Що таке поліуретан?

Поліуретан – це унікальний синтетичний полімерний матеріал. Вперше Байєр Отто Георг Вільгельм зі співробітниками одержав поліуретани і налагодив їх промислове виробництво в 1937 році. Промислове виробництво пінополіуретанів на основі складних поліефірів було організовано в Німеччині в 1944 році, а їх аналогів на основі більш дешевих простих поліефірів – в США в 1957 році.

"Матеріал з необмеженими можливостями" складається головним чином з двох типів сировини, ізоціанату і полиола, які отримують з сирої нафти. При змішуванні двох готових до переробки рідких компонентів системи, які містять різні допоміжні засоби (каталізатори, спінювач, стабілізатори і т.д.), утворюється реакційно-здатна суміш. Залежно від рецептури і співвідношення компонентів, при відповідній технології можна відрегулювати спектр властивостей утворюється поліуретану – ми можемо отримати жорсткий, м'який, інтегральний, ніздрюватий (спінений) або монолітний. Поліуретани можуть бути в'язкими рідинами або твердими продуктами – від високоеластичних м'яких гум до жорстких пластиків і переробляються практично всіма існуючими технологічними методами: екструзією, пресуванням, литтям, заливкою.

Таким чином, з чотирьох "гігантів" сучасної великотоннажної індустрії пластичних мас – поліетилену, полівінілхлориду, полістиролу та поліуретану – останній є, безумовно, найбільш універсальним матеріалом.

Завдяки своїм відмінним експлуатаційним властивостям поліуретан використовується як конструкційний матеріал в багатьох галузях промисловості. Особливість уретанових властивості, що перевершують не тільки всі типи каучуків, але і еластомерів – виключно високі експлуатаційні метали. На світовому ринку існує безліч марок поліуретанів: адіпрени, вулколлани, вулкопрени. Вітчизняні марки, отримані на основі вітчизняних поліефірів не поступаються, а за деякими характеристиками перевершують імпортні аналоги. Уретанові еластомери можна отримувати з широким діапазоном властивостей. Завдяки високому модулю поліуретанів в порівнянні з іншими еластомерами вироби з них можна робити з більш тонкими стінками.

В умовах постійної динамічного навантаження верхньою межею температури експлуатації слід вважати +100 ° С. Низькі температури не змінюють сильно властивості поліуретанових еластомерів. Зміни еластичності і твердості виникли при температурах не нижче мінус 18 ° С носять оборотний характер. Крихкість починає з'являтися при температурах нижче мінус 60, мінус 80 ° С. Таким чином, робочі температури поліуретанових виробів лежать в діапазоні від мінус 70 до 100 ° С, еластичність при цьому практично не змінюється. Допускається періодичне підвищення температури до +110, +140 ° С. Проведені досліди показали, що поліуретани дуже водостійкі. При підвищенні температури фізико-механічні показники уретанів практично не знижуються. З метою поліпшення фізико-механічних властивостей при виготовленні уретанів можуть бути використані рецептурні добавки і наповнювачі. Уретанові еластомери мають високі діелектричні властивості. Випробування показали, що при напрузі в 20000 В на зразку товщиною в 2 мм спостерігалася "корона" (пробою зразка не спостерігалося). Еластомери мають відмінну стійкість до масел і розчинників і підходять для роботи зі мастилами, нафтою та її похідними, не мають озонового старіння, мають високу стійкість до мікроорганізмів і цвілі. Дослідна експлуатація показала, що уретанові еластомери мають різну хімічну стійкість по відношенню до різних хімічних реагентів. Дуже швидко вони руйнуються при дії ацетоном, азотної кислоти, сполук, що містять великий відсоток хлору (соляна кислота, рідкий хлор), формальдегіду, мурашиної та фосфорної кислоти, скипидару, толуолу.

