Кроме того, полиуретан обладает низкой устойчивостью к скручивающим усилиям. Благодаря своей воздухонепроницаемости он также используется в производстве одежды и обуви, но в ограниченных количествах.
Полиуретан: применение и свойства
Полиуретан является современным и популярным сырьем в промышленности и может быть приравнен к резине, каучукам и металлам. Полиуретан используется в различных жидких и твердых формах, включая формованные листы. Этот материал приобрел большую популярность благодаря своим потребительским свойствам, универсальности и доступности.
Итак, давайте познакомимся и узнаем Полиуретан: состав, свойства, производство и применение.
История создания полиуретана
Полиуретан впервые был получен в 1937 году. Он был интегрирован известным немецким химиком Отто Байером из дисоцианатов и жидких полиэфиров. Полученные вещества по многим свойствам превосходили существующие в то время пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон и пенопластов с высокой эластичностью. Однако из-за начала Второй мировой войны эту идею пришлось отложить. Но уже в то время полиуретан использовался, например, в небольших количествах для покрытия самолетов.
Только в 1954 году технология была усовершенствована, и полиуретан стал производиться в промышленных масштабах. Для синтеза использовались полиэфир-толуол диизоцианат и полиолы. Массовое производство началось в 1960-х годах с помощью известных американских компаний Mobay и Union Carbide.
Интересно, что очень прочные пенополиуретаны были получены случайно. К смеси, подготовленной для реакции, добавляли воду. Результат оказался непредсказуемым и породил новый материал.
Свойства полиуретана
Полиуретаны — это класс синтезируемых полимеров с уретановыми группами в молекуле. Из-за возможных различий в молекулярной структуре технические свойства и характеристики полиуретанов могут отличаться. Однако то, что объединяет всю группу полимеров, — это вязкость и высокая эластичность. По этой причине их называют эластомерами. Эластомеры — это эластичные материалы, которые могут растягиваться и вести себя в первом положении, т.е. как резина.
Впечатляет морозостойкость полиуретана, что позволяет использовать его при различных температурах. Этот диапазон составляет от -60°C до +80°C.
Интересно отметить, что занятость в производстве полиуретана в Европе и США составляет около 1 миллиона человек. Кроме того, одно рабочее место в этом секторе обеспечивает не менее четырех человек косвенной работой.
Что такое полиуретан?
Полиуретаны состоят из полиолов и изоцианатов. Их добывают из сырой нефти. Их получают непосредственно из скважин, т.е. сырую нефть. В ходе дальнейшего синтеза вещество приобретает полимерную структуру, а смешивание основных компонентов жидкости дает специфические свойства. Например, пластичность или жесткость. Изделия также могут иметь различные коэффициенты трения, выдерживать удлинение до 550% и выдерживать колебания температуры в диапазоне от -55 до +85°C. Изменения в пропорциях компонентов придают материалу различные свойства. Он может быть мягким, жестким, подвижным или монолитным. Материал приобретает дополнительные качества при добавлении следующих элементов: катализаторов, пенообразователей, стабилизаторов и т.д.
В производстве изделий из полиуретана используются практически все известные технические процессы. Поэтому широко используются несколько методов производства.
Литье
Это самый распространенный метод литья, который практически неотличим от производства пластмасс. Это позволяет производить изделия из полиуретана со сложной геометрией. Технология не требует сложной автоматизации и позволяет производить большие партии продукции. В этом случае изделия, размеры которых могут превышать 3-4 тонны, производятся методом литья на стенде. Сам процесс прост. Масса размягчается и заливается в специальную форму. Затем он затвердевает, образуя твердую форму. Увеличение давления ускоряет процесс.
Прессование
Используется для приготовленного материала, который подается в специальные машины. Под очень высоким давлением масса приобретает желаемую форму. Перед основным процессом формования полиуретан может быть нагрет или размягчен путем сжатия. В этом случае изменяется геометрия компонента, а также его свойства. Каждый этап контролируется компьютером.
Экструзия
Другое название этого метода — бурение. Полимер, нагретый и размягченный под давлением, поступает в экструдер. Здесь он остывает и затвердевает. Продуктами этого процесса являются прутки и плоские листы с определенным сечением, которые затем разрезаются или скручиваются.
Заливка на стандартном оборудовании
Это распространенный способ создания декоративных предметов методом литья, выполненный естественным способом. Это происходит путем заливки материала в жидком состоянии в форму. Затвердевание происходит под воздействием температуры или реагентов. Обычно он используется для небольших партий. Процесс литья не требует дорогостоящих и сложных форм.
Виды полимера
В химической промышленности существует три основных типа полиуретана
- Липиды — очень упругие вещества и хорошо держат форму. Они обычно служат основой для уплотнений и участвуют в производстве инвалидных кресел, конвейерных роликов и шин. В зависимости от дополнительных свойств адипренов, они используются для создания циклонов, гипсовых каркасов или компонентов для заливки бетона.
- Балколан — это твердый полимер с широким диапазоном рабочих температур и без потери свойств. Они используются для создания подшипников, кронштейнов и сайлентблоков.
- Вулкопрен — это тип полиуретана, который впоследствии вулканизируется и соединяется с другими полимерами (например, резиной). Такой подход обеспечивает высокую износостойкость.
Каждый из этих эластомеров активно используется в различных отраслях, поскольку такие параметры материала, как долговечность, прочность и растяжимость, значительно превосходят показатели обычных резин и металлов.
Свойства и характеристики
Ключевым свойством полиуретанов является их способность изменять свою форму на короткое время и возвращаться к ней после снятия нагрузки. Полимеры также устойчивы к контакту с различными химическими составами, маслами и кислотами, не боятся микроорганизмов и не реагируют на ультрафиолетовое излучение.
Благодаря своим техническим свойствам этот вид пластика незаменим в условиях эксплуатации, где требуется устойчивость к истиранию и долговечность. Важные особенности включают
- Плотность — в зависимости от типа, параметры варьируются от 30 до 300 кг/м3, и
- Твердость (по Шору) — 50-99 единиц,.
- Разница рабочих температур от — 55 до + 85 °С, но кратковременное применение в среде + 110. + 150°C без плавления, без потери первоначальных свойств
- Эластичность — до 50 МПа.
Это полимер с низкой массой, не проводит электричество и не теряет своей целостности при воздействии озона.
Он недорогой, различается по жесткости и подходит для пружинных матрасов. В беспружинных вариантах используется более жесткая пена. Подходит для более тяжелых людей.
Свойства и технические характеристики материала
- Прочность, износ — различные полиуретановые полимеры. Отличная устойчивость к растворителям и органическим маслам. Не разлагается под воздействием радиации. Это делает его лучшим материалом с точки зрения эксплуатационных характеристик.
- По долговечности полиуретан превосходит резину, каучук и металлы. Его применение направлено на технологию с металлическими напряжениями. По сравнению с другими материалами, полиуретан гораздо более устойчив к истиранию.
- Он не теряет своих свойств при нагревании, деформации или разрыве. Наоборот, он приобретает новых.
- При высокой твердости он сохраняет свою эластичность. Его предел деформации считается равным 350%. Он остается неповрежденным даже при давлении 50 МПа. Выдерживает динамические нагрузки при температуре 120°C. Эластомеры остаются неизменными при температуре -70°C.
- Полиуретан обладает сильными диэлектрическими свойствами. Они нерастворимы в растворителях и маслах. Они не разрушаются под воздействием озона. Они устойчивы к бактериям и плесени.
- Полиуретановые изделия можно формовать в различные формы. Чего нельзя сказать о резине. Полиуретановая технология дешевле резиновой.
Внимание! Единственным недостатком является проблема утилизации полиуретановых отходов.
Отрасли применения
Существует несколько типов полиуретана
- Пена. Используется в строительстве и мебельной промышленности. Это легкий и водонепроницаемый материал. Также используется в составе изоляционных материалов.
- Жидкость. Используется для кровельных работ.
- Листовой прокат и формовка — автомобильная, строительная и медицинская промышленность. Все уплотнительные кольца и блоки глушителя изготовлены из полиуретана.
Как в целом носится куртка из полиуретана
В производстве курток начали использовать полиуретановые ткани. Они очень прочные, долговечные и впитывают влагу. В дождь такие куртки будут просто необходимы. Полиуретановые ткани имеют мелкие поры и обладают высокой воздухопроницаемостью. Эти куртки не мнутся. Подходит для повседневного использования.
Доступная цена. Широкий выбор цветов и стилей. Наряду с преимуществами, есть и недостатки.
