Полиуретан: применение и свойства | ПОЛИМЕРТЕХПРОМ
Полиуретан – современное и востребованное в промышленности сырье, которое можно поставить в один ряд с резиной, каучуком, металлом. Полиуретан используется в различных формах: в жидком, твердом, включая формованные листы. Большую популярность этот материал приобрел благодаря особенностям получения, универсальным свойствам, а также доступности.
Итак, знакомимся, полиуретаны: состав, свойства, производство, применение.
История создания полиуретана
Впервые полиуретан был получен в 1937 году. Известный немецкий химик-технолог Отто Байер синтезировал его из диизоцианта и жидкого полиэфира. Полученное вещество превосходило по многим свойствам существующие тогда пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон, а также пены, обладающей высокой эластичностью. Но задуманное пришлось отложить в связи с начавшейся Второй Мировой. Но уже тогда полиуретаны начали использовать, например, в незначительных количествах их применяли для покрытия самолетов.
Вновь к совершенствованию технологии и изготовлению полиуретана в промышленных масштабах вернулись лишь в 1954 году. Для синтеза применялся диизоциант толуола и полиолы полиэстра. Массовое производство стартовало в 60-х годах с подачи известных американских компаний Mobay и Union Carbide.
Занимательно, что вспененный полиуретан, обладающий высокой эластичностью, был получен случайным образом. В смесь, подготовленную для реакции, попала вода. Результат был непредсказуем и дал начало производству нового материала.
Свойства полиуретана
Полиуретан – это целый класс синтезируемых полимеров, в молекулах которых присутствуют группы уретанов. В связи с тем, что молекулярная структура их может отличаться, технические характеристики и свойства полиуретанов могут быть различными. Но общее для всей группы полимеров является вязкость и высокая эластичность. По этой причине их относят к эластомерам. Эластомерами называют упругие материалы, которые могут растягиваться и принимать исходное положение, то есть ведут себя как резина.
Впечатляет морозостойкость полиуретанов, они могут использоваться при различных температурах: от — 60°C до +80°C.
Физические свойства полиуретана
- Высокая твердость. Это дает возможность применять материал там, где на него оказываются значительные механические нагрузки.
- Превосходная износостойкость. В том числе к воздействию абразивных веществ, применяемых для шлифовки, полировки и прочих видов обработки материалов.
- Значительная эластичность. При том, что твердость материала остается высокой.
- Устойчивость к деформациям, которая обеспечивается значениями прочности до 50 МПа.
- Полиуретан – неблагоприятная среда для образования плесени, грибков, микроорганизмов.
- Не изменяет свойства при воздействии масел, растворителей.
- Метод литья позволяет изготавливать из полиуретана продукты любого размера и конфигурации.
Достоинства и недостатки материала
Полиуретан имеет массу преимуществ, в сравнении с прочими наиболее распространенными материалами.
- Он легче, чем металлы, эластичнее, не является проводником электричества, не поддается воздействию абразивов. Изготовленные из полиуретана механизмы производят меньше шума, чем металлические, они не требуют больших затрат при ремонте и обслуживании.
- Полиуретан имеет более долгий срок эксплуатации, в сравнении с резиной. Он способен выдерживать значительнее нагрузки, скорее, чем резина возвращает первоначальную форму после внешнего воздействия, эластичен, не видоизменяется при взаимодействии с маслами, не притягивает так сильно грязь, как резина.
- В сравнении с пластиками свойства материала полиуретана также более практичны. Он устойчив к механическому воздействию, обладает значительной упругостью и не поддается абразивам. Этот материал сохраняет эластичность даже при экстремально низких температурах. Из него проще формировать материал с толстыми слоями.
- Полиуретан выделяется среди всех указанных материалов и по соотношению цены и качества. Применяя его при производстве разнообразных механизмов, удается удешевить себестоимость продукции.
Общие плюсы полиуретана
- Небольшая масса. Это позволяет уменьшить общий вес готовых изделий.
- Устойчивость к внешним воздействиям среды, химических составов.
- Возможность производства материала с определенным показателем коэффициента трения.
- Неспособность проводить электричество.
- Способность значительно растягиваться.
- Возможность использования при критичных температурах, в том числе краткосрочно при температуре до 100°C.
- Долговечность.
- Твердость.
- Износоустойчивость.
Минусы у этого материала также имеются. Главный из них – сложность утилизации. Прочие же могут формироваться из плюсов в неподходящих условиях. Так, резиновые детали могут быть более мягкими, в сравнении с полиуретаном. Иногда это преимущество, например, при конструировании и эксплуатации подвески. Полиуретановые сайлентблоки придают ей больше жесткости. А при применении этого материала в декоре можно получить некачественный рисунок из-за того, что вспененная структура усаживается. Обувь, изготовленная с применением
Как производится полиуретан и полуфабрикаты из него
Полиуретан бывает различных форм. Он может быть жидкий, твердый, выпускающийся в форме стержней, листов, пластинок, а также вспененный (всем знакомый пенопласт, поролон). Есть также напыляемый.
Жидкий полиуретан
Напыляемый полиуретан
Для производства изделий из него могут применяться самые различные технологии от литья и прессования, до экструзии и заливки с использованием стандартного оборудования.
В современной промышленности применение полиуретана так распространено, что его смело можно назвать самым востребованным полимером. Так, в 2015 году по данным Labyrinth Research&Markets, во всем мире было произведено более 21 миллиона тонн полиуретана. Учитывая растущие потребности в нем, к 2020 году по прогнозу объемы могут вырасти до 30 миллионов тонн. Отмечается, что отрасль находится в положении стабильного развития и темпы ее роста опережают динамику валового продукта мирового хозяйства.
Что касается России, то объем импортного полиуретана незначительно превышает собственное производство. Ведущая разновидность – вспененный полиуретан жесткий и мягкий. Его доля в общей структуре 84%. Больше всего полиуретана используется в мебельной отрасли, автомобильной и строительной. Также это материал используется при изготовлении труб для нефте- и газопроводов.
Статистика с сайта https://plastinfo.ru/
В мире крупнейшими предприятиями по синтезу этого вещества являются:
- Covestro;
- Bayer;
- BASF;
- Huntsman и ряд других.
Области применения полиуретана и его производных
Полиуретан выпускается различных форм, поэтому и области применения полиуретана очень многочисленны.
- Жидкий. Производится в виде спрея. Используется для покрытия поверхностей из различных материалов: бетона, кузовов технических устройств, баков и резервуаров и пр.
Материал в таком виде оказывается полезен для создания защитной прослойки при сооружении крыш. Он входит в состав красок, лаков, герметиков, клеящих веществ. Из него изготавливаются формы для производства бетонных, гипсовых, восковых изделий, в том числе небольшого размера, архитектурных, декоративных. - Пенополиуретан. Служит сырьем для наполнения, материалом для теплоизолирующих конструкций.
- Листовой полиуретан. Является основой защитных элементов, штампов для прессов, применяется для производства колес, роликов, валов.
Если рассматривать отдельные виды промышленности, где используется этот материал, то список получится достаточно длинный.
- Тяжелая. Например, в качестве амортизирующих деталей в конструкции станков.
- Строительная. Устойчивые к вибрациям полы, нескользящие покрытия, отделка фасадов.
- Мебельная. Крепеж, матрасы, наполнители для мягкой мебели.
- Автомобильная. Валы, втулки, пружинные элементы, шины, ролики, детали, взаимодействующие с маслами, подшипники.
- Медицина. Протезные элементы, имплантаты.
- Обувная. Подошвы, материал, имитирующий кожу.
- Текстильная. Производство ковров – изготовление подложки для них.
Применение полиуретана ограничивается лишь сложностью его утилизации. Однако этот вопрос решается путем вторичной переработки отходов.
Вторая жизнь полиуретана
Ведущими источниками полиуретана, используемого для вторичной переработки, являются бытовые приборы, вышедшие из строя, автомобильные детали, матрасы и мягкая мебель, ковровые покрытия. И, конечно, весомую долю занимают отходы промышленности. Все вместе это составляет лишь около 5 процентов от пластмассовых отходов.
Методы переработки этого материала различаются. Один вариант – получение энергии путем сжигания отходов и использования выделяемого при этом тепла. Другой, более оптимальный и экологичный – механическое измельчение для повторного включения в производственные процессы, например, в качестве наполнителя при изготовлении формованных продуктов. Третий вариант – химическое разделение на мономеры, из которых снова производятся полиуретаны.
