Poliuretan (34 Fotografii): Ce Este Acest Material? Poliuretan Termoplastic și Flexibil, Caracteristici și Densitate, Punctul De Topire și Alte Proprietăți, Producție

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-18 12:23

Poliuretanul a fost auzit pentru prima dată în 1937. Acest material a fost sintetizat de Otto Bayer din diizocianat și poliester sub formă lichidă. Substanța avea o mulțime de avantaje față de plastic, care în acel moment era destul de solicitat.

Ce este acest material?

Poliuretanul este un tip unic de material care are posibilități și posibilități de utilizare aproape nelimitate. Polimerul conține 2 tipuri de materii prime și anume: polioli și izocianați . Producția acestuia din urmă se bazează pe rafinarea petrolului. Prin amestecarea elementelor lichide se obțin compoziții reactive. Proprietățile poliuretanului depind în mod direct de ingredientele din care este fabricat, precum și de raportul dintre catalizatori, agenți de suflare, stabilizatori și multe altele.

Poliuretanul arată ca o fibră de polimer cu o structură poroasă. Este considerat un elastomer versatil, dar are atât avantaje, cât și dezavantaje.

Avantajele poliuretanului includ următoarele caracteristici:

• rezistență mecanică ridicată;
• constantă dielectrică;
• abraziune slabă;
• elasticitate buna;
• capacitatea de a menține forma după deformări repetate;
• rezistenta la uzura;
• durată lungă de viață;
• rezistență la acizi, uleiuri, solvenți;
• nesusceptibilitatea la influența microorganismelor;
• interval mare de temperatură de funcționare;
• rezistenta la temperaturi scazute;
• capacitatea de a lucra sub presiune ridicată.

Acest material nu îmbătrânește, se pretează la diferite tipuri de prelucrare. În plus, produsele din poliuretan sunt ușoare și, prin urmare, ușor de transportat și instalat. Acest elastomer are capacitatea de a spuma, de aceea sunt fabricate din el toate tipurile de produse poroase.

În ciuda numeroaselor avantaje, poliuretanul are unele dezavantaje:

• instabil la sarcini de torsiune;
• elasticitatea și rezistența materialului depind în mod direct de regimul de temperatură al mediului;
• complexitatea prelucrării în materii prime secundare.

Acest tip de elastomer se referă la materiale care sunt ușor de supus tuturor tipurilor de prelucrare. Se aplică diverse metode de modelare.

• Extrudare . Această metodă de producere a poliuretanului implică forțarea materialului sub formă topită prin orificiul de formare al extruderului.
• Turnare . Sub influența presiunii, masa topită este injectată într-o matriță specială, după care este răcită.

Comparație cu cauciucul

În ciuda faptului că cauciucul și poliuretanul sunt destul de asemănătoare, elastomerul sintetic depășește materialul natural din punct de vedere al calității. Spre deosebire de cauciuc, fibrele polimerice au o rezistență și o rezistență mai mari la uzură . Din acest motiv, cauciucul este utilizat mai puțin decât poliuretanul în multe industrii. Principalul factor care afectează durabilitatea materialului este uzura sa abrazivă, susceptibilitatea la influența unui mediu agresiv. Atunci când se compară în funcție de acest criteriu, se poate concluziona că poliuretanul este de 10 ori mai rezistent la abraziune.

Conform evaluării rezistenței la diferite medii, polimerul este, de asemenea, considerat a fi mai bun decât cauciucul . Poate tolera efectele solvenților și substanțelor chimice toxice. Printre altele, cauciucul natural are o rezistență la tracțiune de 1,5-3 ori mai mică decât cea a unui elastomer. Materialul sintetic este capabil să-și recupereze rapid forma fără deformări în cazul unei sarcini mari. Cauciucul, la rândul său, este superior elastomerului doar în ceea ce privește costul, care este mult mai mic decât cel al materialelor sintetice.

Cu toate acestea, potrivit experților, pentru a evita nevoia de a plăti de două ori în viitor, este mai bine să cumpărați materiale de înaltă calitate și costisitoare.

Caracteristici și proprietăți

Deoarece poliuretanul se bazează pe poliol și izocianat, acesta aparține grupului poliesterilor poliolici. Datorită faptului că acest tip este un elastomer, este caracterizat de o bună extensibilitate și capacitatea de a reveni la formele sale originale. Diversi aditivi pot conferi proprietăți unice poliolului, care poate schimba indicatorii de elasticitate, moliciune, duritate, rezistență.

Poliuretanul este produs în mai multe state:

• într-un lichid vâscos;
• în moale;
• în solid.

Indiferent de formă, elastomerul nu își modifică caracteristicile tehnice sub influența factorilor de mediu mecanici și chimici. Acest material este, de asemenea, rezistent la radiații UV, ciuperci și mucegai.

Caracteristicile tehnice ale poliuretanului permit utilizarea acestuia în multe zone de uz casnic și industriale. Să enumerăm principalele caracteristici ale poliesterului poliol.

• Densitate . Indicatorul depinde de tipul de material, de obicei variază de la 30 la 300 kg / m3.
• Duritate . Pe scara Shore, poate varia de la 50 la 98 de unități. Acești indicatori permit utilizarea elastomerului la sarcini mari.
• Interval semnificativ de temperatură . Materialul poate fi operat la temperaturi de la -60 la +80 grade Celsius. Cu un indicator de 120-140 de grade, poate fi folosit pentru o perioadă scurtă de timp. Poliuretanii au un punct de topire ridicat - cel puțin 160 grade Celsius. Dacă aceste materiale sunt încălzite la 220 de grade, atunci vor începe să se descompună.
• Coeficient de conductivitate termică - 0, 028 W / (m * K) .
• Acest poliol nu are conductivitate electrică .
• Greutate . Materialul cântărește foarte puțin.
• Rezistența la ozon . Poliuretanul nu se degradează sub influența ozonului, spre deosebire de cauciuc.
• Rezistență la medii agresive .
• Inflamabilitate . Conform GOST 12.1.044, materialul este clasificat ca necombustibil, de aceea este utilizat în multe industrii.
• Respectarea mediului . Poliuretanul este clasificat ca material sigur, deci este adesea folosit în viața de zi cu zi.

Poliuretanul este dăunător?

Datorită caracteristicilor sale de economisire a energiei, poliuretanul este clasificat ca fiind un material sigur. Cu toate acestea, la evaluarea caracterului său ecologic, merită să se ia în considerare posibilitatea de a dăuna acestui elastomer în stare lichidă și solidă. După cum a arătat practica, sub formă uscată, acest poliol nu emite substanțe nocive . Vaporii periculoși sunt posibili numai dacă materialul este manipulat incorect.

Dacă se respectă toate măsurile de siguranță în fracția lichidă, poliuretanul nu va prezenta niciun pericol pentru oameni și animale.

Cu toate acestea, încălcarea tehnologiei de producție poate duce la eliberarea următoarelor vapori toxici

• Izocianați … Aceste substanțe fac parte din vopsea și lac, produse din spumă. Prezența lor poate provoca astm în absența unei protecții speciale.
• Catalizatori aminici, care provoacă sensibilitate crescută, iritabilitate, vedere încețoșată . Când sunt inhalate continuu, aceste substanțe provoacă ulcere, iritații ale mucoaselor, arsuri la nivelul gurii, gâtului și esofagului.
• Poliol . El este capabil să-și manifeste efectul toxic numai în contact direct cu un organism viu, și anume atunci când înghite. Intoxicația cu polioli se manifestă sub formă de vărsături, intoxicații și spasme.
• Ignifug . Această substanță se acumulează treptat în organism, după care provoacă otrăvire.

Ca rezultat al celor de mai sus, putem concluziona că poliuretanul poate fi dăunător sănătății numai dacă este utilizat în mod necorespunzător . Acest lucru se întâmplă adesea atunci când se utilizează tipuri de spray de calitate scăzută, precum și în absența unei protecții speciale în timpul funcționării.

Mulți sunt îngrijorați de pericolele poliuretanului, care este montat în spații rezidențiale. Temerile utilizatorilor sunt în zadar, deoarece această categorie de bunuri este supusă multor teste de siguranță înainte de a fi puse în vânzare. Problemele pot apărea numai dacă elastomerul este achiziționat de la un producător care nu are certificate de calitate.

Comparație cu alte materiale

Știind despre caracteristicile poliuretanului, putem spune că are mult mai multe avantaje decât cauciucul. După cum sa menționat deja, acest polimer îl depășește prin durabilitate, extensibilitate, rezistență și multe alte caracteristici. De multe ori consumatorilor le este greu să aleagă între poliuretan și alte produse similare, comparându-l cu acestea.

• Duropolimer . Are aspectul unui produs din plastic mat. La rândul său, poliuretanul este ca o pulbere spumată și este acoperit cu un grund. Acesta din urmă este ușor și este excelent pentru lucrul cu tavanul. În plus, sortimentul său este destul de larg. Duropolimerul aparține polimerilor anti-vandali, astfel încât cumpărătorul nu trebuie să se gândească la restaurarea sa pentru o perioadă lungă de timp.
• Vinil . Acest material, spre deosebire de poliuretan, nu este destinat protejării suprafeței, este mai des utilizat în scopuri decorative.
• Silicon . Aceste materiale sunt produse pentru a fi utilizate în diferite tipuri de lucrări. Potrivit consumatorilor, elastomerul se caracterizează printr-o mai bună durabilitate și rezistență. La rândul său, siliconul se distinge prin faptul că este elastic și bio-inert.
• Polistiren expandat . Diferența dintre materiale constă în primul rând în cost, care este mai mare pentru poliuretan. Polistirenul expandat nu conduce căldura bine, este convenabil și ușor de utilizat. Poliuretanul durează mai mult decât materialul anterior, nu se deteriorează sub influența factorilor de mediu negativi.
• Poliester . Cu acesta, poliuretanul are multe dintre aceleași proprietăți. Cu toate acestea, într-un fel, cel de-al doilea material este superior primului ca calitate. Poliuretanul este mai elastic, mai puternic și mai durabil decât poliesterul.

Prezentare generală a speciilor

Poliuretanul este un material universal eficient din punct de vedere energetic, care câștigă popularitate în întreaga lume în fiecare zi. Acest material are propriul marcaj special. Cele mai populare mărci de elastomer includ SKU-PFL-100, NITs PU-5, acestea fiind caracterizate printr-o duritate Shore de 85-90 de unități.

Spumă poliuretanică flexibilă

Este obișnuit să se utilizeze cauciuc flexibil din spumă poliuretanică ca amortizor . În plus, este folosit pentru a crea lenjerie de pat, căptușeală, ambalare și interioare auto.

Spuma flexibilă poate fi creată sub orice formă. Acest tip de poliuretan se caracterizează prin ușurință, rezistență și confort.

Termoplastic

Poliuretanul termoplastic este un material elastic, flexibil, rezistent la abraziune și condiții meteorologice nefavorabile. Este produs și colorat prin diferite metode. Prelucrarea elastomerului termoplastic se efectuează pe mașini de extrudare, compresie, cu impact . Acest produs flexibil se poate adapta la diverse aplicații precum construcții, automobile, încălțăminte.

Aplicații

Poliolul poliester este utilizat pe scară largă în zilele noastre. Articole de căptușire, piese de presare, role, roți, acoperire cu role, inele de etanșare, mansete, dopuri sunt produse din foi de poliuretan . Sub formă lichidă, și-a găsit aplicarea în acoperirea structurilor de beton, a vagoanelor, a trapelor și a acoperișurilor. Adesea, elastomerul face parte dintr-un produs de etanșare, lipici, vopsea și lac.

În industria grea, piesele care absorb șocurile sunt fabricate din acest material . În construcție, este folosit pentru a crea un strat antiderapant, suprafețe rezistente la vibrații, fațade. Industria auto și a mobilei sunt indispensabile fără elastomer. Cererea de poliuretan este observată în industria textilă. Este potrivit pentru confecționarea capacelor, fermoarelor, niturilor, branțurilor, tălpilor. Medicina folosește elastomer pentru producerea prezervativelor, protezelor și implanturilor.

Prelucrare

În zilele noastre, problema reciclării poliuretanului devine din ce în ce mai importantă. Problema este asociată cu o creștere a suprafeței depozitelor de deșeuri, precum și cu o creștere a costului eliminării acestora. În ultimii ani, s-a observat dezvoltarea celor mai noi tehnologii pentru prelucrarea elastomerilor și se acordă din ce în ce mai multă atenție acestei probleme.

Iată principalele metode de obținere a materialelor reciclate din poliuretan

• Fizic . În acest caz, plasticul este zdrobit până la o fracțiune fină, care ulterior este utilizată ca material de umplutură în construcții.
• Refundând . Rezultatul acestei metode este producția de materii prime, care sunt ulterior utilizate pentru obținerea produselor poliuretanice.
• Glicoliză cu căldură ridicată . Folosind această metodă, carbohidrații sunt defalcați.
• Chimic . Prelucrarea se bazează pe depolimerizare, după care din elastomer se formează substanțe cu greutate moleculară mică.
• Ardere . Această metodă de obținere a energiei este considerată cea mai periculoasă dintre toate cele de mai sus, deoarece eliberează substanțe dăunătoare în aerul atmosferic.

Datorită introducerii ample a reciclării, problema actuală a utilizării poliuretanului poate fi rezolvată. Proprietățile acestui material sunt diverse, practic nu au limite. Elastomerul funcționează perfect nu numai într-un mediu casnic, ci și în condiții extreme.

În ciuda faptului că aceasta este o substanță sintetică, este sigură pentru oameni, prin urmare este utilizată în medicină, construcții, industria textilă și încălțăminte. În ciuda costului ridicat în comparație cu alte materiale, poliuretanul dă roade datorită fiabilității și durabilității sale.