Poliuretanas (34 Nuotraukos): Kokia Tai Medžiaga? Termoplastinis Ir Lankstus Poliuretanas, Charakteristikos Ir Tankis, Lydymosi Temperatūra Ir Kitos Savybės, Gamyba

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-18 12:18

Poliuretanas pirmą kartą buvo išgirstas 1937 m. Šią medžiagą Otto Bayeris susintetino iš skysto pavidalo diizocianato ir poliesterio. Medžiaga turėjo daug pranašumų prieš plastiką, kuris tuo metu buvo gana paklausus.

Kas yra ši medžiaga?

Poliuretanas yra unikali medžiagų rūšis, turinti beveik neribotas galimybes ir perspektyvas. Polimeras turi 2 rūšių žaliavas, būtent: poliolius ir izocianatus . Pastarųjų gamyba pagrįsta naftos perdirbimu. Maišant skystus elementus, gaunamos reaktyvios kompozicijos. Poliuretano savybės tiesiogiai priklauso nuo sudedamųjų dalių, iš kurių jis pagamintas, taip pat nuo katalizatorių, putojančių medžiagų, stabilizatorių ir daug daugiau.

Poliuretanas atrodo kaip polimerinis pluoštas, turintis porėtą struktūrą. Jis laikomas universaliu elastomeru, tačiau turi ir privalumų, ir trūkumų.

Poliuretano pranašumai yra šie:

• didelis mechaninis stiprumas;
• dielektrinė konstanta;
• prastas dilimas;
• geras elastingumas;
• gebėjimas išlaikyti formą po pakartotinių deformacijų;
• atsparumas dilimui;
• ilgas tarnavimo laikas;
• atsparumas rūgštims, aliejams, tirpikliams;
• neatsparumas mikroorganizmų poveikiui;
• didelis veikimo temperatūros diapazonas;
• atsparumas žemai temperatūrai;
• gebėjimas dirbti esant dideliam slėgiui.

Ši medžiaga nesensta, ji tinka įvairiems apdirbimo būdams. Be to, poliuretano gaminiai yra lengvi, todėl juos lengva transportuoti ir montuoti. Šis elastomeras turi galimybę putoti, todėl iš jo gaminami visų rūšių akyti gaminiai.

Nepaisant daugybės privalumų, poliuretanas turi tam tikrų trūkumų:

• nestabilus sukimo apkrovoms;
• medžiagos elastingumas ir stiprumas tiesiogiai priklauso nuo aplinkos temperatūros režimo;
• perdirbimo į antrines žaliavas sudėtingumas.

Šis elastomerų tipas reiškia medžiagas, kurios lengvai pritaikomos bet kokiam apdorojimui. Jai taikomi įvairūs formavimo būdai.

• Ekstruzija . Šis poliuretano gamybos metodas apima medžiagos išstūmimą per ekstruderio formavimo angą.
• Liejimas . Esant slėgiui, išlydyta masė įpurškiama į specialią formą, po kurios ji atšaldoma.

Palyginimas su guma

Nepaisant to, kad guma ir poliuretanas yra gana panašūs, sintetinis elastomeras kokybės charakteristikomis pranoksta natūralią medžiagą. Skirtingai nuo gumos, polimeriniai pluoštai turi didesnį stiprumą ir atsparumą dilimui . Dėl šios priežasties daugelyje pramonės šakų guma naudojama mažiau nei poliuretanas. Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos medžiagos patvarumui, yra jos abrazyvinis nusidėvėjimas, jautrumas agresyvios aplinkos poveikiui. Lyginant pagal šį kriterijų, galima daryti išvadą, kad poliuretanas yra 10 kartų atsparesnis dilimui.

Remiantis atsparumo įvairioms aplinkoms vertinimu, polimeras taip pat laikomas geresniu už gumą . Jis gali toleruoti tirpiklių ir toksiškų cheminių medžiagų poveikį. Be kita ko, natūralios gumos tempiamasis stipris yra 1,5–3 kartus mažesnis nei elastomero. Sintetinė medžiaga gali greitai atgauti savo formą be deformacijos didelės apkrovos atveju. Guma, savo ruožtu, yra pranašesnė už elastomerą tik savo kaina, kuri yra daug mažesnė nei sintetinė.

Tačiau, pasak ekspertų, kad ateityje nereikėtų mokėti du kartus, geriau pirkti kokybišką ir brangią medžiagą.

Charakteristikos ir savybės

Kadangi poliuretano pagrindas yra poliolis ir izocianatas, jis priklauso poliesterio poliolių grupei. Dėl to, kad šis tipas yra elastomeras, jis pasižymi geru ištempiamumu ir galimybe grįžti į pradines formas. Įvairūs priedai gali suteikti polioliui unikalių savybių, kurios gali pakeisti elastingumo, minkštumo, kietumo, atsparumo rodiklius.

Poliuretanas gaminamas keliose valstybėse:

• klampiame skystyje;
• minkštose;
• kietame.

Nepriklausomai nuo formos, elastomeras nekeičia savo techninių charakteristikų, veikiamas mechaninių ir cheminių aplinkos veiksnių. Ši medžiaga taip pat atspari UV spinduliams, grybeliams ir pelėsiui.

Techninės poliuretano savybės leidžia jį naudoti daugelyje namų ir pramonės sričių. Išvardinkime pagrindines poliesterio poliolio savybes.

• Tankis . Indikatorius priklauso nuo medžiagos rūšies, paprastai jis svyruoja nuo 30 iki 300 kg / m3.
• Kietumas . „Shore“skalėje jis gali svyruoti nuo 50 iki 98 vienetų. Šie indikatoriai leidžia elastomerą naudoti esant didelėms apkrovoms.
• Reikšmingas temperatūros diapazonas . Medžiagą galima naudoti esant temperatūrai nuo -60 iki +80 laipsnių Celsijaus. Su 120-140 laipsnių indikatoriumi jį galima naudoti trumpą laiką. Poliuretanai turi aukštą lydymosi temperatūrą - ne mažiau kaip 160 laipsnių Celsijaus. Jei šios medžiagos bus pašildytos iki 220 laipsnių, jos pradės irti.
• Šilumos laidumo koeficientas - 0, 028 W / (m * K) .
• Šis poliolis neturi elektros laidumo .
• Svoris . Medžiaga sveria labai mažai.
• Atsparumas ozonui . Skirtingai nuo gumos, poliuretanas nesuyra veikiamas ozono.
• Atsparumas agresyviai aplinkai .
• Degumas . Pagal GOST 12.1.044 medžiaga klasifikuojama kaip nedegi, todėl ji naudojama daugelyje pramonės šakų.
• Draugiškumas aplinkai . Poliuretanas klasifikuojamas kaip saugi medžiaga, todėl dažnai naudojamas kasdieniame gyvenime.

Ar poliuretanas yra kenksmingas?

Dėl savo energiją taupančių savybių poliuretanas klasifikuojamas kaip saugi medžiaga. Tačiau, vertinant jo ekologiškumą, verta atsižvelgti į galimybę pakenkti šiam elastomerui skystos ir kietos būsenos. Kaip parodė praktika, sausas šis poliolis neišskiria kenksmingų medžiagų . Pavojingi garai yra įmanomi tik netinkamai naudojant medžiagą.

Jei skystoje frakcijoje bus laikomasi visų saugos priemonių, poliuretanas nekels jokio pavojaus žmonėms ir gyvūnams.

Tačiau pažeidus gamybos technologiją gali išsiskirti šie toksiški garai

• Izocianatai … Šios medžiagos yra dažų ir lako, putų gaminių dalis. Jų buvimas gali sukelti astmą, jei nėra specialios apsaugos.
• Amino katalizatoriai, kurie sukelia padidėjusį jautrumą, dirglumą, neryškų matymą . Nuolat įkvėpus šios medžiagos sukelia opas, dirgina gleivinę, nudegina burną, gerklę ir stemplę.
• Poliolis . Jis gali parodyti savo toksinį poveikį tik tiesiogiai kontaktuodamas su gyvu organizmu, būtent nurijęs. Apsinuodijimas polioliu pasireiškia vėmimu, apsinuodijimu ir spazmais.
• Atsparus ugniai . Ši medžiaga palaipsniui kaupiasi organizme, po to sukelia apsinuodijimą.

Remiantis tuo, kas išdėstyta, galime daryti išvadą, kad poliuretanas gali pakenkti sveikatai tik netinkamai naudojant . Tai dažnai atsitinka, kai naudojami žemos kokybės purškikliai, taip pat kai darbo metu nėra specialios apsaugos.

Daugelis nerimauja dėl poliuretano, kuris montuojamas gyvenamosiose patalpose, pavojaus. Vartotojų nuogąstavimai yra veltui, nes šios kategorijos prekės prieš parduodant atlieka daugybę saugumo bandymų. Problemų gali kilti tik tuo atveju, jei elastomeras perkamas iš gamintojo, kuris neturi kokybės sertifikatų.

Palyginimas su kitomis medžiagomis

Žinodami apie poliuretano savybes, galime pasakyti, kad jis turi daug daugiau privalumų nei guma. Kaip jau minėta, šis polimeras jį pranoksta ilgaamžiškumu, pailgėjimu, stiprumu ir daugeliu kitų savybių. Vartotojams dažnai sunku pasirinkti tarp poliuretano ir kitų panašių gaminių, lyginant jį su jais.