Широкое внедрение вторичной переработки может решить основную проблему, связанную с использованием этого материала. А универсальные свойства и применение полиуретана повсеместно не позволяют сомневаться, что этот материал будет востребован еще длительное время.
polimertechprom.com
Полиуретан. Что это за материал, его свойства и сферы применения :: SYL.ru
Развитие современной науки не стоит на месте. Вместе с ней как совершенствуются уже известные материалы, так и появляются новые. За основу, как правило, берутся синтетические полимеры, такие как материал полиуретан. Что это за вещества и какое применение они нашли во всех сферах быта и производства, мы узнаем чуть позже. Физические и технологические характеристики позволяют использовать их даже в самых ответственных отраслях: машиностроении, изготовлении изоляторов и крепежа. Без них просто невозможно представить повседневную жизнь человека.
Для шага вперед
Несмотря на постоянные разработки, острая необходимость в новых качественных материалах остается очень высокой. Современная жизнь требует огромного многообразия различных веществ: пластичных и твердых, растяжимых и прочных. Они должны выдерживать напряжение, температурные перепады, агрессивную эксплуатацию.
Эта потребность вынуждает ученых экспериментировать с синтезом полимерных соединений, с совместимостью неорганических и органических компонентов в попытке получить более универсальные составы. Полиуретан и есть такой полимер. Он обладает целым набором уникальных свойств, которые сделали его одним из самых активно используемых почти во всех сферах жизни и производства.
Что это за материал: полиуретан?
Сначала стоит подробнее разобраться с самим веществом и с тем, почему его называют термопластичным.
Данное полимерное соединение сочетает твердость прочного пластика и пластичность натурального каучука. Оно появилось только в середине прошлого века, благодаря усилиям ученых из США, которые смогли его синтезировать. Физические характеристики данного материала напрямую зависят от основного компонента.
Базовое сырье
Существует несколько видов сырья, из которых производится для подошвы материал полиуретан. Это простые и сложные полиэфиры, а также алифатический изоцианат.
Теперь, когда мы знаем, что это за материал — полиуретан, нужно разобраться с его возможными составами.
Если в основе вещества большей процентной долей обладает простой полиэфир (пропилен- и этиленоксид, изопрен), то итоговое вещество становится более устойчивым к процессу гидролиза, а также получает повышенные морозоустойчивые и износостойкие характеристики.
Основы из сложных полиэфиров (линейных продуктов фталевой кислоты) придают итоговому веществу следующие особенности:
- увеличение предела прочности при растяжении;
- повышенную износостойкость;
- возможность восстановления первоначальной формы.
Для колес материал из полиуретана на базе последнего компонента получает повышенную способность к сопротивлению ультрафиолету и пластичность, даже при температурах ниже ноля.
Основным методом получения данного вещества является литье из гранулята. Итоговый эластомер может быть в двух состояниях: вязком жидком и твердом. Твердые вещества могут иметь как кристаллическое, так и аморфное состояние (то есть иметь только ближний порядок атомной структуры).
Чтобы удлинить и структурировать цепи, используются гликоли, вода, эфир глицерина или касторовое масло. Эти реагенты задают молекулярную массу для линейных полиуретанов.
Катализатором для процесса образования полиуретана могут выступать третичные амины, соединения бериллия, железа, ванадия или меди, а также нафтенаты свинца или олова.
Главная особенность вещества
Готовая продукция из материала полиуретан (стельки, например) имеет различные финальные свойства, которые могут разниться для каждой сферы ее применения. Ключевая особенность — возможность задавать и корректировать необходимые параметры на начальной стадии получения материала. Это способствует все большему расширению сфер его использования.
Если не обращать внимания на преобладающий компонент, который лежит в основе термопластичного полиуретана, то полученный материал также имеет целый набор общих свойств.
Ключевые характеристики
Во-первых, данное вещество обладает стойкостью и выносливостью и хорошо держит форму. Во-вторых, высокая прочность при различных деформациях, таких как растяжение или изгибание, позволяет ему стать незаменимым в отраслях, где пластичность материала выходит на первый план. В-третьих, хороший уровень поглощения шума и вибраций обеспечивает полиуретану популярность, например в машиностроении.
Кроме этого, вещество можно подвергать окрашиванию, которое не влияет на параметры износостойкости, так как краска наносится не только на верхний слой, а прокрашивает весь объем.
Температурный диапазон применения данного эластомера колеблется от -60 до +80 градусов Цельсия.
Полиуретан, как материал подошвы обуви, отличается устойчивостью к жирам, микробам, бактериям, перепадам температур, морской воде, старению, механическому воздействию. Для повышения общей прочности материала его можно покрыть слоем армированного стекловолокна. Растворы полиуретана в органических растворителях превращаются в различные виды высокопрочного клея.
И один очень приятный бонус: это вещество можно перерабатывать.
Отрасли применения
Основными сферами использования термопластичного полиуретана являются:
- автомобильная промышленность;
- изготовление товаров общего потребления;
- обувная промышленность;
- изготовление спортивных товаров;
- кабельное производство.
В автомобиле- и машиностроении это вещество применяется для производства ручек, амортизационных опор шасси, ковриков, пружин, козырьков, различных тумблеров и переключателей, изоляторов. В некоторых случаях из него изготавливают декоративные части интерьера автомобиля.
В сферах народного потребления из него изготавливают подошвы, стельки и другие подобные компоненты обуви, наконечники для зонтов и прочее.
Полиуретан в обувной промышленности
Свое основное применение в быту полиуретан нашел в обувной промышленности. Из-за базовых качеств (морозостойкости, эластичности, прочности, долговечности и устойчивости к постоянному механическому воздействию) из него получаются прекрасные подошвы, особенно для зимних видов обуви. Эргономичность данного полимера высока наряду с антисептическими свойствами, что позволяет применять его для изготовления стелек.
Производство товаров для отдыха и спорта также не обходится без полиуретана. Из него изготавливают колесики для роликовых коньков, спортивные шины, втулки и прокладки, наконечники для лыж, специальные спортивные ботинки для сноубординга и конькобежного спорта, колесики для скейтбордов, соединительные элементы и различный крепеж.
Краткие итоги
Теперь, когда мы знаем, что это за материал — полиуретан, стоит подвести итоги. Итак, данный эластомер является одним из самых часто используемых соединений. Он отличается целым рядом прекрасных технологических, физических, химических и конструктивных характеристик, которые обеспечивают ему применение во множестве отраслей и производств.
Все эти характеристики делают материал экономически выгодным для массового производства. При этом затраты на этот процесс довольно скромные как в финансовом плане, так и с точки зрения временных затрат.
Как материал подкладки, полиуретан используется для обмотки силового кабеля и декоративных элементов салонов авто, для роликовых коньков и стелек. Возможность задавать необходимые характеристики на этапе изготовления позволяет расширять сферы применения данного полимера и делает их практически безграничными.
www.syl.ru
| О полиуретане (на главную) 
Полиуретан относится к конструкционным материалам (КМ), 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 КМ 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
Санкт-Петербург, пр. Стачек, д. 47, тел./факс: (812) 647-63-60, e-mail: [email protected]. Колеса, ролики, валы Восстановление колес и др. изделий Полиуретановые покрытия, футеровка Индивидуальный заказ Уплотнения из полиуретана Матрицы, пуансоны, пружины Отбойники, демпферы Защита складского оборудования Футеровка корпуса погрузочной техники |
polimer-tech.ru
Характеристики и преимущества полиуретана
Полиуретановые — изделия производятся методом свободного литья, не требующего, в отличие от термопластов и резин, сложных и дорогостоящих литьевых форм. Эта особенность в сочетании с доступностью различных видов механической обработки позволяет оперативно и недорого решать проблему изготовления мелкосерийных и штучных изделий, включая импортозамещение. Поэтому полиуретановые технологии представляют большой интерес для оперативного производства комплектующих при выполнении ремонтных работ различного рода во всех отраслях промышленности.
Преимущества изделий из полиуретанов перед резиновыми смесями:
• Высокая абразивная стойкость.
• Высокая прочность на разрыв, стойкость к рубящим ударам.
• Способность противостоять более высоким нагрузкам.
• Более широкий диапазон твердости — от 30 Шор А до 80 Шор Д.
• Высокая устойчивость к распространению надрезов.
• Высокая устойчивость к атмосферным воздействиям – озону, кислороду, влаге, ультрафиолетовой радиации, нагреву.
• Низкий коэффициент трения для твердых сортов. Например, по экспериментальным данным, пара полиуретан-резина имеет коэфициент трения — 0,35, в то же время по сравнению с парой трения резина-резина 0,5-0,6 и, следовательно, имеем значительно меньший износ материала.
• Длительное сохранение рабочих размеров.
• Возможность практически всех видов механической обработки.
• Нет налипания сыпучих сред.
Резина — относительно дешевый и широко доступный материал, но выбор полиуретанов основан на существенных эксплуатационных и технологических преимуществах, которыми полиуретаны отличаются от других эластомеров, например:
• Износостойкость полиуретанов на порядок превышает износостойкость резин.
• Прочностные характеристики полиуретанов выше, чем у большинства эластомеров.
• Полиуретаны практически не подвержены старению и не меняют своих характеристик в течение всего срока службы.
• Прочность связи полиуретан-металл значительно выше, чем в аналогичных резинометаллических соединениях.
Детали из резины:
• Добавление натуральных компонентов, придающих эластичность, сокращает срок службы резины.
• Неоднородный состав компонентов.
• Резиновые детали начинают терять свои основные свойства сразу же после производства, становятся все более жесткими при хранении, растрескиваясь снаружи и размягчаясь внутри при эксплуатации, утрачивая свое основное свойство — гибкость и упругость.
• Неблагоприятные погодные факторы и условия эксплуатации интенсивно разрушают резину: высокие и низкие температуры, озон и ультрафиолетовое излучение, топливо и масла.
Детали из полиуретана:
• Полностью синтетический полимер с проектируемыми физико-механическими свойствами.
• Однородный состав компонентов.
• Полиуретаны мало продвержены старению, имеют низкую температуру стеклования и высокую стойкость к воздействию окружающей среды.
• Полиуретаны устойчивы к воздействию растворителей и химикатов, к неблагоприятным природным условиям.
• Полиуретаны являются одним из наиболее стойких к абразивному износу, обладают устойчивостью к большинству органических растворителей, к озону и ультрафиолетовым лучам, морской воде, стойкостью к высоким температурам до +120 °С, морозостойкостью до -70 °С.
Одним из основных факторов снижающих долговечность, и приводящие к выходу из строя деталей и узлов — это воздействия корозионно-активных сред и абразивного износа.
Усилие, приложенное к полиуретанам, растет с увеличением жесткости полиуретанов. Поэтому, большое значение имеет морозостойкость материала, или температура “стеклования”, которая растет при понижении температуры. Резина российского производства, используемая в отечественном автомобилестроение (сайлентблоки) имеет “максимально” рекомендуемое значение морозостойкости -40 °С.
По данным фирмы Engineered Plastic Solution Inc, применение в качестве материала покрытий полиуретанов позволяет увеличить максимальную нагрузку на изделие до 4-х раз, и устойчивость к воздействию абразивного износа до 10 раз по сравнению с резиной. Полиуретаны являются одним из наиболее стойких к абразивному износу материалов, так потеря массы полиуретановой пластины при абразивном износе (окись алюминия, угол 60°) составляет 0,05 % от веса за 60 минут, в то время как для закаленной стали более 0,5 % за 13 минут.
Сравнение физико-механических свойств резины и полиуретана:
|
Наименование физико-механического показателя |
Резина*** |
СКУ-7Л |
| Твердость по Шору, шкала А |
60-65 |
69-70 |
| Модуль упругости при 100%, МПа |
12 |
29 |
| Модуль упругости при 300%, МПа |
не выдерживает |
67 |
| Предел прочности при разрыве, кг/см2 |
115 |
312 |
| Удлинение при разрыве, % |
300 |
523 |
| Сопротивление раздиру, метод С, Н/мм | ||
| Изменение массы при воздействии агрессивной среды СЖР-7, % |
+35 |
+58 |
| Температурный предел хрупкости, °С |
от +50 до -30 |
от +120 до -70 |
| Коэффициент морозостойкости по эластичному восстановлению после сжатия, при -50 °С |
0,2 |
0,45 |
| Ударная вязкость, % |
* |
42 |
| Абразивная стойкость, Шабер Н.22. Весовой износ в мгр. за 1000 циклов при нагрузке 1 кг. |
* |
11 |
| * нет данных | ||
| ** полиуретан марки QA965 | ||
| *** марка резины ИТР-1357 используется в отечественной автопромышленности для изготовления сайлентблоков | ||
Полиуретан и резина имеют похожие свойства и применения, но современный эластомер имеет преимущества:
• Полиуретановые изделия способны выдержать большие нагрузки на разрыв и большую устойчивость на истирание.
• В отличии от резины, к полиуретану меньше прилипает грязь.
• В составе полиуретана нет вредных наполнителей, при использовании цветных полиуретанов они не оставляют следов на контактных поверхностях.
• Полиуретан имеет свойства быстро восстанавливать первоначальную форму (не термопластичен) и имеет высокую эластичность.
• Высокая эластичность позволяет изготавливать пружины малых размеров и хорошей упругости.
• Устойчивость к действию жиров и масел позволяет использование изделия из полиуретана в качестве направляющих вальцов, контактирующих с маслами, в то время как многие типы резин быстро выходят из строя.
• Полиуретан менее поддается процессу старения.
Преимущества изделий из полиуретанов перед металлическими поверхностями:
• Выше соотношение стоимость/долговечность.
• Более низкий вес.
• Упругость, эластичность.
• Высокая стойкость к абразивному износу.
• Более дешевая подготовка производства.
• Меньше системный шум работающих механизмов.
• Сокращение затрат на обслуживание и ремонт оборудования.
• Не проводят электрический ток.
Сравнение полиуретана с металлами по износостойкости:
|
Материал |
Средняя интенсивность изнашивания |
Износостойкость, Е, 1·107 , м/мм |
|
|
по массе Им, 1·10-10 , г/м·мм2 |
Линейная, Ил 1·10 -7 , м/мм |
||
|
Пшеница |
|||
|
Сталь Ст.3 (контроль) |
1,28 |
0,16 |
6,25 |
|
ПНД 273-79 |
3,28 |
3,38 |
0,29 |
|
ПВД 10203-003 |
15,51 |
16,91 |
0,06 |
|
Компонор РЕЗ-03 |
2,06 |
1,72 |
0,58 |
|
Полиуретан “СКУ ПФЛ-100 |
0,02 |
0,02 |
59,62 |
|
Полиуретан “СКУ ПФЛ-Ч” |
0,02 |
0,02 |
55,13 |
|
ПНД 276-73 |
11,42 |
11,90 |
0,08 |
|
ВМПЭ+ПЭНД |
5,41 |
5,69 |
0,18 |
|
Полипропилен |
1,31 |
1,44 |
0,69 |
|
Рис-зерно |
|||
|
Сталь Ст.3 (контроль) |
11,11 |
1,43 |
0,70 |
|
Компонор РЕЗ-03 |
10,63 |
8,85 |
0,11 |
|
Полиуретан “СКУ ПФЛ-100 |
0,31 |
0,28 |
3,97 |
|
Полиуретан “СКУ ПФЛ-Ч” |
0,11 |
0,19 |
6,24 |
Физические свойства разных марок полиуретана:
|
QA 945 |
QA 950 |
СКУ-7Л |
СКУ-7Л |
СКУ-7Л |
СКУ-7Л |
ПФЛ-100 |
ПФЛ-100 |
ПФЛ-100 |
|
| Твердость по Шору, шкала А |
45 |
50 |
60 |
65 |
70 |
80 |
85 |
90 |
95 |
| Ударная вязкость, % |
5 |
60 |
50 |
40 |
38 |
36 |
35 |
34 |
30 |
| Модуль упругости при растяжении 100%, кг/см2 |
11 |
14 |
20 |
25 |
30 |
40 |
60 |
85 |
100 |
| Модуль упругости при растяжении 300%, кг/см2 |
18 |
25 |
35 |
50 |
70 |
90 |
130 |
145 |
150 |
| Прочность при растяжении, кг/см2 |
150 |
200 |
275 |
350 |
375 |
400 |
425 |
510 |
450 |
| Удлинение при разрыве, % |
700 |
650 |
575 |
550 |
520 |
500 |
480 |
560 |
450 |
| Сопротивление раздиру, кг/см2 |
25 |
30 |
40 |
50 |
55 |
60 |
65 |
107 |
80 |
| Абразивная стойкость |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
20 |
20 |
25 |
25 |
polimer61.ru
Полиуретан что это такое? Назначение полиуретана
Полиуретан – один из самых известных и распространенных на сегодняшний день классов полимеров синтетического происхождения, в состав частиц которых входят уретановые группы. Качества полиуретана полностью зависит от молекулярной структуры. Главная черта полиуретана – отличная вязкость и эластичность, что дает цепям полиуретанов право относиться к классу эластомеров.
Общие сведения полиуретана
Эластомеры – цепь полиуретанов упругого свойства, который отлично тянется, как резина, принимает былую форму без особых деформаций.
Цепь полиуретанов имеет хорошую прочность, отлично переносит воздействие температурных перепадов в границе от шестидесяти градусов по Цельсию ниже нуля до восьмидесяти градусов по Цельсию выше нуля.
Рассмотрим основные свойства полиуретана:
- Прекрасная твердость полиуретана. Выдерживает высокие механические нагрузки длительное время;
- Цепь полиуретанов можно считать вечным материалом;
- Стоек к абразивным веществам, воздействующим на него;
- У полиуретана хорошая эластичность, несмотря на прекрасную твердость. Деформация полиуретана при растягивании исключена.
Еще одним плюсом полиуретана можно считать стойкость к влиянию вредных микроорганизмов и плесени, цепь полиуретанов не подвержена влиянию разных по составу растворителей и масел. С помощью литья из полиуретана можно создать любое изделие и желаемой формы, габаритов.
Открытие полиуретана
Известный немецкий ученый впервые синтезировал материал в тридцатых годах прошлого века. Полиуретан стал лучшим среди пластмассы других видов. Активно пользоваться этим веществом стали только спустя тридцать лет, когда компании из Америки.
Плюсы и минусы полиуретана
Данное вещество обладает рядом ценных качеств, которыми не могут похвастаться металлы, резина, пластик. Если сравнивать его с резиной, то он долговечнее, способен выдерживать длительные нагрузки, лучше восстанавливает былую форму, эластичен, стоек при взаимодействии с маслами. Полиуретан реже пачкается.
Если говорить о металле, то материал эластичнее его и легче, не проводит электричество. Если говорить и цене и сроке действия, то и тут полиуретан на первом месте. Рассматривая производственную сторону вопроса, то для использования полиуретана потребуется применение меньшего количества средств, механизмы, изготовленные на основе цепей полиуретанов, издают не такой сильный шум. Оборудование, на котором нужно работать с этим материалом, дешевле при ремонте, чем те же аналоги из металла.
Если затрагивать пластик, то он выдерживает чудесным образом внешнее механическое влияние, упруг и стоек к абразивам. В процессе удара предмет из такого материала не расколется, а под действием разных температур не изменит своей формы. Из полиуретана можно сделать слои толще, чем из пластика.
К положительным показателям цепей полиуретанов относятся такие качества:
- Легкость в весе;
- Стойкость к влиянию атмосферы и прочим химическим воздействиям;
- Диэлектрические качества;
- Может удлиняться в 65 раз;
- Можно непродолжительное время использовать при температурном показателе в сто градусов;
- Долговечный материал;
- Прочный, упругий;
- Эластичный;
- Программируемый коэффициент трения полиуретанов – можно создать материал нужного коэффициента (очень низкого или высокого).
Главный минус цепей полиуретанов – сложность переработки отходов. Прочие нюансы скорее можно легко переквалифицировать в плюсы при желании. Есть масса возможностей применения полиуретана, позволяющие усовершенствовать какие-то конструкции или добавить изделие нужных качеств. Материал не подвержен скручиванию. Такой материал можно использовать для декорирования помещений. Лепнина будет лучше усаживаться, поскольку материал имеет пористую структуру, вот только рисунок будет не таким четким, как на других веществах. Полиуретан сегодня востребован в обувной сфере, явный недостаток такой обуви – плохая вентиляция, что не дает возможности ногам дышать.
Популярные разделы нашего сайта:
www.decorationwall.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? 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_inkumerЛисты 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