Найбільш поширеним типом поліуретанів в даний час є литьевие поліуретани, що мають по відношенню до інших видів, більш високі фізико-механічні характеристики і твердість по Шору А 85 – 90 одиниць. Литьевие поліуретани частіше застосовують для виготовлення деталей внутрішньозаводського транспорту, різних валів, шестерень, вібростійких деталей, відбійних молотків та інших виробів для машинобудування, гірничодобувної, авіаційної, автомобільної, нафтогазовидобувної, будівельної, поліграфічної та інших галузей промисловості. Уретанові еластомери, як конструкційні матеріали, не просто замінюють метали, а перевершують їх за експлуатаційними властивостями в силу унікального поєднання фізико-механічних характеристик. Особливий інтерес представляє застосування ливарних поліуретанів у виробництві вібростійких деталей (наприклад, пристрій амортизації установок заглибного електроцентробежного насоса, протектора центратора підвіски НКТ), а так само в ущільнювальної техніці і ковальсько-штампового виробництві. Для покращення фізико-механічних характеристик еластомери армують різними тканинами – бронежілетной типу "Кевлар", сітками та іншими. Поліуретан з успіхом замінює гуму різних марок (а в деяких випадках і метали), завдяки таким властивостям як: зносостійкість, кислотостійкість, маслобензостійкість, високі діелектричні властивості, а також можливість роботи при високих тисках (до 750 атм.) В широкому температурному діапазоні (від -60 до 140 ° С). При спеціальній обробці поліуретан має міцні зв'язки з металом.

Вироби і конструкції на основі поліуретанів використовують у всіх без винятку галузях промисловості. Ось далеко не повний перелік можливих сфер застосування поліуретану:

Тепло і хладоізоляція промислових, побутових, торгових холодильників, транспортних рефрижераторів, складів-сховищ, виготовлення ізотермічних і морозильних автофургонів і камер, теплоізоляція трубопроводів, залізобетонних і цегляних споруд, резервуарів, виготовлення озонобезпечних теплоізоляційних плит, шкаралуп; виготовлення систем "труба в трубі" – поліуретан заливається в простір між трубою і тепло-гідрозахисної оболонкою (втрати тепла в такій конструкції в 3-4 рази нижче нормативних, а термін її служби для систем гарячого водопостачання – не менше 25-30 років); утеплення і гідроізоляції покрівель і фасадів будинків, стін, підлог, дахів, підвалів, стель, мансард, житлових і виробничих приміщень, саун, бань, зовнішньої і внутрішньої теплоізоляції віконних і дверних прорізів, герметизації міжпанельних швів і т.д., виготовлення "сендвіч" – конструкцій з використанням обкладочних матеріалів, у тому числі декоративних, теплоізоляційних негорючих блоків різного призначення; виготовлення деталей радіоелектронної промисловості, барвистих валиків в поліграфічній промисловості, прокладок, ущільнювальних матеріалів і взуттєвих підошов, виробництво деталей і вузлів машин, що піддаються великим динамічним навантаженням, вібрації, впливу хімічно агресивних середовищ, ерозійного впливу твердих частинок в газових потоках або рідкої пульпи, а також комплексному впливу зазначених факторів; виготовлення покриттів лопатей вертольотів, приводних пасів в пральних машинах, конвеєрних стрічки та рукавів, підшипників ковзання рульового механізму, елементів передньої підвіски, вкладишів рульових тяг, самозмащувальних ущільнень, паливо- стійких клапанів, мастилостійких деталей, важелів перемикання передач; виробництво шовних ниток і протезів серцево-судинної системи, сорбентів для виділення й концентрування різних сполук з повітря, природних і стічних вод, носіїв для іммобілізації ферментів і органічних реагентів, твердих полімерних матриць в сорбційно-спектроскопічних методах аналізу; розробка економічних, екологічно чистих і високоякісних лакофарбових матеріалів, меблевих клеїв-розплавів. Таким чином, поліуретан має величезний діапазон застосування, що характеризує його саме як універсальний, багатопрофільний матеріал з величезним потенціалом і далекосяжними перспективами використання.

Джерела інформації:

  • Портал про полімери "Дамаск"
  • Вікіпедія

Category: Наука та освіта

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply