно высокой прочностью, высоким относительным  удлинением устойчивостью гидролитическому воздействию и устойчивости к  воздействию некоторых видов  агрессивных сред. Однако, основным недостатком полиуретановых материалов является их низкая устойчивость к  воздействию к термической и  термоокислительной деструкции, причем полиуретаны являются горючими полимерами, их кислородный индекс составляет 17-19%. Поэтому повышение устойчивости полиуретанов к воздействию высоких  температур и к воздействию открытого  пламени является актуальной задачей.

Снижение влияния этого  недостатка на работоспособность полимеров  в процессе их эксплуатации осуществляют за счет модификации. Существуют несколько  способов модификации. Модификация  может быть физической и осуществляется путем наполнения полимерного материала  различного рода продуктами без образования  химических связей, либо химической. В  этом случае присутствуют химические связи между полимерной матрицей и соединением модификатора. В  свою очередь химическая модификация  может быть осуществлена на различных  стадиях получения и переработки  полимеров.

Таким образом, существует реальная возможность варьирования свойств  полимерного материала в широких  пределах, а так же получение полимера с комплексом заданных свойств.

В настоящее время ведутся  активные работы в области получения  модифицированных полимерных материалов, в том числе и полиуретановых, которые сохраняют исходные свойства и характеризуются дополнительными, в частности имеют повышенную термическую устойчивость.

Полиуретаны – один из новых  видов полимерных материалов, имеющих  большое промышленное значение. К  полиуретанам относят высокомолекулярные соединения, содержащие значительное количество уретановых групп, независимо от строения остальной части молекул. Обычно эти полимеры получают при взаимодействии полиизоцианатов с веществами, имеющими несколько гидроксильных групп, например с гликолями. Такие вещества могут содержать и другие реакционно-способные группы, в частности аминные и карбоксильные. Поэтому в полиуретанах кроме уретановых групп можно обнаружить амидные, эфирные (простые и сложные) группы, а также ароматические и алифатические радикалы. Эти полимеры называют иногда «полиуретанами», иногда – «изоцианатными полимерами».

Целью курсовой работы является изучение полиуретанов как одних  из основных, использующихся в настоящее  время в промышленности, полимерных материалов. Для осуществления цели поставлены следующие задачи: рассмотреть  получение и свойства полиуретанов, применение и производство изделий  из полиуретанов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Химическое определение полиуретана

 

Полиуретанами являются химические соединения, в составе которых  содержатся уретановые группы NHCOO. Они  очень широко применяются сейчас в промышленности. Существуют несколько  типов применяемых полиуретанов: полиуретаны, полиэтилены и полиамиды.

Первые полиуретаны начали разрабатываться в Германии и  США в начале 30-х годов XX века. Целью их разработки являлась необходимость  замены таких стратегических видов  сырья, как натуральный каучук, пробковое  дерево и сталь. Лаборатория известного немецкого ученого Байера в 1937 году впервые синтезировала полиуретановые эластомеры. Производство полиуретанов в промышленных масштабах началось в Германии в 1944 году. Производство полиуретана на основе сложных полиэфиров в широких масштабах поле войны  началось в США, начиная с 1957 года. В СССР исследования технологии производства полиуретановых соединений начались в 60-е годы сразу в нескольких НИИ  Академии Наук СССР.

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкил, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов также могут содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная, амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик. Используются в качестве заменителей резины при производстве изделий, работающих в агрессивных средах, в условиях больших знакопеременных нагрузок и температур. Диапазон рабочих температур — от −60°С до +80°С.

Свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах (в  зависимости от природы и длины  участков цепи между уретановыми  группировками, от структуры — линейная или сетчатая, молекулярной массы, степени  кристалличности и др.). Полиуретаны  могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми (аморфными или кристаллическими) продуктами — от высокоэластичных мягких резин до жёстких пластиков (твёрдость по Шору от 15 по шкале А до 60 по шкале D соответственно). Полиуретаны устойчивы к действию кислот, минеральных и органических масел, бензина, окислителей; по гидролитической стойкости превосходят полиамиды. Линейные полиуретаны растворимы в некоторых полярных растворителях (например, диметилформамиде, диметилсульфоксиде).

Полиуретан относится  к конструкционным материалам, механические свойства полиуретана дают возможность  использовать его в деталях машин  и механизмов, подвергающихся силовым  нагрузкам. К данному виду промышленных материалов предъявляются очень  серьезные требования с точки  зрения сопротивляемости воздействию  агрессивной внешней среды. Все  конструкционные материалы делятся  по своей природе на металлические, неметаллические и композитные. Полиуретан, по данной классификации, относится к группе неметаллических  материалов, хотя обладает и определенным набором свойств металлов и композитов. Существует ряд важнейших критериев  для оценки применимости конструкционных  материалов  в определенных промышленных условиях (прочность, ресурс, температурная  стойкость, износостойкость, химическая инертность, электрическая проводимость и др.).

При увеличении числа функциональных групп в молекулах одного или  обоих компонентов до трех или  более получаются разветвленные  или сшитые полимеры. Структуру и  свойства полиуретанов можно менять в широких пределах путем подбора  соответствующих исходных веществ. Они относятся к числу тех  немногих полимеров, у которых можно  направленно регулировать число  поперечных связей, гибкость полимерных молекул и характер межмолекулярных  взаимодействий. Это дает возможность  получать из полиуретанов самые разнообразные  материалы – синтетические волокна, твердые и мягкие эластомеры, жесткие  и эластичные пеноматериалы, различные  термореактивные покрытия и пластические массы.

 

    1.  Получение полиуретанов

Изготовление полиуретановых соединений является сложным и энергоемким  технологическим процессом. Они  получаются путем смешивания и термостатирования  двух компонентов, полиола и изоцианита. К ним добавляют полиэфирамины. Этот процесс требует применения дорогостоящего оборудования. Технологией  изготовления сырья для получения  полиуретана обладают Россия, Германия, Италия и США.

Для получения полиуретана  применяют несколько методов  обработки сырья: экструзию, прессование, литье в открытые формы. Наиболее распространен метод литья полиуретановых эластомеров. Этот метод позволяет  изготавливать как большие, так  и относительно малые по размерам изделия. Например, таким способом получают шины для транспорта внутри завода. Надежность этих шин до 7 раз выше, чем у шин, получаемых из углеводородного  каучука. Так же получают и листовые элементы, которые могут быть как  тонкими пленками, так и массивными полиуретановыми пластинами. Путем  литья изготавливают опоры, втулки, манжеты, уплотнительные кольца, покрытия для металлических валов, роликов  и колес, различные детали, подверженные абразивному воздействию. Литые полиуретановые изделия широко применяются в горнодобывающей промышленности, где к таким изделиям предъявляются повышенные требования по сопротивлению к абразивному износу и повышенной температуре.

Рассмотрим механизм способа получения  полиуретанов.

Полиуретаны получают взаимодействием  соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

 

 

При помощи этой молекулы под названием  диазодицикло(2,2,2)октан (diazobicyclo[2.2.2]octane), или сокращенно DABCO, эти два мономера могут полимеризоваться.

DABCO является очень хорошим нуклеофильным  реагентом или электроно-донорным  веществом. Это означает, что у  него есть пара неподеленных электронов, которая присоединится к какому-нибудь легко уязвимому ядру. Как известно, у электронов заряд отрицательный, а ядра атомов несут на себе положительный заряд, вследствие чего отрицательные и положительные заряды притягивают друг друга. Поэтому электроны в молекуле будут смотреть по сторонам и обнаружат ядро у одного из атомов водорода в гидроксильной группе двухосновного спирта. Эти атомы водорода уязвимы, поскольку они соединены с атомами кислорода. Кислород обладает высокой электроотрицательностью. Это означает, что он притягивает к себе электроны от соседствующего с ним атома водорода. Это нарушает равновесие в атоме водорода между положительным зарядом ядра и отрицательным зарядом электронов. Электроны могли бы уравновесить положительный заряд ядра своими отрицательными зарядами, не будь они так сильно притянуты к кислороду. Это оставляет атом водорода с небольшим положительным зарядом.

 

 

Электроны в молекуле DABCO притягиваются  и образовывают водородную связь  между атомом водорода одной из гидроксильных  групп в молекуле двухосновного  спирта и атомом азота в молекуле DABCO. Эта водородная связь оставляет  частичный положительный заряд  на атоме азота, но еще важнее то, что в результате образуется частичный  отрицательный заряд на атоме  кислорода. Этот частичный отрицательный  заряд активирует атом кислорода.

У атома кислорода электроны  в избытке, поэтому он и будет  взаимодействовать с молекулами, у которых недостаток электронов. Если посмотреть на молекулу диизоцианата, то видно, что атом углерода в изоцианатной группе зажат между двумя электроотрицательными  атомами, кислородом и азотом. Это  означает, что этот атом углерода нуждается  в электронах. Поэтому атом кислорода  взаимодействует с ним. Он дает пару электронов атому углерода и образуется связь.

 

Это выталкивает пару электронов из двойной связи между атомами  азота и кислорода. Эта пара теперь обосновывается на атоме азота, сообщая  ему отрицательный заряд. Тем  временем атом кислорода, отдав пару электронов, остается с положительным  зарядом.

Далее атом азота отдает эту пару электронов  атому водорода в  спиртовой группе. В результате образуется связь между атомами водорода и азота.

После этого и образуется уретановый димер. 

 

 

У данного уретанового димера на одном конце молекулы находится  спиртовая группа, а на другом - изоцианатная группа. Поэтому он может взаимодействовать  либо с двухосновным спиртом, либо с  диизоцианатом, образовав тример. Или он может прореагировать с другим димером, тримером или даже более крупным олигомером. Таким образом, мономеры и олигомеры продолжают взаимодействовать и соединяться до тех пор, пока не получится полиуретан с высокой молекулярной массой.

 

В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6-изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4'-дифенилметан-, 1,5-нафтилен-гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и  радиационную стойкость, а также  жёсткость полиуретанов.

Гидроксилсодержащими компонентами являются:

  1. олигогликоли — продукты гомо- и сополимеризацииТетрагидрофурана, пропилен- и этиленоксидов, дивинила, изопрена;
  2. сложные полиэфиры с концевыми группами ОН — линейные продукты поликонденсации адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен- или другими низкомолекулярным гликолями;
  3. разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилол-пропана), продукты полимеризации ε-капролактона.

freepapers.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *