Polüuretaan (34 Fotot): Mis See Materjal On? Termoplastiline Ja Painduv Polüuretaan, Omadused Ja Tihedus, Sulamistemperatuur Ja Muud Omadused, Tootmine

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-18 12:10

Polüuretaanist hakati esimest korda kuulma 1937. aastal. Seda materjali sünteesis Otto Bayer diisotsüanaadist ja vedelal kujul polüestrist. Aine omas palju eeliseid plastiku ees, mis tol ajal oli üsna nõutud.

Mis materjal see on?

Polüuretaan on ainulaadne materjalitüüp, millel on peaaegu piiramatud kasutusvõimalused ja väljavaated. Polümeer sisaldab kahte tüüpi tooraineid, nimelt: polüoole ja isotsüanaate . Viimase tootmine põhineb nafta rafineerimisel. Vedelate elementide segamisel saadakse reaktiivsed kompositsioonid. Polüuretaani omadused sõltuvad otseselt koostisosadest, millest see on valmistatud, samuti katalüsaatorite, puhumisainete, stabilisaatorite ja palju muud.

Polüuretaan näeb välja nagu poorse struktuuriga polümeerkiud. Seda peetakse mitmekülgseks elastomeeriks, kuid sellel on nii eeliseid kui ka puudusi.

Polüuretaani eeliste hulka kuuluvad järgmised omadused:

• kõrge mehaaniline tugevus;
• dielektriline konstant;
• halb kulumine;
• hea elastsus;
• võime säilitada kuju pärast korduvaid deformatsioone;
• kulumiskindlus;
• pikk kasutusiga;
• vastupidavus hapetele, õlidele, lahustitele;
• mitte vastuvõtlikkus mikroorganismide mõjule;
• suur töötemperatuuri vahemik;
• vastupidavus madalatele temperatuuridele;
• võime töötada kõrge rõhu all.

See materjal ei vanane, seda saab kasutada erinevat tüüpi töötlemiseks. Lisaks on polüuretaantooted kerged ning seetõttu on neid lihtne transportida ja paigaldada. Sellel elastomeeril on võime vahustada, nii et sellest valmistatakse igasuguseid poorseid tooteid.

Vaatamata paljudele eelistele on polüuretaanil mitmeid puudusi:

• väändekoormustele ebastabiilne;
• materjali elastsus ja tugevus sõltuvad otseselt keskkonna temperatuurirežiimist;
• teiseseks tooraineks töötlemise keerukus.

Seda tüüpi elastomeer viitab materjalidele, mis on kergesti töödeldavad igasuguse töötlemise jaoks. Sellele rakendatakse erinevaid vormimismeetodeid.

• Ekstrusioon . See polüuretaani valmistamise meetod hõlmab materjali surumist sulatatud kujul läbi ekstruuderi vormimisava.
• Casting . Rõhu mõjul süstitakse sula mass spetsiaalsesse vormi, mille järel see jahutatakse.

Võrdlus kummiga

Hoolimata asjaolust, et kumm ja polüuretaan on üsna sarnased, ületab sünteetiline elastomeer kvaliteediomaduste poolest looduslikku materjali. Erinevalt kummist on polümeerkiududel suurem tugevus ja kulumiskindlus . Sel põhjusel kasutatakse kummit paljudes tööstusharudes vähem kui polüuretaani. Peamine materjali vastupidavust mõjutav tegur on selle abrasiivne kulumine, vastuvõtlikkus agressiivse keskkonna mõjule. Selle kriteeriumi järgi võrdlemisel võib järeldada, et polüuretaan on 10 korda kulumiskindlam.

Vastavalt hinnangule vastupidavusele erinevatele keskkondadele peetakse ka polümeeri kummist paremaks . See talub lahustite ja mürgiste kemikaalide mõju. Muuhulgas on loodusliku kautšuki tõmbetugevus 1,5-3 korda väiksem kui elastomeeril. Sünteetiline materjal suudab suure koormuse korral kiiresti oma kuju taastada ilma deformatsioonita. Kumm omakorda on elastomeerist parem vaid kulude poolest, mis on palju madalam kui sünteetilistel.

Ekspertide sõnul on aga parem vältida kvaliteetse ja kalli materjali ostmist, et tulevikus ei oleks vaja kaks korda maksta.

Omadused ja omadused

Kuna polüuretaan põhineb polüoolil ja isotsüanaadil, kuulub see polüesterpolüoolide rühma. Tulenevalt asjaolust, et see tüüp on elastomeer, iseloomustab seda hea venivus ja võime naasta oma esialgsetele vormidele. Erinevad lisandid võivad anda polüoolile ainulaadseid omadusi, mis võivad muuta elastsuse, pehmuse, kõvaduse, vastupidavuse näitajaid.

Polüuretaani toodetakse mitmes riigis:

• viskoosses vedelikus;
• pehmes;
• tahkes olekus.

Olenemata kujust ei muuda elastomeer oma tehnilisi omadusi mehaaniliste ja keemiliste keskkonnategurite mõjul. See materjal on vastupidav ka UV -kiirgusele, seentele ja hallitusele.

Polüuretaani tehnilised omadused võimaldavad seda kasutada paljudes majapidamis- ja tööstuspiirkondades. Loetleme polüesterpolüooli peamised omadused.

• Tihedus . Näitaja sõltub materjali tüübist, tavaliselt on see vahemikus 30 kuni 300 kg / m3.
• Kõvadus . Shore'i skaalal võib see olla vahemikus 50 kuni 98 ühikut. Need indikaatorid võimaldavad elastomeeri kasutada suurtel koormustel.
• Märkimisväärne temperatuurivahemik . Materjali saab kasutada temperatuuridel -60 kuni +80 kraadi Celsiuse järgi. Indikaatoriga 120-140 kraadi saab seda kasutada lühikest aega. Polüuretaanidel on kõrge sulamistemperatuur - vähemalt 160 kraadi Celsiuse järgi. Kui neid materjale kuumutada 220 kraadini, hakkavad nad lagunema.
• Soojusjuhtivuse koefitsient - 0, 028 W / (m * K) .
• Sellel polüoolil puudub elektrijuhtivus .
• Kaal . Materjal kaalub väga vähe.
• Osoonikindlus . Polüuretaan ei lagune osooni mõjul, erinevalt kummist.
• Vastupidavus agressiivsele keskkonnale .
• Süttivus . Vastavalt GOST 12.1.044 on materjal klassifitseeritud mittesüttivaks, seetõttu kasutatakse seda paljudes tööstusharudes.
• Keskkonnasõbralikkus . Polüuretaan on klassifitseeritud ohutuks materjaliks, seetõttu kasutatakse seda sageli igapäevaelus.

Kas polüuretaan on kahjulik?

Energiasäästuomaduste tõttu on polüuretaan ohutu materjal. Selle keskkonnasõbralikkuse hindamisel tasub aga arvestada selle elastomeeri kahjustamise võimalusega vedelas ja tahkes olekus. Nagu praktika on näidanud, ei eralda see polüool kuivas vormis kahjulikke aineid . Ohtlikud aurud on võimalikud ainult siis, kui materjali käsitsetakse valesti.

Kui vedelas fraktsioonis järgitakse kõiki ohutusmeetmeid, ei kujuta polüuretaan endast ohtu inimestele ega loomadele.

Tootmistehnoloogia rikkumine võib aga põhjustada järgmiste mürgiste aurude eraldumist

• Isotsüanaadid … Need ained on osa värvist ja lakist, vahttoodetest. Nende olemasolu võib spetsiaalse kaitse puudumisel põhjustada astmat.
• Amiini katalüsaatorid, mis põhjustavad suurenenud tundlikkust, ärrituvust, nägemise hägustumist . Pideva sissehingamise korral põhjustavad need ained haavandeid, limaskestade ärritust, suu, kõri ja söögitoru põletust.
• Polüool . Ta suudab oma toksilist toimet avaldada ainult otseses kokkupuutes elusorganismiga, nimelt neelamisel. Polüooli mürgistus avaldub oksendamise, mürgistuse ja spasmide kujul.
• Tulekindel . See aine koguneb järk -järgult kehasse, pärast mida see põhjustab mürgitust.

Eeltoodust tulenevalt võime järeldada, et polüuretaan võib tervisele kahjulik olla ainult siis, kui seda kasutatakse valesti . See juhtub sageli madala kvaliteediga pihustitüüpide kasutamisel, samuti töö ajal spetsiaalse kaitse puudumisel.

Paljud on mures eluruumidesse paigaldatud polüuretaani ohtude pärast. Kasutajate hirmud on asjatud, kuna selle kategooria kaubad läbivad enne turuletulekut palju ohutustesti. Probleemid võivad tekkida ainult siis, kui elastomeer on ostetud tootjalt, kellel pole kvaliteedisertifikaate.

Võrdlus teiste materjalidega

Teades polüuretaani omadusi, võime öelda, et sellel on palju rohkem eeliseid kui kummist. Nagu juba mainitud, ületab see polümeer selle vastupidavuse, venivuse, tugevuse ja paljude muude omaduste poolest. Tarbijatel on sageli raske valida polüuretaani ja muude sarnaste toodete vahel, võrreldes seda nendega.

• Duropolümeer . Välimuselt on matt plasttoode. Omakorda on polüuretaan nagu vahustatud pulber ja kaetud praimeriga. Viimane on kerge ja sobib suurepäraselt laega töötamiseks. Lisaks on selle sortiment üsna lai. Duropolümeer kuulub vandaalivastaste polümeeride hulka, nii et ostja ei pea selle taastamisele pikalt mõtlema.
• Vinüül . See materjal, erinevalt polüuretaanist, ei ole mõeldud pinna kaitsmiseks, seda kasutatakse sagedamini dekoratiivsetel eesmärkidel.
• Silikoon . Need materjalid on ette nähtud kasutamiseks erinevat tüüpi töödes. Tarbijate sõnul iseloomustab elastomeeri parem vastupidavus ja tugevus. Silikooni eristab omakorda see, et see on elastne ja bioinertne.
• Vahtpolüstüreen . Materjalide erinevus seisneb peamiselt kuludes, mis on polüuretaani puhul kõrgemad. Vahtpolüstüreen ei juhi hästi soojust, seda on mugav ja lihtne kasutada. Polüuretaan kestab kauem kui eelmine materjal, ei halvene negatiivsete keskkonnategurite mõjul.
• Polüester . Sellega on polüuretaanil palju samu omadusi. Mõnes mõttes on teine materjal aga kvaliteedilt parem kui esimene. Polüuretaan on elastsem, tugevam ja vastupidavam kui polüester.

Liikide ülevaade

Polüuretaan on läbipaistev energiatõhus universaalne materjal, mis kogub iga päev populaarsust kogu maailmas. Sellel materjalil on oma erimärgistus. Elastomeeride kõige populaarsemate kaubamärkide hulka kuuluvad SKU-PFL-100, NITs PU-5, neid iseloomustab Shore'i kõvadus 85-90 ühikut.

Paindlik polüuretaanvaht

Amortisaatorina on tavaks kasutada elastset polüuretaanvahtkummi . Lisaks kasutatakse seda voodipesu, voodri, pakendite ja autotööstuse interjööri loomiseks.

Painduvat vahtu saab luua mis tahes kujul. Seda tüüpi polüuretaani iseloomustab kergus, tugevus ja mugavus.

Termoplast

Termoplastiline polüuretaan on elastne, painduv materjal, mis on vastupidav kulumisele ja ebasoodsatele ilmastikutingimustele. Seda toodetakse ja värvitakse erinevate meetoditega. Termoplastsete elastomeeride töötlemine toimub ekstrusiooni-, pressimis- ja löögimasinatel . See paindlik toode on võimeline kohanema erinevate rakendustega, nagu ehitus, autotööstus, jalatsid.

Rakendused

Tänapäeval kasutatakse laialdaselt polüesterpolüooli. Vooderdised, pressiosad, rull, ratas, rullkate, tihendusrõngad, mansettid, pistikud on valmistatud polüuretaanlehtedest . Vedelal kujul on see leidnud rakendust betoonkonstruktsioonide, vagunite, luukide ja katuste katmisel. Sageli on elastomeer osa hermeetikust, liimist, värvi- ja lakitoodetest.

Rasketööstuses valmistatakse sellest materjalist lööke summutavad osad . Ehituses kasutatakse seda libisemisvastase katte, vibratsioonikindlate pindade, fassaadide loomiseks. Auto- ja mööblitööstus on asendamatu elastomeerita. Nõudlust polüuretaani järele täheldatakse tekstiilitööstuses. See sobib katete, tõmblukkude, neetide, sisetaldade, taldade valmistamiseks. Meditsiinis kasutatakse elastomeere kondoomide, proteeside ja implantaatide tootmiseks.

Töötlemine

Tänapäeval muutub polüuretaani ringlussevõtu küsimus üha olulisemaks. Probleem on seotud prügilate pindala suurenemisega, samuti nende kõrvaldamise kulude suurenemisega. Viimastel aastatel on täheldatud elastomeeride töötlemise uusimate tehnoloogiate arengut ja sellele küsimusele pööratakse üha enam tähelepanu.

Siin on peamised meetodid polüuretaanist ringlussevõetud materjalide saamiseks

• Füüsiline . Sellisel juhul purustatakse plastik peeneks, mida hiljem kasutatakse ehituses täiteainena.
• Sulatamine . Selle meetodi tulemuseks on toorainete tootmine, mida hiljem kasutatakse polüuretaantoodete saamiseks.
• Kõrge kuumusega glükolüüs . Selle meetodi abil lagundatakse süsivesikud.
• Keemiline . Töötlemine põhineb depolümerisatsioonil, mille järel moodustuvad elastomeerist madala molekulmassiga ained.
• Põlemine . Seda energia hankimise meetodit peetakse kõige ohtlikumaks ülaltoodust, kuna see vabastab atmosfääri õhku kahjulikke aineid.

Tänu ringlussevõtu ulatuslikule kasutuselevõtule saab lahendada praeguse polüuretaani kasutamise probleemi. Selle materjali omadused on mitmekesised, neil praktiliselt pole piire. Elastomeer toimib suurepäraselt mitte ainult koduses keskkonnas, vaid ka ekstreemsetes tingimustes.

Hoolimata asjaolust, et see on sünteetiline aine, on see inimestele ohutu, seetõttu kasutatakse seda meditsiinis, ehituses, tekstiili- ja jalatsitööstuses. Vaatamata kõrgetele kuludele võrreldes teiste materjalidega tasub polüuretaan ära oma töökindluse ja vastupidavusega.