Виды и свойства полиуретана
Ускоряем разработку продукта, сокращаем затраты с помощью цифровой производственной платформы.
Получить мгновенную оценку
Загрузка в производство за 5 мин.
Литьё полиуретана — универсальный производственный процесс, охватывающий широкий спектр материалов, поэтому выбор подходящего варианта может включать множество факторов.
Так, полиуретаны одного типа или группы твёрдости могут показаться очень похожими, но при рассмотрении подробных характеристик и уникальных свойств различия могут стать основой выбора или источником вдохновения. Даже самый продвинутый гик не запомнит всех свойств материала, а также не все, кому нужно сделать выбор обладают навыками инженера: здесь становится бесценной техническая документация и наше пособие по её чтению.
В этой статье мы рассмотрим основные типы полиуретанов, области их применения, ответим на вопросы: как выбрать материал и прочесть его технические данные, чтобы вы могли сделать правильный выбор.
Перед началом изучения свойств мы рекомендуем сформулировать ваш запрос и ответить для себя или при размещении заказа на следующие вопросы:
• Назначение детали
Условия работы и возможные механические воздействия. Требуются ли повышенные электрические свойства, ударная прочность, несущая способность или же деталь выполняет функцию амортизатора? То есть факторы, которые помогут уточнить набор требуемых характеристик.
• Устойчивость к факторам окружающей среды
Будет ли деталь подвергаться воздействию экстремальных температур, влажности, ультрафиолетового излучения или агрессивной химической среды?
• Ожидания
Точность изготовления, визуальные требования к качеству поверхности и цвету детали, а также другие требования в отношении срока службы, скорости производства и стоимости изделия.
Твёрдость
Под твёрдостью понимают показатель устойчивости пластика к деформации, вызванной механическим вдавливанием или истиранием.
Классификация полиуретана по твёрдости определяется шкалой Шора или методом вдавливания, обычно применимым для полимеров, каучуков и продуктов их вулканизации.
Твёрдость по Шору обозначается в виде числового значения шкалы, к которому приписывается буква, указывающая тип шкалы и иногда метод измерения или прибор. Различают типы A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S и R. Все шкалы делятся от 0 до 100 условных единиц, при этом высокие значения соответствуют более твёрдым материалам. Для полиуретана или силикона применимы шкалы A и D.
Примеры обозначения:
Твёрдость по Шору 80 по шкале А, Твёрдость 80 ед. Шора D
Жёсткие полиуретаны
В спектре шкалы 60 — 90 единиц Шора D находятся полиуретановые смолы от жёстких до очень жёстких.
Для представления, большинство материалов твёрдостью от 65 ед. в этом диапазоне покажутся абсолютно твёрдыми для руки человека и не будут иметь поверхностной гибкости. Напримиер, твёрдость защитной каски — 80 ед. Шора D
Жёсткие полиуретаны имитируют большинство материалов, используемых для литья под давлением, таких как ABS, PMMA, PS и PP. Основное применение — корпуса приборов бытовой техники, медицинского оборудования, детали автомобилей, оптически прозрачные компоненты.
Резиноподобные полиуретаны
Для эластомеров с твёрдостью в пределах шкалы 30 — 90 ед. Шора А характерна большая гибкость и низкий модуль упругости, другими словами — они эластичны, например ластик карандаша с твёрдостью 40 единиц. Такие полиуретаны имитируют свойства резин TPE, TPU и могут быть применимы для производства уплотнителей, чехлов приборов, заглушек, кабельных вводов и капсулирования.
Силиконы
Силиконы пересекаются с резиноподобными материалами в спектре 5 — 50 единиц Шора А, но чаще всего используются для создания деталей низкой твёрдости, но требующих повышенной эластичности и прочности на растяжение, а также для изготовления форм, с помощью которых отливаются детали конечного пользования.
Силикон отлично зарекомендовал себя как материал кнопок, уплотнительных прокладок и колец, а также биосовместимых деталей медицинского назначения. Для представления твёрдости, жевательная резинка имеет показатель 10 ед. Шора А.
Свойства при растяжении
Не смотря на существующие типы полиуретана, есть основные свойства, которые требуют понимания для оптимального выбора материала.
В зависимости от вида нагрузок выделяют статическую, динамическую и усталостную прочность. При статических нагрузках производят испытания на растяжение, сжатие, изгиб и кручение, при динамических — на ударную вязкость, на усталостную определяют способность образца выдерживать циклические нагрузки. Показателем прочности для возможности сопоставления материалов является предел прочности — максимальная нагрузка, которую выдерживает материал без разрушения.
Статическое растяжение — один из наиболее распространенных видов испытаний для определения механических свойства материала, которые наиболее часто содержат технические документации, поэтому мы уделим внимание ему.
При испытании на растяжение образец специальной формы помещается в установку с гидравлическим прессом, где к нему, закрепленному с двух концов, прикладывают продольную силу пока не наступит разрушение, таким образом определяют диаграмму прочности и следующие показатели.
• Предел пропорциональности (Proportional limit), МПа (МPa)
Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука: деформация, возникающая в упругом теле, пропорциональна приложенной к этому телу силе.
• Предел упругости на растяжение (Elastic limit), МПа (МPa)
Напряжение, после снятия которого, в теле не возникает остаточных деформаций — форма образца сохраняется.
• Предел текучести на растяжение (Yield Strength), МПа (МPa)
Максимальная нагрузка, которую выдерживает материал до окончательного разрушения: начинают происходить необратимые изменения, появляются значительные пластические деформации.
• Предел прочности на растяжение (Maximal/Ultimate tensile strength
Критическая точка напряжения или такая нагрузка, превышение которой приведёт к разрушению тела.
• Модуль упругости при растяжении (Tensile modulus of elasticity/Youngs Modulus), Па (Pa)
Дополнительно можно определить физическую величину, характеризующую способность материала к растяжению, сжатию при упругой деформации — модуль Юнга. Исследуя этот показатель можно понять отношение напряжения к линейной деформации — как будет вести себя тело на участке диаграммы от предела текучести до предела прочности.
Материал с более крутым уклоном графика — например, ABS, будет жёстче, чем материал с более пологим – TPU.
• Относительное удлинение при разрыве (Elongation at maximal tensile strength), %
Важный показатель, особенно если речь идет об эластичных материалах, который показывает на сколько удлинилось тело — какую часть от первоначальной длины составляет удлинение в процентах.
Свойства изгиба
Свойства изгиба близки к свойствам при растяжении, и для многих изотропных материалов (с постоянными физико-механическими свойствами во всех направлениях), таких как сталь, они будут равны.
Для пластика же характерна неравномерность свойств в связи с поверхностным упрочнением, поэтому для обеспечения точности проводят дополнительное испытание на изгиб: образец помещается на две опоры с грузом приложенным по центру, с помощью чего определяют показатели аналогичные растяжению:
• Предел прочности при изгибе (Maximal/Ultimate flexural strength), МПа (МPa)
• Модуль упругости при изгибе (Flexural modulus of elasticity), Па (Pa)
Ударные свойства
Тест на ударную вязкость — способность тела поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения, достаточно прост: образец закрепляется в зажиме под тяжёлым маятниковым рычагом, рычаг поднимается и при падении маятник ударяет по образцу.
Испытания проводятся на образцах с надрезом или без надреза. Тест с надрезом является более реалистичным индикатором ударной вязкости, когда на поверхности продукта могут быть дефекты (iPhone бросают в карман с ключами), в то время как тест без надрезов лучше подходит для ситуаций, когда материал будет работать в менее агрессивной среде.
В любом случае, ударные свойства пластика важны, когда мы хотим иметь представление о прочности в заданных условиях. Возьмём два обычных прозрачных пластика: поликарбонат и акрил. Оба они имеют одинаковую прочность на разрыв (около 40 МПа), но поликарбонат выдерживает до 40 раз большую ударную нагрузку. Акрил же обеспечивает лучшую прозрачность.
По месту приложения нагрузки в момент испытания различают:
• Ударная вязкость по Шарпи (Сharpy impact strength), кДж/м2 (kJ/m2)
• Ударная вязкость Изоду (Izod impact strength), кДж/м2 (kJ/m2)
Тепловые свойства
Аналогично тому, что материал не выдержит нагрузку или силу удара, стоит беспокоиться о воздействии окружающей среды на деталь, а именно нагрева или чрезмерного охлаждения.
Ожидаемое поведение пластика при повышенных температурах — размягчение, поэтому в разделе тепловых свойств технических характеристик вы найдёте:
• Температура изгиба под нагрузкой или деформационная теплостойкость (Deflection temperature), ℃
Покажет при какой температуре пластмассовый образец будет изгибаться на стандартное значение под воздействием нагрузки.
Найдите максимальную температуру, при которой будет работать ваша конструкция, а затем убедитесь, что она в рамках значений термостойкости.
• Температура стеклования (Glass transition temperature),℃
Температура, при которой полимер охлаждаясь переходит из высокоэластического или вязкотекучего в стеклообразное состояние. Важная эксплуатационная характеристика полимерного материала, соответствующая верхней температурной границе теплостойкости пластмасс и нижней границе морозостойкости каучуков и резин.
Специальные свойства
В дополнительной документации на материал вы можете найти:
• Сертификат безопасности FDA (Food and Drug Administration)
Материал нетоксичен и безопасен для прямого контакта с пищевыми продуктами.
• Паспорт безопасности MSDS (Material Safety Data Sheet)
Информация о безопасности и мерах осторожности при работе с материалом.
• Показатель огнестойкости
Результаты испытаний на устойчивость к горению, обычно проводимые в соответствии со стандартом UL-94, определяющим классификацию пластмасс по огнестойкости от медленного горения до самозатухания в течение 60 секунд.
Электрические характеристики
Электрическое сопротивление – свойство материала сопротивляться прохождению электрического тока. В зависимости от области сопротивления различают:
• Поверхностное сопротивление (Surface resistivity), Ом (Ohm)
• Объёмное сопротивление (Volume resistivity), Ом·метр (Ohm metre)
Узнайте больше о литье полиуретанов:
Доступные материалы
Что такое литьё полиуретана
Рекомендации по проектированию
Литьё полиуретана против литья под давлением
Литьевой полиуретан: свойства и области применения
Жидкий литьевой полиуретан — двухкомпонентный эластичный состав, который получают из смолы и отвердителя. Основа представлена элементами изоциановой группы, соединители — веществами гидроксильных групп. После контакта и смешивания состава начинается полимеризация, готовый полимер обладает свойствами и структурой полиуретана. Материал известен как литьевой пластик, применяют для изготовления декоров, форм, тротуарной плитки.
В статье рассказали об особенностях жидкого литьевого полиуретана, сферах применения.
Свойства литьевого полиуретана
Высокая текучесть компонентов позволяет изготавливать детали сложной формы и рельефа. Свойства литьевого полиуретана до и после полимеризации отличаются от пенополиуретана. Показатель усадки жидкого материала — до 0,1–0,3 % — характеристика обеспечивает точное соответствие изделия форме, в которую заливают. При этом усадка обычного ППУ — 0,5 %, что обеспечивает стойкость конструкции, снижает риск образования трещин, сколов в области перемычек, примыканий, парапетов.
Сравнение других характеристик материалов смотрите в таблице.
| № |
Характеристика |
ППУ |
Литьевой полиуретан |
| 1 | Устойчивость к перепадам температур |
✅ |
|
| 2 | Устойчивость к воздействию агрессивных химических составов | ✅ | ✅ |
| 3 | Малый вес, который не утяжеляет основание и конструкцию после нанесения | ✅ | ✅ |
| 4 | Способность восстанавливать начальную форму после механических деформаций |
✅ |
|
| 5 | Плотность материала после полимеризации | 10–1000 кг/м³ | 1000–1200 кг/м³ |
| 6 | Твердость по Шору | D: 20–90 | А: 60–97 |
Жидкий полиуретан помогает получить изделия и декоры со сложными формами.
Высокий уровень эластичности позволяет заменять полиуретаном резину и каучук. На свойства смеси влияют добавки-модификаторы, красители — можно изменить прочность, цвет готового изделия, скорость полимеризации.
Различают 2 типа полимеризации двухкомпонентного литьевого полиуретана:
- холодная — материал отвердевает при комнатной температуре;
- горячая — состав нагревают до 60–120 ˚С согласно инструкции производителя.
Продукция горячей полимеризации не требует финишного армирования, более устойчива к воздействию щелочей, вибрациям, абразивному износу.
Области применения
Литьевой полиуретан находит применение в разных сферах: от строительства и заливки шестеренок до текстильной промышленности и производства кожзаменителя.
Разберем области применения литьевого полиуретана:
- мебельное производство — ролики, валики, подкладки;
- лепной декор — молдинги, колонны, карнизы, арки;
- изготовление автооборудования — шестерни, втулки, валы, зубья;
- производство ленточных конвейеров — автоматизированные ролики, валики, гусеницы;
- изоляция трубопроводов, коммуникаций — заливка компонентов для поддержания температур в заранее установленный «кожух»;
- ППЖТ — предприятия железнодорожного промышленного транспорта — пневматические амортизаторы, уплотнители;
- автомобилестроение — клапаны, муфты, подшипники, вкладыши, уплотнители;
- оснащение холодильным оборудованием — теплоизоляция морозильных камер, складов, хранилищ;
- текстильная промышленность — композитные ткани, кожзаменители;
- обработка и защита колес коммерческого оборудования — каталки, ручные тележки, тачки, автоматические погрузчики.
Стойкость к агрессивным моющим и химическим средствам делает жидкий полиуретан применимым в пищевой, стоматологической, хирургической отраслях. Материал используют в протезировании, изготовлении лакокрасочных материалов.
Компоненты не включают токсичные и вредные для здоровья человека вещества. Жидкий полиуретан используют для изготовления детских и развивающих игрушек.
Литьевой жидкий полиуретан обладает уникальными свойствами и высокой скоростью отверждения — материал применяют для производства декоративно-отделочных, конструкционных элементов мебели разной сложности формы. При выборе материалов рекомендуем ориентироваться на необходимую плотность готового изделия. Вы не сможете получить плотность 600 кг/м³ при заливке системы с пороговой плотностью 100 кг/м³.
Смотрите на видео, как правильно выбирать систему, вычислять объем и количество компонентов для заливки. В пошаговой инструкции рассказали о подготовке, обезжиривании формы, правилах перемешивания, заливке.
При работе с компонентами используют средства индивидуальной защиты, спецодежду: костюм, очки с боковыми накладками, резиновые непроницаемые перчатки.
Компания «Химтраст» изготавливает эффективные и экологически безопасные компоненты для заливочных систем. Например, система «Химтраст СКД-50» и антиадгезионные разделительные смазки применяют при производстве монтажных терок, накладок, карнизов, изголовий кроватей и других декоров.
Предлагаем разработать компоненты для заливки по индивидуальной рецептуре, которые будут соответствовать плотности, требованиям, специфике работы. Проводим многоуровневую систему контроля качества и безопасности составов. Выбор проверенного материала поможет избежать проблем, в дальнейшем сэкономить деньги на устранении дефектов.
Доставляем продукцию по России и странам СНГ. Высылаем образцы для тестов по запросу.
Свойства полиуретана — Технические данные уретана
Свойства полиуретана — Технические данные уретана | PSI Уретаны, Inc.
Перейти к навигации Перейти к содержимому
Ваш браузер устарел.
В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для получения наилучших результатов используйте один из последних браузеров.
- Хром
- Фаерфокс
- Internet Explorer Edge
- Сафари
Свойства полиэстера и полиэфируретана
Два основных типа полиуретанов — это полиэфир и полиэфир. Каждый предлагает свои собственные эксплуатационные характеристики. Ниже приведены типичные свойства для обоих типов полиуретана.
Преимущества и свойства составов сложных эфиров и эфиров
Сложные эфиры- Стойкость к растворителям
- Маслостойкость
- Скольжение Стойкость к истиранию
- Превосходные механические свойства
- Стойкость к тепловому старению
- Гашение вибрации
- Повышенная прочность на разрыв
- МДИ и ТДИ для пищевых продуктов
- Превосходные свойства отскока
- Низкотемпературная гибкость
- Превосходная гидролитическая стабильность
- МДИ и ТДИ для пищевых продуктов
- Превосходные механические свойства
- Сопротивление динамическому нагреву
- Стойкость к истиранию
- Паспорт безопасности уретановых материалов PSI Скачать
- Технический обзор уретанов Скачать
0077
Выбор полиуретана по сравнению с другими материалами Преимущества полиуретана по сравнению с резиной: 
Что касается характеристик твердого блока, выбранный изоцианат и удлинитель цепи сильно влияют на конечные механические, физические, термические и технологические свойства полиуретана благодаря их способности стимулировать разделение фаз твердого блока и способствовать кристаллизации и образованию межмолекулярных жестких сегментов. склеивание.
В композициях из термопластичного полиуретана (ТПУ) несшитые домены BDO-MDI могут быть расплавлены, поскольку они будут течь при повышенных температурах, что делает возможным термопластическую обработку. Связанные сетки восстанавливаются при охлаждении, образуя прочные эластомерные композиции.
Следует отметить энтальпию плавления сегмента MDI/BDO.
В таблице показано влияние повышенного содержания жестких блоков (более высокий процент NCO) на свойства. Прочность на растяжение, прочность на разрыв и твердость увеличиваются с увеличением концентрации твердых блоков.
По мере того, как в полиуретане увеличивается соотношение твердых и мягких блоков, увеличивается твердость по Шору А, а также модуль упругости, предел прочности при растяжении, прочность на разрыв и остаточная деформация при сжатии. Удлинение при разрыве и устойчивость к гидролизу увеличиваются с увеличением содержания ПТМЭГ. 9
Мы предоставили данные на рисунке ниже, где температура Clash-Berg используется в качестве заменителя Tg.
Как мономер он менее гигроскопичен с очень низкой температурой замерзания при -54 ℃. Сравнение с BDO в качестве удлинителя цепи представлено в следующей таблице. Обратите внимание на твердомеры, характеристики отскока, растяжения и разрыва обоих удлинителей цепи. MPO может помочь как сократить расходы, так и повысить производительность. Следует отметить, что значения дюрометра Shore A находятся в нижнем диапазоне 60 с.
В противном случае HQEE будет кристаллизоваться в смеси, что приведет к образованию звездочек в отвержденном уретановом эластомере. Температура формы также должна быть выше 110°C.
использует.
Кроме того, орто-обогащенный мономерный ДИ можно хранить и обращаться с ним в виде жидкости при комнатной температуре. Асимметричная характеристика орто-обогащенного MDI позволяет производить полуаморфные полиуретановые эластомеры с использованием BDO в качестве удлинителя цепи с низким уровнем кристалличности и упаковки цепей, очень медленной кинетикой кристаллизации, низкими значениями твердости при более высокой мягкости, низкой остаточной деформацией при сжатии и высокой устойчивость. Орто-богатый полиэфирный форполимер с удлиненной цепью BDO продемонстрировал более низкие значения твердости по Шору А и значительно более высокие значения прочности на разрыв при низких значениях остаточной деформации при сжатии.
Общий уровень ТМП в смеси бутандиола составляет шесть процентов или ниже. При низких уровнях ТМР улучшаются прочность на растяжение, твердость, разрыв, истирание, удлинение, упругость и другие свойства. При более высоких уровнях можно наблюдать снижение свойств при растяжении и удлинении, но могут продолжать улучшаться упругость, остаточная деформация при сжатии и свойства к истиранию.