Poliuretāns (34 Fotoattēli): Kāds Ir šis Materiāls? Termoplastiskais Un Elastīgais Poliuretāns, īpašības Un Blīvums, Kušanas Temperatūra Un Citas īpašības, Ražošana

2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-18 12:19

Pirmo reizi par poliuretānu tika dzirdēts 1937. gadā. Šo materiālu Otto Bayer sintezēja no diizocianāta un poliestera šķidrā veidā. Vielai bija daudz priekšrocību salīdzinājumā ar plastmasu, kas tajā laikā bija diezgan pieprasīta.

Kas ir šis materiāls?

Poliuretāns ir unikāls materiāla veids, kuram ir gandrīz neierobežotas izmantošanas iespējas un izredzes. Polimērs satur 2 veidu izejvielas, proti: poliolus un izocianātus . Pēdējās ražošanas pamatā ir naftas pārstrāde. Sajaucot šķidros elementus, iegūst reaktīvas kompozīcijas. Poliuretāna īpašības ir tieši atkarīgas no sastāvdaļām, no kurām tas ir izgatavots, kā arī no katalizatoru, putu, stabilizatoru un daudz ko citu.

Poliuretāns izskatās kā polimēra šķiedra ar porainu struktūru. To uzskata par universālu elastomēru, taču tam ir gan priekšrocības, gan trūkumi.

Poliuretāna priekšrocības ietver šādas īpašības:

• augsta mehāniskā izturība;
• dielektriskā konstante;
• slikta noberšanās;
• laba elastība;
• spēja saglabāt formu pēc atkārtotām deformācijām;
• nodilumizturība;
• ilgs kalpošanas laiks;
• izturība pret skābēm, eļļām, šķīdinātājiem;
• neaizsargātība pret mikroorganismu ietekmi;
• liels darba temperatūras diapazons;
• izturība pret zemām temperatūrām;
• spēja strādāt zem augsta spiediena.

Šis materiāls nenoveco, tas ir piemērots dažādu veidu apstrādei. Turklāt poliuretāna izstrādājumi ir viegli, tāpēc tos ir viegli transportēt un uzstādīt. Šim elastomeram ir putu spēja, tāpēc no tā tiek izgatavoti visa veida poraini izstrādājumi.

Neskatoties uz daudzajām priekšrocībām, poliuretānam ir daži trūkumi:

• nestabila vērpes slodzēm;
• materiāla elastība un izturība ir tieši atkarīga no vides temperatūras režīma;
• pārstrādes sarežģītība sekundārajās izejvielās.

Šis elastomēra veids attiecas uz materiāliem, kurus var viegli apstrādāt. Tam tiek piemērotas dažādas veidošanas metodes.

• Ekstrūzija . Šī poliuretāna ražošanas metode ietver materiāla izspiešanu izkausētā veidā caur ekstrūdera veidojošo caurumu.
• Liešana . Spiediena ietekmē izkausētā masa tiek ievadīta īpašā veidnē, pēc tam to atdzesē.

Salīdzinājums ar gumiju

Neskatoties uz to, ka gumija un poliuretāns ir diezgan līdzīgi, sintētiskais elastomērs pēc kvalitātes īpašībām pārspēj dabisko materiālu. Atšķirībā no gumijas, polimēra šķiedrām ir lielāka izturība un nodilumizturība . Šī iemesla dēļ daudzās nozarēs gumiju izmanto mazāk nekā poliuretānu. Galvenais faktors, kas ietekmē materiāla izturību, ir tā abrazīvais nodilums, uzņēmība pret agresīvas vides ietekmi. Salīdzinot pēc šī kritērija, var secināt, ka poliuretāns ir 10 reizes izturīgāks pret nodilumu.

Saskaņā ar novērtējumu par izturību pret dažādām vidēm, arī polimērs tiek uzskatīts par labāku par gumiju . Tas var izturēt šķīdinātāju un toksisko ķīmisko vielu iedarbību. Cita starpā dabiskā kaučuka stiepes izturība ir 1,5–3 reizes zemāka nekā elastomēra. Sintētiskais materiāls spēj ātri atgūt savu formu bez deformācijas lielas slodzes gadījumā. Gumija savukārt ir pārāka par elastomēru tikai izmaksās, kas ir daudz zemākas nekā sintētiskajām.

Tomēr, pēc ekspertu domām, lai nākotnē nebūtu jāmaksā divas reizes, labāk ir iegādāties kvalitatīvu un dārgu materiālu.

Raksturojums un īpašības

Tā kā poliuretāna pamatā ir poliols un izocianāts, tas pieder pie poliestera poliolu grupas. Sakarā ar to, ka šis tips ir elastomērs, to raksturo laba izstiepjamība un spēja atgriezties sākotnējā formā. Dažādas piedevas var piešķirt poliolam unikālas īpašības, kas var mainīt elastības, maiguma, cietības, izturības rādītājus.

Poliuretāns tiek ražots vairākās valstīs:

• viskozā šķidrumā;
• mīkstā;
• cietā veidā.

Neatkarīgi no formas, elastomērs nemaina savas tehniskās īpašības mehānisku un ķīmisku vides faktoru ietekmē. Šis materiāls ir arī izturīgs pret UV starojumu, sēnītēm un pelējumu.

Poliuretāna tehniskās īpašības ļauj to izmantot daudzās mājsaimniecības un rūpniecības zonās. Uzskaitīsim poliestera poliola galvenās īpašības.

• Blīvums . Indikators ir atkarīgs no materiāla veida, parasti tas svārstās no 30 līdz 300 kg / m3.
• Cietība . Pēc Shore skalas tas var svārstīties no 50 līdz 98 vienībām. Šie indikatori ļauj izmantot elastomēru pie lielām slodzēm.
• Ievērojams temperatūras diapazons . Materiālu var darbināt temperatūrā no -60 līdz +80 grādiem pēc Celsija. Ar indikatoru 120-140 grādi to var izmantot īsu laiku. Poliuretāniem ir augsta kušanas temperatūra - vismaz 160 grādi pēc Celsija. Ja šie materiāli tiek uzkarsēti līdz 220 grādiem, tad tie sāks sadalīties.
• Siltumvadītspējas koeficients - 0, 028 W / (m * K) .
• Šim poliolam nav elektriskās vadītspējas .
• Svars . Materiāls sver ļoti maz.
• Ozona izturība . Poliuretāns ozona ietekmē nesadalās, atšķirībā no gumijas.
• Izturība pret agresīvu vidi .
• Uzliesmojamība . Saskaņā ar GOST 12.1.044, materiāls ir klasificēts kā nedegošs, tāpēc to izmanto daudzās nozarēs.
• Videi draudzīgums . Poliuretāns ir klasificēts kā drošs materiāls, tāpēc to bieži izmanto ikdienas dzīvē.

Vai poliuretāns ir kaitīgs?

Enerģiju taupošo īpašību dēļ poliuretāns ir klasificēts kā drošs materiāls. Tomēr, novērtējot tā draudzīgumu videi, ir jāņem vērā iespēja kaitēt šim elastomeram šķidrā un cietā stāvoklī. Kā liecina prakse, sausā veidā šis poliols neizdala kaitīgas vielas . Bīstami tvaiki ir iespējami tikai tad, ja ar materiālu rīkojas nepareizi.

Ja šķidruma frakcijā tiek ievēroti visi drošības pasākumi, poliuretāns neradīs nekādas briesmas cilvēkiem un dzīvniekiem.

Tomēr ražošanas tehnoloģijas pārkāpuma rezultātā var izdalīties šādi toksiski izgarojumi

• Izocianāti … Šīs vielas ir daļa no krāsas un lakas, putu izstrādājumiem. To klātbūtne var izraisīt astmu, ja nav īpašas aizsardzības.
• Amīna katalizatori, kas izraisa paaugstinātu jutību, aizkaitināmību, neskaidru redzi . Nepārtraukti ieelpojot, šīs vielas izraisa čūlas, gļotādu kairinājumu, mutes, rīkles un barības vada apdegumus.
• Poliols . Savu toksisko iedarbību viņš spēj izpaust tikai tiešā saskarē ar dzīvu organismu, proti, norijot. Saindēšanās ar polioliem izpaužas kā vemšana, intoksikācija un spazmas.
• Ugunsdrošs . Šī viela pakāpeniski uzkrājas organismā, pēc tam izraisa saindēšanos.

Iepriekš minētā rezultātā mēs varam secināt, ka poliuretāns var kaitēt veselībai tikai tad, ja to lieto nepareizi . Tas bieži notiek, lietojot zemas kvalitātes smidzināšanas veidus, kā arī darbības laikā, ja nav īpašas aizsardzības.

Daudzi ir noraizējušies par poliuretāna bīstamību, kas tiek uzstādīts dzīvojamās telpās. Lietotāju bailes ir veltīgas, jo šīs kategorijas preces pirms pārdošanas tiek pakļautas daudzām drošības pārbaudēm. Problēmas var rasties tikai tad, ja elastomēru iegādājas no ražotāja, kuram nav kvalitātes sertifikātu.

Salīdzinājums ar citiem materiāliem

Zinot par poliuretāna īpašībām, mēs varam teikt, ka tam ir daudz vairāk priekšrocību nekā gumijai. Kā jau minēts, šis polimērs to pārspēj ar izturību, pagarināmību, izturību un daudzām citām īpašībām. Patērētājiem bieži ir grūti izvēlēties starp poliuretānu un citiem līdzīgiem izstrādājumiem, salīdzinot to ar viņiem.

• Duropolimērs . Ir matēta plastmasas izstrādājuma izskats. Savukārt poliuretāns ir kā putots pulveris un ir pārklāts ar grunti. Pēdējais ir viegls un lieliski piemērots darbam ar griestiem. Turklāt tā sortiments ir diezgan plašs. Duropolimērs pieder pret vandālisma polimēriem, tāpēc pircējam nav ilgi jādomā par tā atjaunošanu.
• Vinils . Šis materiāls, atšķirībā no poliuretāna, nav paredzēts virsmas aizsardzībai, to biežāk izmanto dekoratīviem nolūkiem.
• Silikons . Šie materiāli ir paredzēti izmantošanai dažāda veida darbos. Pēc patērētāju domām, elastomēru raksturo labāka izturība un izturība. Savukārt silikons izceļas ar to, ka tas ir elastīgs un bioinerts.
• Putupolistirols . Materiālu atšķirība galvenokārt ir izmaksās, kas ir augstākas poliuretānam. Putupolistirols slikti vada siltumu, tas ir ērti un viegli lietojams. Poliuretāns ilgst ilgāk nekā iepriekšējais materiāls, nepasliktinās negatīvu vides faktoru ietekmē.
• Poliesteris . Līdz ar to poliuretānam ir daudz tādu pašu īpašību. Tomēr otrais materiāls savā ziņā ir pārāks par pirmo. Poliuretāns ir elastīgāks, izturīgāks un izturīgāks nekā poliesteris.

Sugas pārskats

Poliuretāns ir caurspīdīgs energoefektīvs universāls materiāls, kas katru dienu gūst popularitāti visā pasaulē. Šim materiālam ir savs īpašs marķējums. Pie populārākajiem elastomēru zīmoliem pieder SKU-PFL-100, NITs PU-5, tiem raksturīga Shore cietība 85-90 vienības.

Elastīgas poliuretāna putas

Kā amortizators ir ierasts izmantot elastīgu poliuretāna putu gumiju . Turklāt to izmanto, lai izveidotu gultas veļu, oderi, iepakojumu un automobiļu interjeru.

Elastīgas putas var izveidot jebkurā formā. Šim poliuretāna veidam raksturīgs vieglums, izturība un komforts.

Termoplastiska

Termoplastiskais poliuretāns ir elastīgs, elastīgs materiāls, kas izturīgs pret nodilumu un nelabvēlīgiem laika apstākļiem. To ražo un krāso ar dažādām metodēm. Termoplastiskā elastomēra apstrāde tiek veikta presēšanas, saspiešanas, trieciena mašīnās . Šis elastīgais produkts spēj pielāgoties dažādiem pielietojumiem, piemēram, celtniecībai, automobiļiem, apaviem.

Lietojumprogrammas

Mūsdienās plaši izmanto poliestera poliolu. Oderes priekšmeti, preses daļas, veltnis, ritenis, rullīšu pārklājums, blīvējuma gredzeni, aproces, aizbāžņi tiek ražoti no poliuretāna loksnēm . Šķidrā veidā tā ir atradusi pielietojumu betona konstrukciju, vagonu, lūku un jumtu pārklājumā. Bieži vien elastomērs ir daļa no hermētiķa, līmes, krāsas un lakas izstrādājumiem.

Smagajā rūpniecībā no šī materiāla tiek izgatavotas amortizējošas detaļas . Būvniecībā to izmanto, lai izveidotu pretslīdes pārklājumu, vibrācijas izturīgas virsmas, fasādes. Automobiļu un mēbeļu rūpniecība ir neaizstājama bez elastomēra. Tekstilrūpniecībā tiek novērots pieprasījums pēc poliuretāna. Tas ir piemērots vāku, rāvējslēdzēju, kniedes, zolītes, zoles izgatavošanai. Medicīna izmanto elastomēru prezervatīvu, protēžu un implantu ražošanai.

Apstrāde

Mūsdienās jautājums par poliuretāna pārstrādi kļūst arvien aktuālāks. Problēma ir saistīta ar poligonu platības palielināšanos, kā arī to izvešanas izmaksu pieaugumu. Pēdējos gados ir novērota jaunāko elastomēru apstrādes tehnoloģiju attīstība un šim jautājumam tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība.

Šeit ir galvenās metodes pārstrādātu materiālu iegūšanai no poliuretāna

• Fiziski . Šajā gadījumā plastmasu sasmalcina līdz smalkai frakcijai, ko vēlāk izmanto kā pildvielu būvniecībā.
• Pārkausēšana . Šīs metodes rezultāts ir izejvielu ražošana, ko vēlāk izmanto, lai iegūtu poliuretāna izstrādājumus.
• Augsta karstuma glikolīze . Izmantojot šo metodi, tiek sadalīti ogļhidrāti.
• Ķīmiskā viela . Apstrādes pamatā ir depolimerizācija, pēc kuras no elastomēra veidojas vielas ar zemu molekulmasu.
• Dedzināšana . Šī enerģijas iegūšanas metode tiek uzskatīta par visbīstamāko no visiem iepriekš minētajiem, jo tā atmosfērā izdala kaitīgas vielas.

Pateicoties plašajai pārstrādes ieviešanai, pašreizējo poliuretāna izmantošanas problēmu var atrisināt. Šī materiāla īpašības ir dažādas, tām praktiski nav robežu. Elastomērs lieliski darbojas ne tikai sadzīves vidē, bet arī ekstremālos apstākļos.

Neskatoties uz to, ka šī ir sintētiska viela, tā ir droša cilvēkiem, tāpēc to izmanto medicīnas, celtniecības, tekstilizstrādājumu un apavu rūpniecībā. Neskatoties uz augstām izmaksām salīdzinājumā ar citiem materiāliem, poliuretāns atmaksājas ar uzticamību un izturību.