Полиуретан

Технические характеристики

Технические характеристики полиуретана делают его незаменимым конструкционным материалом во многих отраслях промышленности, где изделия должны иметь высокую сопротивляемость, износостойкость, устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды.

  • Плотность полимера зависит от его вида, показатели могут быть в пределах 30-300 кг/м3.
  • Твердость по шкале Шору (A, D) находится в пределах 50-98 единиц, что позволяет использовать его при высоких механических нагрузках.
  • Имеет обширный температурный интервал эксплуатации, от -60 до +80 °C, возможно кратковременное использование при +120-140 °C без потери технических характеристик.
  • Полимер имеет высокую эластичность при высокой твердости материала, его показатели прочности достигают до 50МПа. Он может без повреждения растягиваться до 650%.
  • Не проводит электричество.
  • Имеет низкую массу, что дает альтернативу использовать изделия с меньшим весом.
  • Озоностойкость – тоже несомненный плюс, он не разрушается под воздействием озона, как, например, резина.
  • Высокая стойкость к кислотам, маслам, растворителям.
  • При производстве полимера можно запрограммировать необходимый коэффициент трения, и получить материал с очень низким или высоким показателем.

По сравнению с резиной он имеет более высокую износостойкость и эластичность, не восприимчив к маслам, меньше пачкается, медленнее стареет, быстрее принимает форму после деформации и лучше переносит механическое воздействие.

Если сравнить полиуретан с металлом, то он очевидно более эластичен, имеет меньший вес, не проводит электричество и менее восприимчив к воздействию абразивов. Также полиуретан значительно дешевле в производстве и в обслуживании, механизмы, оснащенные деталями из этого материала, создают меньше шума. Все это влияет на качество и стоимость конечного продукта.

В сравнении с пластмассой полиуретан показывает лучшие результаты при высоких и низких температурах, он более эластичен, не раскалывается при ударном и другом механическом воздействии.

К минусам можно отнести:

Воздухонепроницаемость, что важно при создании обуви и одежды;
Усадку вспененных декоративных деталей и сложности в нанесении четкого рисунка;
Излишнюю твердость и хрупкость при длительном холодовом воздействии;
Низкую сопротивляемость к скручиванию.

Поэтому крайне важно правильно выбрать вид полимера для эксплуатации в определенных условиях. Абсолютным минусом материала можно назвать сложность вторичной переработки изделий из него

Технические характеристики

Ниже представлена характеристика технических характеристик пенополиуретана.

  • Плотность. Этот параметр зависит от марки материала и может быть самым разным. Наименее плотные составы имеют плотность от 5 килограммов на 1 кубический метр. Из-за этого такой материал не способе выдержать большой вес. Жесткие смеси имеют плотность 45 – 50 килограммов на кубический метр. Такой пенополиуретан способен выдержать значительную нагрузку.
  • Жесткость. Этот параметр обозначает способность материала к сопротивлению деформации. Тут разброс тоже довольно большой – некоторые марки почти не прогибаются под нагрузкой, другие настолько эластичны, что длительное время сохраняют деформацию после воздействия большого веса. Измеряют параметр в Паскалях. Для замеров устанавливают силу, которая способна сжать материал не меньше, чем на 40%.
  • Горючесть. Большинство доступного сегодня к приобретению пенополиуретана согласно действующим в настоящее время пожарным нормативом имеет индекс горючести Г2 и индекс воспламенения В2. Это означает, что материал – умеренно горючий и умеренно воспламеняемый. На практике это проявляется в том, что пенополиуретан очень трудно поджечь и он очень быстро потухает, если огонь не воздействует постоянно.
  • Влагопроводность. У большинства марок материала этот параметр составляет от 1% до 3% от общей массы в сутки. Это считается высоким показателем (по сравнению с другими материалами). Иногда его понижают за счет пропитки техническим маслом растительного происхождения (например, касторовым).
  • Паропроницаемость. Коэффициент паропроводности большинства марок пенополиуретана составляет 50. Для сравнения, он равен 40 – 50 у большинства марок бетона. Таким образом, это очень хорошее значение.
  • Теплопроводность. Средний показатель теплопроводность для большинства марок составляет от 0,02 до 0,04. Это очень неплохие цифры, поэтому пенополиуретан широко используют в качестве утеплителя в строительстве.
  • Стойкость к химическому воздействию. Материал устойчив к большей части воздействий химического характера, за исключением воздействия концентрированных кислот, а также высокомолекулярных органических растворителей (например, ацетона).

Характеристики

При выполнении внешних отделочных работ используют полиуретановую эмаль. Данная эмаль повышает устойчивость пород камня, поскольку она создает на его поверхности прочную пленку, которая препятствует проникновению внутрь влаги.

Полиуретановые краски имеют широкую сферу применения: от бытового использования до разметки автодорог. В создании интересных эффектов помогут двухкомпонентные составы.

После высыхания нанесенного состава появляется привлекательный глянец. К сожалению, глянцевое покрытие подчеркивает все шероховатости и неровности, поэтому поверхность необходимо довести до идеальной гладкости заранее. Существуют также эмали, создающие матовую поверхность.

Процедуру покраски лучше проводить при температурном режиме от минус 10 до плюс 30. Влажность воздуха никакой роли не играет. Эмаль хорошо наносится на бетон даже при влажности близкой к 95%. Покрытие само по себе терпит температуру от минус 40 до плюс 150. Чтобы получить хорошую сцепку краски, нужно провести грунтование поверхности.

Полиуретановые краски можно классифицировать по их составу и по материалам для которых они предназначены. Наносить краску можно с помощью кисти или валика, а также можно приобрести краску в баллончике.

Изделия из металла, как правило, окрашиваются из аэрозоля. Такой метод покраски автомобилей позволяет получить однородный цвет без потеков и разводов. Бетонный пол легче окрашивается валиком, а вот деревянные поверхности удобно красить кистью. Разные формы выпуска состава облегчают задачу покраски того или иного объекта.

Полиуретановые краски весьма универсальны и подходят к разным видам материалов. Грунтовка нужна обязательно. Особенно сильно это касается поверхностей из металла.

Деревянные поверхности можно не грунтовать, но обязательно следует хорошо их просушить. Дерево имеет свойство все в себя впитывать, поэтому потребуется ни один слой. Краска по дереву предназначена в основном для мебели и мебельного производства.

Как использовать?

Полиуретановый эластомер принадлежит к той категории материалов, которые без особых усилий поддаются обработке. Полиуретаны не имеют одних и тех же качеств, и это интенсивно практикуется во многих сферах народного хозяйства. Так, одни материи могут быть эластичные, вторые – жёсткие и полужёсткие. Обработка полиуретанов производится посредством таких методов.

  1. Экструзия – метод производства полимерных изделий, в котором получивший нужную подготовку растопленный материал продавливается через специализированное приспособление – экструдер.
  2. Литьё – здесь растопленную массу посредством давления впрыскивают в литейную матрицу и охлаждают. Таким образом изготавливают полиуретановые молдинги.
  3. Прессование – технология производства изделий из реактопластов. При этом твёрдые материалы переводят в жидкое вязкое состояние. Затем массу заливают в прессформу и посредством давления делают её более плотной. Данное изделие, остывая, понемногу обретает характеристики высокопрочного твёрдого тела, к примеру, полиуретановая балка.
  4. Заливочный метод на стандартном оборудовании.

Также полиуретановые заготовки подвергаются мехобработке на токарном оборудовании. Деталь создаётся при воздействии на крутящуюся заготовку различными резцами.

Посредством подобных решений можно изготовить армированные листы, заламинированную, пористую продукцию. А это разнообразные блоки, строительные профили, полиэтиленовая плёнка, плиты, волокно и так далее. ПУ может являться основой как для покрашенных изделий, так и для прозрачных.

Создание матриц из полиуретана своими силами

Крепкий и эластичный ПУ – популярный в среде народных умельцев материал, из которого создают матрицы для литья самых разных изделий: декоративного камня, плитки для тротуаров, брусчатки, статуэток из гипса и иных изделий. ПУ для литья форм является основным материалом в силу своих уникальных особенностей и доступности.

Специфика материала

Создание матриц из полиуретана в домашних условиях предполагает использование жидких 2-компонентных составов разных видов, а какой ПУ применять – зависит от назначения литья:

  • для создания матриц под нетяжёлые изделия (к примеру, игрушек);
  • для создания отделочного камня, плитки;
  • для форм под тяжеловесные крупные объекты.

Подготовка

Перед началом работ нужно приобрести полиуретан для заливки матриц. Двухкомпонентные составы реализуются в 2-х ведёрках и при вскрытии обязаны быть текучими и жидкими.

Ещё надо купить:

  • оригиналы изделий, с которых выйдет слепок;
  • обрезки МДФ либо ЛДСП и самонарезающие шурупы для опалубки;
  • специализированные смазочные антиадгезионные смеси;
  • чистую ёмкость для перемешивания ингредиентов;
  • устройство для компаундирования (насадка на электродрель, миксер);
  • герметик на силиконовой основе.

Затем собирается опалубка – короб в форме прямоугольника с размером, достаточным для расположения нужного числа моделей.

Изготовление форм

Первичные модели укладывают на низ опалубки на дистанции не меньше 1 см между собой

Чтобы образцы не скользили, осторожно фиксируют их посредством герметика. Прямо перед литьём остов выставляют по строительному уровню

Внутри опалубку и модели покрывают антиадгезионной смесью, и пока она впитывается, делают рабочий состав. Составляющие выливают в чистую ёмкость в требуемом соотношении (исходя из предпочтённого материала) и основательно перемешивают до создания гомогенной массы.

Полиуретан для создания форм льют осторожно, в одно место, позволяя материалу самому выгонять избытки воздуха. Модели необходимо покрыть полимеризационной массой на 2-2,5 сантиметра

О том, что можно сделать из жидкого полиуретана, вы можете узнать из видео ниже.

Примеры готовых изделий

Архитектурный декор из полиуретана — альтернатива традиционной гипсовой лепнине. Дизайнеры давно оценили безграничные возможности современных полимерных материалов.

Отдельные элементы украшают потолок, карнизы, молдинги, плинтусы прекрасно смотрятся на стенах, изысканно и тонко обрамляют дверные и оконные проемы. Полиуретановые детали могут использоваться отдельно, а могут соединяться друг с другом (как конструктор), участвовать в создании целостной картины, они идеально вписываются в любую концепцию интерьера.

Рама для зеркала – это только один из вариантов использования полиуретана в интерьере. Вариантов обрамления зеркал столько же, сколько и модификаций самих зеркальных поверхностей.

Это прямоугольное зеркало в пол добавляет интерьеру роскоши. И на первый взгляд кажется, что обрамление из металла. Небольшое круглое зеркало, украшенное богатой лепниной из полиуретана, покрытое золотой краской, сделает любое помещение солнечным, уютным и в то же время роскошным.

Легкий полиуретан как нельзя лучше подходит для изготовления потолочных розеток. Они могут быть как очень сложными и витиеватыми, так и простыми, но в то же время элегантными.

А вот пример того, каким изысканным может быть интерьерный декор, полностью выполненный из полиуретана. Здесь есть все: колонны, молдинги, карнизы, плинтусы и, конечно, розетка для шикарной люстры.

Изысканная арка, опирающаяся на пилястры. Все довольно сдержанно, но очень шикарно, и даже не подумаешь, что это тоже полиуретан, а не гипсовая лепнина.

О свойствах полиуретана смотрите в видео ниже.

Особенности восстановления колес, валов, катков и других изделий.

Если колеса погрузчика, траки асфальтоукладчика, типографский вал или любая другая деталь с полиуретановым покрытием пришла в негодность, не спешите заказывать ее у фирменного изготовителя или дешевых китайских производителей. В первом случае Вам грозит потеря времени и кругленькой суммы, во втором дешевизна обернется частым ремонтом и уменьшением жизненного цикла эксплуатируемой техники.

При истирании полиуретанового слоя его легко восстановить (как на крупногабаритных, так и мелких деталях). Достаточно очистить метталическое основание и заново нанести полиуретан, что даст детали стопроцентную прибавку к жизненному циклу. Если само металлическое основание тоже пришло в негодность, наша компания изготовит нужное основание и нанесет полиуретановое покрытие согласно требованиям заказчика. Вам не придется долго ждать и платить дважды.

Сферы применения

Двухкомпонентные литьевые полиуретаны практикуются для самых различных задач: от отливки шестерёнок до создания украшений.

Особенно значимыми областями использования этого материала являются следующие:

  1. холодильное техническое оснащение (хладо-, теплоизоляция торгового холодильного оборудования и холодильников бытового назначения, морозильных камер, складов и хранилищ продуктов);
  2. транспортное холодильное оборудование (хладо-, теплоизоляция автомобильных холодильных установок, изотермических ж/д вагонов);
  3. сооружение быстромонтируемых объектов гражданского и промышленного назначения (теплоизолирующие свойства и способность выдерживать нагрузку жёстких полиуретанов в структуре сэндвич-панелей);
  4. возведение и капремонт жилых сооружений, частных домов, особняков (утепление внешних стенок, изоляция элементов кровельной конструкции, проёмов окон, дверей и так далее);
  5. промышленное гражданское строительство (внешнее утепление и защита кровли от воздействия влаги жёстким полиуретаном способом напыления);
  6. трубопроводы (тепловая изоляция нефтепроводов, утепление труб низкотемпературной среды на химпредприятиях методом заливки под заблаговременно установленный кожух);
  7. теплосети городов, посёлков и так далее (тепловая изоляция посредством жёсткого полиуретана труб горячего водоснабжения при новом монтаже либо при капремонте с задействованием различных технологических способов: напыление и заливка);
  8. электрорадиотехника (придание ветроустойчивости разным электротехническим приборам, гидрозащита контактов при неплохих диэлектрических характеристиках жёстких конструкционных полиуретанов);
  9. автопромышленность (формованные элементы внутреннего оформления автомашины на базе термопластичных, полужёстких, эластичных, интегральных полиуретанов);
  10. мебельное производство (создание предметов мягкой мебели с применением поролона (эластичный ППУ), декоративных и корпусных компонентов из жёсткого ПУ, лаки, покрытия, клеевые составы и другое);
  11. текстильная промышленность (изготовление кожзаменителя, композитных тканей на пенополиуретановой основе и другое);
  12. авиационная промышленность и строительство вагонов (продукция из эластичного ППУ с высокой огнеустойчивостью, изготовленная методом формовки, шумо- и теплоизоляция на основе специализированных видов ПУ);
  13. машиностроительная промышленность (изделия из термопластических и специализированных марок пенополиуретанов).

Свойства 2-компонентных ПУ дают возможность использовать их для производства лаков, красок, клеев. Такие лакокрасочные изделия и клеевые составы стабильны к воздействиям атмосферы, крепко и продолжительное время держатся.

Также востребован жидкий эластичный 2-компонентный полиуретан для создания форм для отливок, к примеру, для литья из бетона, полиэфирных смол, воска, гипса и так далее.

Полиуретаны практикуются и в медицине – из них делают съёмные зубные протезы. К тому же из ПУ можно создавать всевозможную бижутерию.

В отдельных сферах произведённые из ПУ изделия по ряду характеристик имеют превосходство даже над сталью.

Вместе с тем простота создания этих изделий даёт возможность создавать как миниатюрные составные части весом не более грамма, так и громоздкие отливки по 500 килограммов и больше.

В общей сложности можно выделить 4 направления использования 2-компонентных ПУ смесей:

  • крепкие и жёсткие изделия, где ПУ заменяет собой сталь и остальные сплавы;
  • упругие изделия – здесь требуется высокая пластичность полимеров и их гибкость;
  • изделия, стабильные к агрессии – высокая стабильность ПУ к агрессивным субстанциям либо к абразивным воздействиям;
  • изделия, поглощающие механическую энергию посредством высокой вязкости.

Особенности

Полимерный материал выпускается в листах и прутках, однако чаще всего востребован листовой полиуретан, который обладает определенными свойствами:

  • материал устойчив к воздействию определенных кислотных компонентов и органических растворителей, ввиду чего его применяют в типографиях для изготовления печатающих валков, а также в химической индустрии, при хранении некоторых видов агрессивных химикатов;
  • высокая твердость материала позволяет применять его в качестве замены листового металла в тех областях, где присутствуют длительные повышенные механические нагрузки;
  • полимер проявляет высокую устойчивость к воздействию вибрации;
  • полиуретановые изделия выдерживают высокий уровень давления;
  • материал имеет малую способность к теплопроводности, сохраняя даже при минусовых показателях температуры свою эластичность, кроме того, он может выдержать показатели до +110°C;
  • эластомер устойчив к маслам и бензину, а также продуктам переработки нефти;
  • полиуретановый лист обеспечивает надежную электроизоляцию, а также защищает от воздействия влаги;
  • поверхность полимера устойчива к воздействию грибков и плесени, поэтому материал применяется в пищевой и медицинской сферах;
  • любые изделия из этого полимера могут быть подвержены многократным циклам деформации, после чего они вновь принимают свою первоначальную форму, не утрачивая при этом своих свойств;
  • полиуретан обладает высокой степенью износостойкости и устойчив к воздействию абразивов.

Полиуретановые изделия обладают высокими химико-техническими показателями и по своим свойствам в значительной мере превосходят металл, пластик и резину.

Особо необходимо выделить теплопроводность полиуретанового материала, если рассматривать его как теплоизолирующее изделие. Способность проводить тепловую энергию у этого эластомера зависит от его показателей пористости, выражающихся в плотности материала. Диапазон возможной плотности у различных марок полиуретана колеблется от 30 кг/м3 до 290 кг/м³.

Степень теплопроводности материала зависит от его ячеистости.

Уровень теплопроводности начинается с показателя 0,020 Вт/мхК и заканчивается на 0,035 Вт/мхК.

Что касается горючести эластомера, то его относят к классу Г2 – это означает среднюю степень горючести. Самые бюджетные марки полиуретана относят к классу Г4, что считается уже горючим материалом. Способность к горению объясняется наличием в низкоплотных образцах эластомера молекул воздуха. Если производители полиуретана обозначают класс горючести Г2, значит, в составе материала присутствуют компоненты-антипирены, так как иных методов снизить степень горючести у данного полимера не существует.

По степени воспламеняемости полиуретан относят к классу В2, то есть к трудновоспламеняемым изделиям.

Помимо положительных характеристик, полиуретановый материал обладает и рядом недостатков:

  • материал подвергается разрушению под воздействием фосфорной и азотной кислоты, а также неустойчив к действию муравьиной кислоты;
  • полиуретан неустойчив в среде, где имеется высокая концентрация соединений хлора или ацетона;
  • материал способен разрушаться под воздействием скипидара;
  • под воздействием высоких температурных режимов в щелочной среде эластомер через определенный промежуток времени начинает разрушаться;
  • если применять полиуретан вне его рабочих диапазонов температур, то химические и физические свойства материала изменяются в худшую сторону.

На российском рынке полимерных конструкционных материалов представлены эластомеры как отечественного, так и зарубежного выпуска. В Россию полиуретан поставляют зарубежные производители из Германии, Италии, Америки и Китая. Что касается отечественной продукции, то чаще всего в продаже встречаются полиуретановые листы марок СКУ-ПФЛ-100, ТСКУ-ФЭ-4, СКУ-7Л, ПТГФ-1000, ЛУР-СТ и так далее.

Материал PU (ПУ) — что это такое за ткань: описание

Что это за материал PU, вы знаете? Если вы не раз встречали эти буквы на ярлычках, но еще не разобрались, что они обозначают – читайте нашу статью! Мы расскажем, что представляет собой ткань ПУ, в каких областях используется, какими особенностями характеризуется. Гарантируем, вы узнаете всю необходимую информацию.

Особенности и характеристики

Что это такое – материал ПУ, знают немногие, хотя это обозначение прочно проникло на рынок современных изделий. Многие покупатели путают его с дермантином или кожзаменителем, но это не совсем так. Давайте подробно обсудим, что за материал кожа PU – это высокосортный полимер полиуретан, имитирующий структуру и строение натурального материала. Инновационный, высокотехнологичный полиуретан обладает наилучшими характеристиками.

Есть полноценный состав ПУ, а есть только материал верха PU – что это значит, в чем разница?

Пора поговорить о том, что это за состав ткани ПУ и уделить ему особое внимание

  • Верхний слой – это полиуретан, нанесенный на основу;
  • В основе лежат два или три слоя из натурального дефектного материала, прошедшего обработку;
  • Один из слоев – натуральная спрессованная кожа;
  • Основа же – хлопчатобумажный материал

Окрашивается, декорируется и обрабатывается только верхний слой изделия! Внутренние слои при изготовлении не затрагиваются. Полезно: ПВХ — что это за материал можно прочитать в другой статье.

Что это значит – материал PU, вы уже знаете. Отметим достоинства, которыми он характеризуется:

  • Стойкость к воздействию низких и высоких температур;
  • Небольшой вес;
  • Мягкость;
  • Воздухопроницаемость;
  • Экологичность производства;
  • Высокая эластичность;
  • Материал не трескается;
  • Отличается паронепроницаемостью;
  • Не накапливает влагу;
  • Не имеет неприятного запаха;
  • Устойчив к механической нагрузке.

Области применения

Выше мы обсудили, 100 PU – что это за ткань, зачем нужна. Пора узнать, для каких целей она используется. Характеристики материала позволяют с успехом применять в различных сферах – особенно ценят его дизайнеры. Поверхность оставляет простор для реализации разнообразных идей оформления!

Чаще всего PU leather используется:

  • Для ремешков на наручных часах;
  • Для чехлов мобильных устройств, фотоаппаратов, ноутбуков;
  • Для пошива курток и пуховиков;
  • Для сумок женских и мужских, кошельков;
  • Для обуви – как поверхности, так и подошвы. Это могут быть ботинки, кроссовки, балетки и многое другое

Именно способность «дышать», не накапливать влагу и простота ухода – определяющие качества, сделавшие полотно таким популярным. Кстати, нельзя забывать о стоимости – она понравится каждому покупателю. Этот вид ткани доступен и дешев, по сравнению с натуральными аналогами.

Дополнительно: Расскажем, как часто нужно менять постельное белье.

Мы коснулись производства одежды, обуви и аксессуаров. Не забывайте, что сырье используется в производстве колес, туристических аксессуаров, товаров для активного отдыха.

Скажем пару слов об уходе? Полезные советы должны помочь вам при ежедневной носке:

  • Для удаления загрязнений воспользуйтесь мягкой влажной тряпочкой;
  • Не забудьте вытереть влажные следы насухо мягкой тканью;
  • Пользуйтесь водоотталкивающими пропитками;
  • Стереть сложные пятна поможет нашатырный спирт или очиститель для натурального полотна.

Больше не осталось тайн, что означает таинственная аббревиатура, мы разобрались самым подробным образом. Вы без опаски можете выбирать подобную ткань для сумки или для кроссовок – гарантируем, вы будете наслаждаться качеством долгие годы.

Читайте далее: Струттофайбер — поговорим об этом наполнителе в матрасе.

Свойства и применение полиуретанов

В зависимости от природы исходных компонентов и строения макромолекул полиуретаны могут быть термопластичными и термореактивными, а изделия — пластичными и хрупкими, мягкими и твёрдыми.

Линейные полиуретаны на основе низкомолекулярных гликолей обладают способностью к волокнообразованию; при вытяжке за счет ориентации макромолекул и увеличения степени кристалличности полимера происходит упрочнение волокон.

Прочность линейных полиуретанов обусловлена в значительной степени наличием водородных связей, возникающих между полярными карбонильными и иминными группами соседних макромолекул. Уменьшение количества таких межмолекулярных водородных связей способствует снижению степени кристалличности полимера, а следовательно, и снижению его температуры размягчения и механической прочности.

Атомы кислорода в главных цепях полиуретанов вызывают снижение температуры плавления (размягчения) линейных полиуретанов и улучшают их растворимость в органических растворителях. Присутствие атомов кислорода в цепи придает полиуретанам эластичность (гибкость) и, следовательно, улучшает перерабатываемость в изделия. Полиуретаны имеют низкое влагопоглощение, достаточную морозостойкость, хорошие адгезионные свойства и высокую износостойкость. Все эти свойства обусловили широкое применение полиуретанов в народном хозяйстве.

Из полиуретанов изготовляют эластичные, стойкие к старению волокна и пленки. Для получения защитных покрытий и эмалирования проводов, в производстве мебели и обуви используют полиуретановые клеи и лаки, обладающие высокой теплостойкостью, водо- и атмосферостойкостью. Находят применение полиуретановые компаунды — многокомпонентные системы, наполненные минеральными или органическими наполнителями, перерабатываемые методом свободной заливки и не требующие обычно для отверждения дополнительного нагрева. Полиуретановые эластомеры на основе олигомерных простых и сложных полиэфирполиолов с молекулярной массой 1000—3000 обладают масло- и бензостойкостью, высокой эластичностью, сочетающейся с довольно большой прочностью (относительное удлинение при разрыве 500—1000%, разрушающее напряжение при растяжении 19,6—49,0 МПа)

Полиуретановые эластомеры отличаются высокой стойкостью к истиранию, что очень важно при эксплуатации таких изделий, как шины, конвейерные ленты для горнодобывающей промышленности и т. п

Однако основное применение полиуретаны находят в производстве пенополиуретанов.

Литьевые изделия из полиуретанов

Для получения литьевых изделий используют линейные полиуретаны на основе гексаметилендиизоцианата и бутиленгликоля. Из полиуретанов с молекулярной массой 13 000—15 000 вырабатывают волокна. Из более высокомолекулярных продуктов литьем под давлением изготовляются различные детали.

Физико-механические показатели изделий из литьевых полиуретанов приведены ниже:
  • Кажущаяся плотность: 1210 кг/м3;
  • Разрушающее напряжение при растяжении: 49,0—58,7 Мпа;
  • Разрушающее напряжение при сжатии: 78,4—83,2 Мпа;
  • Разрушающее напряжение при изгибе: 69,0—78,4 Мпа;
  • Ударная вязкость: 49,4 кДж/м2;
  • Температура плавления: 176—180 °С;
  • Теплостойкость по Мартенсу: 60 °С;
  • Коэффициент теплопроводности: 0,31 Вт/м·К;
  • Удельное объемное электрическое сопротивление: 1·1014—2·1014 Ом·см;
  • Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц: 0,014—0,020;
  • Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц: 4,5—4,8;
  • Электрическая прочность: 20—25 кВ/мм;
  • Усадка при литье: 1,0—1,2 %;
  • Водопоглощение (максимальное): 2 %.

Линейные полиуретаны перерабатывают в изделия (пленки, листовые материалы, тонкие пластины) при 180—185 °С. Изделия могут работать длительное время при 100—110 °С и высокой влажности; их применяют в радио- и электротехнической промышленности.

При производстве пенополиуретанов воздух может быть загрязнен толуилендиизоцианатом, особенно при получении пенополиуретанов методом напыления. Толуилендиизоцианат является токсичным веществом, оказывающим раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Толуилендиизоцианат — аллерген, который может вызывать бронхиальную астму и экземы. Симптомы отравления проявляются в кашле, загрудинных болях и хрипах в легких. Процессы приготовления смесей, получения и вызревания блоков полиуретанов должны проводиться в вентилируемых помещениях.

The Manufacturing Process

While polyurethane polymers are used for a vast array of applications,
their production method can be broken into three distinct phases. First,
the bulk polymer product is made. Next, the polymer is exposed to various
processing steps. Finally, the polymer is transformed into its final
product and shipped. This production process can be illustrated by looking
at the continuous production of polyurethane foams.


Polymer reactions

  • 1 At the start of polyurethane foam production, the reacting raw
    materials are held as liquids in large, stainless steel tanks. These
    tanks are equipped with agitators to keep the materials fluid. A
    metering device is attached to the tanks so that the appropriate amount
    of reactive material can be pumped out. A typical ratio of polyol to
    diisocyanate is 1:2. Since the ratio of the component materials produces
    polymers with varying characteristics, it is strictly controlled.
  • 2 The reacting materials are passed through a heat exchanger as they are
    pumped into pipes. The exchanger adjusts the temperature to the reactive
    level. Inside the pipes, the polymerization reaction occurs. By the time
    the polymerizing liquid gets to the end of the pipe, the polyurethane is
    already formed. On one end of the pipe is a dispensing head for the
    polymer.