• Duropolimeras . Turi matinio plastiko gaminio išvaizdą. Savo ruožtu poliuretanas yra kaip putplasčio milteliai ir padengtas gruntu. Pastarasis yra lengvas ir puikiai tinka dirbti su lubomis. Be to, jo asortimentas yra gana platus. Duropolimeras priklauso anti-vandaliniams polimerams, todėl pirkėjui nereikia ilgai galvoti apie jo atkūrimą.
• Vinilas . Ši medžiaga, skirtingai nei poliuretanas, nėra skirta paviršiui apsaugoti, ji dažniau naudojama dekoratyviniais tikslais.
• Silikonas . Šios medžiagos yra skirtos įvairiems darbams. Pasak vartotojų, elastomeras pasižymi geresniu patvarumu ir stiprumu. Savo ruožtu silikonas išsiskiria tuo, kad yra elastingas ir biologiškai inertiškas.
• Putų polistirenas . Skirtumas tarp medžiagų visų pirma yra kaina, kuri yra didesnė poliuretano atveju. Putų polistirenas blogai praleidžia šilumą, jį patogu ir paprasta naudoti. Poliuretanas tarnauja ilgiau nei ankstesnė medžiaga, nepablogėja veikiant neigiamiems aplinkos veiksniams.
• Poliesteris . Su juo poliuretanas turi daug tų pačių savybių. Tačiau tam tikra prasme antroji medžiaga yra pranašesnė už pirmąją. Poliuretanas yra elastingesnis, tvirtesnis ir patvaresnis nei poliesteris.

Rūšių apžvalga

Poliuretanas yra skaidri energiją taupanti universali medžiaga, kuri kasdien populiarėja visame pasaulyje. Ši medžiaga turi savo specialų ženklinimą. Populiariausi elastomerų prekės ženklai yra SKU-PFL-100, NITs PU-5, jiems būdingas 85-90 vienetų kietumas.

Lanksti poliuretano putos

Kaip amortizatorius įprasta naudoti lanksčią putų poliuretano gumą . Be to, jis naudojamas patalynės, pamušalo, pakuočių ir automobilių interjero kūrimui.

Lanksčias putas galima sukurti bet kokia forma. Šio tipo poliuretanas pasižymi lengvumu, stiprumu ir patogumu.

Termoplastikas

Termoplastinis poliuretanas yra elastinga, lanksti medžiaga, atspari dilimui ir nepalankioms oro sąlygoms. Jis gaminamas ir dažomas įvairiais metodais. Termoplastinis elastomerų apdorojimas atliekamas ekstruzijos, suspaudimo, smūgio mašinose . Šis lankstus produktas gali prisitaikyti prie įvairių pritaikymų, tokių kaip statybos, automobilių, avalynės.

Programos

Šiuo metu plačiai naudojamas poliesterio poliolis. Pamušalo elementai, presavimo dalys, volas, ratas, ritininė danga, sandarinimo žiedai, rankogaliai, kištukai gaminami iš poliuretano lakštų . Skystoje formoje jis pritaikytas betoninių konstrukcijų, vagonų, liukų ir stogų dangai. Dažnai elastomeras yra sandariklio, klijų, dažų ir lako gaminių dalis.

Sunkiojoje pramonėje iš šios medžiagos gaminamos amortizuojančios dalys . Statyboje jis naudojamas neslidžiai dangai, vibracijai atspariems paviršiams, fasadams sukurti. Automobilių ir baldų pramonė yra būtina be elastomero. Tekstilės pramonėje pastebima poliuretano paklausa. Tinka gaminti užvalkalus, užtrauktukus, kniedes, vidpadžius, padus. Medicina naudoja elastomerą prezervatyvų, protezų ir implantų gamybai.

Apdorojimas

Šiais laikais poliuretano perdirbimo klausimas tampa vis svarbesnis. Problema yra susijusi su sąvartynų ploto padidėjimu, taip pat jų išvežimo išlaidų padidėjimu. Pastaraisiais metais pastebėta naujausių elastomerų apdorojimo technologijų plėtra ir vis daugiau dėmesio skiriama šiai problemai.

Čia pateikiami pagrindiniai perdirbtų medžiagų iš poliuretano gavimo būdai

• Fizinis . Šiuo atveju plastikas susmulkinamas iki smulkios frakcijos, kuri vėliau naudojama kaip užpildas statyboje.
• Lydymas . Šio metodo rezultatas yra žaliavų gamyba, kurios vėliau naudojamos poliuretano gaminiams gauti.
• Didelės temperatūros glikolizė . Naudojant šį metodą, suskaidomi angliavandeniai.
• Cheminis . Apdorojimas grindžiamas depolimerizacija, po kurios iš elastomero susidaro mažos molekulinės masės medžiagos.
• Deginimas . Šis energijos gavimo būdas laikomas pavojingiausiu iš visų aukščiau išvardytų, nes jis išskiria kenksmingas medžiagas į atmosferos orą.

Dėl plataus perdirbimo įvedimo galima išspręsti dabartinę poliuretano naudojimo problemą. Šios medžiagos savybės yra įvairios, jos praktiškai neturi ribų. Elastomeras puikiai veikia ne tik buitinėje aplinkoje, bet ir ekstremaliomis sąlygomis.

Nepaisant to, kad tai yra sintetinė medžiaga, ji yra saugi žmonėms, todėl naudojama medicinos, statybos, tekstilės ir avalynės pramonėje. Nepaisant didelių išlaidų, palyginti su kitomis medžiagomis, poliuretanas atsiperka savo patikimumu ir ilgaamžiškumu.