Processing

  • 3 The dispensing head is hooked up to the processing line. For the
    production of rigid polyurethane foam insulation, a roll of baking paper
    is spooled at the start of the processing line. This paper is moved
    along a conveyor and brought under the dispensing head.
  • 4 As the paper passes under, polyurethane is blown onto it. As the
    polymer is dispensed, it is mixed with carbon dioxide which causes it to
    expand. It continues to rise as it moves along the conveyor. (The sheet
    of polyurethane is known as a bun because it «rises» like
    dough.)
  • 5 After the expansion reaction begins, a second top layer of paper is
    rolled on. Additionally, side papers may also be rolled into the
    process. Each layer of paper contains the polyurethane foam giving it
    shape. The rigid foam is passed through a series of panels that control
    the width and height of the foam bun. As they travel through this
    section of the production line, they are typically dried.
  • 6 At the end of the production line, the foam insulation is cut with an
    automatic saw to the desired length. The foam bun is then conveyored to
    the final processing
    steps that include packaging, stacking, and shipping.

Что это за материал?

Как и все пластмассы он получен при взаимодействии изоцианатов с рядом полиолов. В зависимости от желаемого конечного продукта (чтобы сделать его более жестким или гибким), химические составы могут содержать другие ингредиенты, такие как катализаторы, пенообразователи и, возможно, антипирены для смешивания в условиях высокого давления, придающих ему высокую теплоизоляционную плотность. Эти различные комбинации позволяют изготавливать различные виды изделий.

  1. Медицинские протезы и имплантаты.
  2. Валы, шины, амортизаторы и другие детали для строительной и автомобильной промышленности.
  3. Текстиль для производства мебели, одежды, обуви, спецодежды, экипировки для туризма и товаров для дома.
  4. Прочие товары широкого потребления (контейнеры, бутылочки, подгузники).

Можно сказать, что на сегодня это самый востребованный полимер, используемый во всех областях человеческой жизни, даже в нефтяной промышленности для производства бонов (огнестойкие плавучие заграждения от утечек). Ткань полиуретан представляет собой легкий и чрезвычайно прочный, водонепроницаемый материал. Все используют его в той или иной форме каждый день — дома, в офисе, автомобиле, в отпуске для отдыха и занятий спортом.

Состав и свойства

Полиуретаны (ПУ) являются крупнейшим классом полимеров с различными свойствами. Существуют тысячи природных и искусственных полимеров, другие самые известные: нейлон, кремний, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Они могут быть термореактивными или термопластичными, жесткими и твердыми или гибкими и мягкими. Плотность продукта определяется количеством используемого вспенивающего агента, а гибкость или жесткость — типом используемых полиолов и изоцианатов.

Свойства полиуретанов в значительной степени зависят от структуры основной цепи полимера. Они могут быть приспособлены для обеспечения высокой прочности, высокой жесткости или высокой гибкости и ударной вязкости. Большинство имеют хорошую устойчивость к нефти, углеводородам, кислороду и озону. Двумя главными недостатками являются их восприимчивость к микробной атаке и склонность ароматических уретанов к обесцвечиванию при воздействии ультрафиолетового излучения.

Искусственная кожа представляет собой композитный материал, состоящий из одного или нескольких слоев полимерных смол, соединенных уретановыми связями, а также тканой или нетканой текстильной основы, такой как полиэстер, хлопок, нейлон или молотая кожа.

Технические характеристики

Существует множество различных полиуретановых тканей, качество которых регламентируются государственным стандартом России. Для одежных, галантерейных, обувных и обивочных искусственных кож это ГОСТы под номерами: 28461-90; Р 56621-2015; Р 56626-2015; Р 57020-2016 и другие.

В зависимости от типа, у них бывают следующие характеристики.

  1. Разрывная нагрузка от 8 до 25 даН.
  2. Жесткость не более 7-70 сН.
  3. Устойчивость к многократному изгибу, не менее 50-150 килоциклов.
  4. Устойчивость окраски к трению (сухому и мокрому) не менее 4-5 баллов.
  5. Прочность связи между слоями не менее 0,3-0,5 Н/мм.
  6. Водоупорность не менее 250 мм вод. ст.
  7. Морозостойкость от -10 до -20 градусов.
  8. Светостойкость для светлых тонов от 3 до 4 баллов.
  9. Величина прогиба от многократного растяжения не более 5-7 мм.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий