Виды и назначение полиуретановых изделий

Разновидности и типы полиуретанов

Полиуретаны — это уникальные синтетические материалы с практически неограниченными возможностями и перспективой применения. Основа структуры этих универсальных полимеров создается за счет двух разновидностей сырья: полиолов и изоцианатов, получаемых в процессе нефтепереработки. Смешивание жидких компонентов дает возможность получать реакционноспособные смеси, свойства которых определяются рецептурой и соотношением различных катализаторов, вспениватилей, стабилизаторов и прочих модификаторов.

Использование тех или иных ингредиентов позволяет получать материалы с различными параметрами: жесткие, мягкие, пластичные, рыхлые, жидкие, твердые и другие. Благодаря этому полиуретан может использоваться практически во всех сферах деятельности, значительно превосходит по эксплуатационным показателям традиционную резину.

Ниже приведено общее описание того, какой полиуретан бывает, а также каковы особенности его применения.

Основные типы полиуретанов

Наиболее популярными являются литьевые типы полиуретанов, которые при высоких физико-механических свойствах отличаются от других разновидностей материала большей твердостью — 87 +3/-2 ед. по Шору. Чаще всего их используют в качестве сырья при производстве уплотнителей, втулок и прочих эластичных вибростойких изделий для комплектации узлов, механизмов и агрегатов различных машин, установок и оборудования.

Конкретные виды полиуретана различаются строением молекулярных цепей, которое определяется как соотношением реагентов, так и особенностями их молекулярной структуры. Однако в основе макромолекул обязательно присутствуют остатки уретановых групп -NHCOO-.

Сегодня широко востребованы эластомеры, обладающие значительной прочностью и пластичностью, устойчивостью к разбуханию, износу и воздействию радиации. В зависимости от степени твердости различают пенополиуретаны жесткие (от 150 кПа), полужесткие (10–150 кПа) и эластичные (менее 10 кПа). Они могут быть блочного или формованного типа с открытыми либо закрытыми ячейками.

Для производства полиуретановых эластомеров используются диолы с длинными цепями, диизоцианаты и низкомолекулярные гликоли либо диамины. В итоге формируются элементарные звенья сложных или простых эфиров, сочетающих остатки уретановых групп, ароматических диизоцианитов, низкомолекулярных гликолей и аллофанатных узлов разветвления. Кроме того, могут присутствовать различные сегменты полиэфиров, образованные в результате сшивания.

По большому счету структура полиуретанов зависит от особенностей межмолекулярных взаимодействий конкретного типа материала. Это могут быть, например, водородные и иные либо диполь-дипольные и вандер-ваальсовые связи и пр. Донорами для протонов являются частицы водорода, присутствующие в уретановых или других группах. Акцепторами выступают карбонилы.

Особенности применения различных типов полиуретанов

Благодаря уникальным характеристикам полиуретанов, сочетающим высокую пластичность с широким спектром параметров твердости, литьевые материалы востребованы для производства самых различных изделий:

  • изделия для комплектации транспортировочных устройств, автомобилей, различных установок и оборудования;
  • прочные шины для тяжелого транспорта, которые в 5–7 раз превосходят по надежности аналоги на основе каучука;
  • приводные ремни для бытовой техники и малогабаритного транспорта;
  • конвейерные ленты, уплотнители, валики и другие изделия.

Тонкие листы эластомеров незаменимы для покрытия лопастей летательных аппаратов, что увеличивает их ресурс в 2–3 раза. Материал широко востребован в машиностроении для изготовления подшипников скольжения, элементов подвески, вкладышей, топливо- и маслостойких деталей. Полиуретан активно применяется в качестве сырья для производства искусственной кожи и подошв для обуви.

Компания «Полимертехпром» предлагает изготовление изделий из различных типов полиуретана, в том числе по индивидуальным чертежам заказчика. Чтобы уточнить стоимость и сроки производства партии деталей, обратитесь к нашим менеджерам.

Полиуретан: свойства и области применения

Полиуретан (англ. polyurethane, polyuretan) — полимерное искусственно синтезированное вещество, имеющее особые свойства, позволяющие материалу широко использоваться. Имеет несколько подвидов.

Самый распространенный из всех видов полиуретана — вспененный, который очень востребован в строительной промышленности. Этот материал очень легкий, водостойкий, его просто применять. Сейчас особенно востребован вспененный полиуретан, о чем говорит рост его производства с каждым днем. Он входит в состав теплоизоляционных материалов, из него делают декоративные элементы мебели и интерьера и т. д.

Второй по популярности вид — жидкий полиуретан, из которого делают полиуретановую кровлю. Собственно, в строительстве это вещество в любых его формах применяется чаще всего, что обусловлено его свойствами. Следует отметить, что для скрепления полиуретановых изделий универсальный клей не подойдет, а для каждого состава подбирают свой уникальный вариант.

Существует также листовой и литьевой полиуретан. Первый применяется в автомобилестроительной промышленности, а второй — в медицине. Из него также делают уплотнительные кольца, сайлент-блоки и другие элементы для автомобиля.

Полиуретан (ПУ), пенополиуретан (или ППУ)

1. Полиуретан: история, классификация, особенности материала

На сегодняшний день существует очень много видов полиуретановых полимерных соединений. Они сделаны из разных веществ, содержат разнообразные функциональные группы, в корне отличаются по своим физико-химическим свойствам. Общее у них только одно — наличие уретановой группы -NHCOO- в постоянно повторяющихся звеньях полимерной цепи.

Полиуретан имеет давнюю историю. В 30-е годы ХХ столетия ученый Карозерс из США занимается синтезом полиамидов. Узнав об этих исследованиях, немецкая компания «Farbenindustrie» начинает синтезировать полимерные вещества из полиамидов. В 1937 году Байер, немецкий ученый, открывает полиуретановые эластомеры, синтезируя их из диизоцианатов и всевозможных гидроксилов. Преобразовав их, он вывел пенополиуретан.

После этого открытия начались разработки по внедрению данного материала в производство и замене менее выгодных продуктов (каучук, пробка, сталь) на него. С тех пор полиуретановая химия активно развивается. В частности, в СССР работы по разработке новых материалов на его основе активно велись с 60-х годов во многих научно-исследовательских институтах.

Полиуретаны не имеют одинаковых свойств, и это активно используется в производстве. Так, одни вещества могут быть эластичными, другие — жесткими и полужесткими. Переработку полиуретановпроизводят с помощью следующих методов:
— экструзия;
— литье;
— прессование;
— заливка на стандартном оборудовании.

С помощью этих подходов можно получить наполненные, вспененные, ламинированные, армированные листовые изделия. А это всевозможные волокна, панели, пленки, профили, блоки и многое другое. Полиуретан может служить основой как для окрашенных изделий, так и для прозрачных.

2. Свойства полиуретанов

Полиуретановые полимеры отличаются от других материалов особенной прочностью и устойчивостью к износу и раздиранию. Кроме того, данные вещества неплохо переносят нахождение в органических растворителях и маслах, выдерживают атаку озона, не разлагаются под воздействием радиации. Это все в совокупности говорит о том, что полиуретан является одним из лучших материалов по всем эксплуатационным характеристикам.

Полиуретан отличается высокой прочностью, которая порой лучше, чем у каучука, резины и даже металла. И если применять это вещество в промышленности, можно получить очень прочный материал (если его нужно использовать в местах с постоянным металлическим напряжением), износостойкий. Так, у литьевых полиуретанов абразивная стойкость в несколько раз выше, чем у пластика, резины, металла.

Более того, литьевой полиуретан отлично себя проявляет при нагреве. Так, он не теряет основных своих характеристик, таких как эластичность, деформация при разрыве и прочие свойства, обретая только новые качества. Даже имея высокую твердость, полиуретан остается эластичным — его предел деформации разрыва превышает 350%, что обеспечивает прочность даже при 50 МПа.

Полиуретан способен при постоянном динамическом напряжении выдерживать эксплуатацию при температуре в 120 градусов. А использование при пониженных температурах еще более реально. Эластомеры этого материала не теряют своих свойств даже при -70 С.

У всех полиуретанов сильно проявляются диэлектрические свойства. Они не растворимы в растворителях и маслах, не набухают в них, не подвержены разрушению под воздействием озона, устойчивы к воздействию плесени и бактерий.

За счет возможности использования литьевого типа изготовления полиуретановых изделий можно получить предметы любых форм и типов, что нельзя сказать даже о резиновых деталях. Кроме того, полиуретановая технология производства значительно дешевле, чем резиновая, а это значит, что изделия из него также будут доступнее, чем из резины и каучука.

Из минусов материала наиболее существенный — проблемы с переработкой полиуретановых отходов.

3. Использование полиуретанов

Самыми востребованными в промышленности типами полиуретанов являются литьевые эластомеры. Данная технология используется для получения крупных и средних деталей, например, огромных шин для транспорта, используемого на заводе. Применение для шин полиуретана позволяет повысить их надежность в 6-8 раз по сравнению с каучуком. Из ПУ делают также крупные детали для следующих устройств:
— транспорт для абразивного шлама;
— гидроциклоны;
— трубопроводы;
— флотационные установки.

Среднего типа детали находят свое применение в следующем:
— ремни ткацких машин;
— уплотнители в машинах разного рода и размера;
— конвейерные ленты;
— детали автомобилей;
— валики для бумажной и текстильной техники;
— уплотнители гидравлических машин и т. д.

Что же касается термоустойчивых эластопластов, то они используются в производстве автомобилей. Так, эти материалы применяются в подшипниках скольжения механизма руля, в подвеске автомобиля, вкладышах рулевых тяг, топливных клапанах, различных уплотнениях. Из ПУ производят детали, которые должны стойко переносить постоянное воздействие масла.

Полиуретан применяется и в обувной промышленности, где его используют в производстве прочной подошвы. Также из этого материала часто делаю искусственную кожу, так как он надежный и прочный.

Полиуретан применяют и при производстве древесностружечных плит, пенопластов, полимербетонов, различных покрытий, клеевых составов, изделий медицинского назначения и прочих продуктов и инструментов. За счет своих преимуществ перед резиной и другими подобными материалами полиуретан широко применяется во всевозможных производствах, так как это выгодно. Но наиболее выгодным типом ПУ является пенополиуретан, который в денежном выражении приносит свыше 90% дохода от общих поступлений за производство всех полиуретанов.

ППУ — это один из видов газонаполненных пластмасс (в народе — пенопластов), широко применяемых в утеплении помещений. Все утеплители очень легкие, но габаритные. Связано это с их составом, так как в них до 90% объема занимает воздух. Чтобы не перевозить воздух с места на место, наилучшее решение — изготовить утеплитель прямо на месте. Именно это позволяет сделать пенополиуретан.

Читайте также:  Что такое металлообработка и ее виды

Утеплитель получается путем соединения двух веществ прямо на месте строительства. Это очень выгодно и удобно, так как технология очень простая. Итак, смешивают полиол с полиизоционатом до образования микрокапсюль с воздухом. Материал выходит очень экономичный. Так, тонна исходных продуктов позволит получить 20 кубических метров утеплителя плотностью 50 кг/м3. Таким образом, из 4-х 200-литровых бочек сырья можно получить невероятное количество утеплителя по простой технологии. Это выгодно с экономической точки и удобно в применении.

Пенополиуретан — нетоксичный материал. В любой стране он без проблем проходит проверку на безопасность. Даже в России, где требования ко всему серьезнее, нежели в развитых европейских странах, санитарная служба делает заключение о безопасности данного теплоизоляционного материала.

Если одним из исходных компонентов для получения пенополиуретана был антипирен, продукт обладает неплохой огнеустойчивостью. Так, он будет гореть только при поддержании огня снаружи, а как только факел или спичку уберут — угаснет, даже не дымясь и не тлея. Выбирая тип пенополиуретана, учитывают, где материал будет использоваться. Так, для тепловой изоляции труб, проходящих внутри земли, огнеупорные материалы не нужны. А вот если ППУ хотят закачать в прослойку между стен в жилом доме, лучше подыскать огнеупорный его тип. Не стоит беспокоиться, что пенополиуретан может сам загореться. Это возможно только при очень высоких температурах. Как правило, если стены дома достигают этих пороговых значений по температуре, гореть кроме ППУ уже нечему.

При смешении полиола и изоционата с воздухом получается смесь мелкой степени дисперсности, называемая аэрозолем. Ее наносят на поверхность — данный тип обработки именуют «напыление пенополиуретана»).

При смешении компонентов без участия воздуха получают идеально ровную и плотную монолитную струю, которую можно залить в ограниченное пространство. Данная технология называется заливкой пенополиуретаном и активно применяется в различных областях производства. Так, пенополиуретаниспользуют при производстве автомобилей, самолетов, мебели, в пищевой индустрии, в производстве упаковок, при изготовлении трубопроводных коммуникаций. Не менее важен он и в легкой промышленности — производстве спортивного инвентаря и обуви. Применяют пенополиуретан и в других более узких и специфических производствах.

Метод напыления пенополиуретана — один из лучших подходов для теплоизоляции помещения. Пенополиуретан хорошо заполняет различные пространства, надежно впитывается, поэтому архитекторы и строители могут активно использовать этот материал для воплощения в реальность проектов по утеплению зданий с различной сложной геометрической внешностью, например, с арками, колоннами, выступами и прочими элементами.

С помощью пенополиуретана можно быстро отремонтировать старую крышу, требующую реконструкции. При этом не важно, под каким углом постелена кровля. Так, если применить пенополиуретановоенапыление вместо классических методов ремонта и утепления, можно сэкономить до 80% времени и 50% средств.

Технология утепления и ремонта крыши следующая: кровлю сначала покрывают 4-5 сантиметровым слоем данного утеплителя (рекомендуемая его плотность составляет 60-80 кг/м3), после чего наносят защитный и гидроизоляционный пенополиуретан повышенной плотности толщиной 0,3-1 см (плотность материла при этом составляет 120-600 кг/м3).

С помощью пенополиуретана можно качественно произвести изоляцию труб для сохранения тепла внутри теплотрасс. Используя этот материал, можно получить монолитное покрытие, которое будет не только теплоизолирующим, но избавит и от просачивания воды и пара. Покрыв трубу пенополиуретаном, ее нужно только покрасить — на этом изоляция тепловых магистралей заканчивается.

Свойства ППУ позволяют использовать его для утепления чердака, крыши изнутри, потолка, стен, фасадов, других строительных элементов и конструкций. А за счет того, что на пенополиуретан влага не действует разрушающим образом, его можно выбирать для утепления пола, фундамент, погреба, подвальных конструкций.

Пенополиуретан — довольно долговечный материал, срок эксплуатации которого может превышать 30 лет. К примеру, во многих городах Европы при демонтаже старых крыш и стен, построенных в 70-х годах, обнаруживают пенополиуретан, который ничуть не изменился за это время. И причин для подобного изменения действительно нет. По сути, данный полимер — это замкнутые пластиковые капсюли, внутри которых находится воздух или углекислый газ. Этому веществу не с чем взаимодействовать, что обеспечивает такую долговечность.

Пенополиуретан — лучший из всех материалов по теплопроводности. Так, материал, произведенный на отечественных заводах, имеет коэффициент теплопроводности менее 0,028 Вт/м*град, и эта цифра постепенно снижается. К примеру, похожими свойствами обладает экструдированный пенополистирол, коэффициент у которого составляет 0,03 Вт/м*град, но снижаться больше не будет, так как достиг своего минимального предела.

Еще одна причина, почему пенополиуретан является королем по теплопроводности среди утеплителей — отсутствие у него зависимости этих свойств от влажности среды. А это значит, что даже постоянное нахождение под дождем и снегом не испортит материал и не сделает его менее способным сохранять тепло.

Как же высчитать, насколько выгоднее использовать пенополиуретан в сравнении с другими утеплителями? Для этого делят теплозащитную эффективность одного материала на такую же — для другого. К примеру, получив соотношение между пенополистиролом и пенополиуретаном(0,04/0,028=1,43), можно утверждать, что вместо 10-сантиметрового слоя пенополиуретана придется использовать 14,3 см пенополистирола, чтобы добиться такого же энергосбережения.

Итак, применять пенополиуретан крайне выгодно, и вот почему:
— За счет технологии напыления ППУ можно нанести на любой тип поверхности, а также залить в любое отверстие, где будут заполнены все щели и поры внутри.
— За счет усовершенствованной технологии использования работу можно завершить в краткие сроки.
— Технология напыления позволяет получить целостное покрытие, в котором не будет швов, из-за которых покрытие ускоренно разрушается. В этом же случае получается однородный по объему материал, имеющий качественный внешний вид.
— Если избежать случайных повреждений ППУ, он прослужит более четверти века.
— Качественный ППУ эксплуатируется при температурах от -250 С до +180 С, что является достаточно широким диапазоном.
— Коэффициент теплопроводности материала составляет 0,023-0,032 Вт/мК.
— Пенополиуретан не позволяет развиваться в своей среде плесени, микроорганизмам и прочим факторам, способствующим разложению.
— ППУ — трудносгораемый материал, который горит только при постоянной поддержке огня.
— Коэффициент водопоглощения материала за сутки при влажности 98% составляет 0,05% (2г/м2).

Итак, пенополиуретан — дешевый, качественный материал с исключительными характеристиками, который используется для утепления помещений и прочих целей.

В России пенополиуретан становится все более востребованным, поэтому разные его виды все в большем количестве производятся. Несмотря на это материал не столь популярен, как в Европе и США. Там он является привычным средством, применяемым более 50 лет.

Пенополиуретан применяется в следующих отраслях:
1. Теплоизоляция холодильников бытового и промышленного типа, морозильных хранилищ, складов.
2. Создание транспорта с холодильными свойствами — авторефрижераторов, вагонов.
3. Быстрое строительство зданий — так называемые сэндвич-панели, включающие жесткую конструкцию и утеплитель.
4. Ремонт жилых помещений, в частности, домов, квартир, коттеджей (утепление крыши, стен, дверей, оконных проемов и прочее).
5. Строительство гражданских и промышленных объектов (гидроизоляция крыши методом напыления, теплоизоляция здания).
6. Утепление мощных нефтяных и газовых трубопроводов, их изоляция методом заливки специального кожуха внутри.
7. Утепление тепловых сетей в населенных пунктах, а также системы трубопровода горячей воды.
8. Защита радио- и электротехники.
9. Создание деталей в производстве автомобилей, в частности, элементов салона машины.
10. Изготовление мебели из поролона (один из видов пенополиуретана), жестких видов пенополиуретана, производство лаков, клея, различных элементов и покрытий.
11. Изготовление обуви из искусственной кожи, а также подошвы и прочих материалов легкой индустрии.
12. Шумо- и теплоизоляция вагонов и самолетов, использование пенополиуретана для повышения огнестойкости транспорта.

Схожим по свойствам материалом с пенополиуретаном является полиурия (или полимочевина). Но есть отличия. Ее нельзя получить при низком давлении. Связано это с высокой вязкостью и плотностью материала, запросам к температуре синтеза. Поэтому полимочевину можно получить только при использовании высокого давления. Наличие подобных элементов весьма проблематично. Такие установки используются только для узких задач. Поэтому полиурия не так распространена и востребована, как полиуретан.

В нашей стране достаточно много компаний, занимающихся поставкой сырья для производства пенополиуретана. Так, изготовлением жидких составляющих для синтеза этого вещества занимаются крупные международные игроки (Shell, Basf), а также более мелкие российские компании. Большинство из них находится в г. Владимир, где некогда был НПО «Полимерсинтез».

Марки полиуретана и жидкого пластика

ВИДЫ И СЕРИИ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ СИСТЕМ И КОМПАУНДОВ

Если в бытовом представлении полиуретан – это износостойкая подошва на ботинке или надежная прокладка для кухонного крана, то в профессиональном ракурсе полиуретановые пластики – широкий спектр материалов с уникальными свойствами и универсальным назначением. Каждая марка имеет свои индивидуальные особенности, а это определяет сферу применения.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА И ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛИУРЕТАНОВ

Все марки двухкомпонентного полиуретана имеют ряд общих ценных свойств, среди которых:

высокая эластичность;

высокое сопротивление раздиру и многократным деформациям;

кислотостойкость и стойкость ко многим растворителям;

стойкость к высокому давлению;

вибростойкость и большая ударная вязкость;

низкая теплопроводность, сохранение упругости при низких температурах;

высокие диэлектрические свойства;

биологическая и химическая инертность.

При всей схожести полезных качеств эластичный формовочный полиуретан отличается от жидкого пластика с повышенной твердостью по Шору, а прозрачная полиуретановая пластмасса для имитации стекла не похожа на пенополиуретан. Многообразие регулируемых свойств – одно из важнейших преимуществ полиуретановых систем.

ДЛЯ КАЖДОЙ ЗАДАЧИ — СВОЙ ВИД И МАРКА

Рекомендуем обратить внимание на следующие популярные марки полиуретановых компаундов, которые всегда можно найти у нас в продаже.

Этот литьевой полиуретан относится к жидким пластмассам
холодного отверждения, предназначенным для изготовления технических
и декоративных изделий методом открытого литья.
Отличается оптимизированным временем потери текучести – не менее 5 минут.

Жидкий полиуретан с увеличенным до 6 минут временем потери текучести.
Удобен для специальных задач – например, воспроизведения изделий с высокой детализацией.

Недорогой эластичный формовочный пластик. Основное предназначение –
изготовления форм для литья искусственного камня, архитектурных элементов и др.
Также используется как высококачественный заменитель резины.

Двухкомпонентный алифатический полиуретан оптической прозрачности.
Применяется в случае, когда необходима абсолютная прозрачность материала и устойчивость
к воздействию ультрафиолета. Жидкий заливочный пластик с низкой вязкостью.
Предназначен для тонкого литья, толщиной не более 1,27 см.

Прозрачная полиуретановая система низкой вязкости. Обладает оптической нейтральностью (бесцветность).
Это лучшее решение для введения красителей и получения точно заданного оттенка.
Подходит для имитации мрамора и дерева в отливках, копирует внешний вид металла
при добавлении металлических порошков.

ПОКУПАЙТЕ НА СМОЛА20.РУ — ЭТО ВСЕГДА УДОБНО И ВЫГОДНО

Мы не только покупаем жидкий полиуретан напрямую у производителей,
но и ведем собственное производство. А значит, с нами вы ощутимо экономите на цене.

Если вы затрудняетесь, какую марку литьевого пластика купить, обратитесь к онлайн-консультантам нашего магазина.
Вы можете недорого заказать подходящую для ваших задач фасовку материала.

При покупке оптом и в розницу, мы можем доставить заказ по всей России, а так же в Казахстан и Беларусь.

Жители Санкт-Петербурга могут забрать покупку из пункта выдачи в день заказа.
Или получить ее в нашем офисе, не оплачивая доставку. Покупатели из Москвы получат заказ на следующий день.
И в Москве, и в СПб, и в других городах возможна курьерская доставка до двери.

Заказы от 5000 рублей доставляются по России в пункты выдачи бесплатно.

11 способов оплаты.
Выбирайте любой!

Скидка 3% при онлайн-
оплате картой

Более 630 пунктов
самовывоза по России

Экспресс-доставка по России,
в Казахстан и Беларусь

Виды, производство и применение полиуретана листового типа

Полиуретан – это искусственный конструкционный материал нового поколения, значительно превышающий по своим техническим характеристикам материалы на основе каучука и резины, а по определенным показателям составляющий серьезную конкуренцию металлу. Так как полиуретан обладает отличными физическими и химическими свойствами, он является весьма востребованным материалом в современном промышленном производстве.

Полиуретан является полимером, содержащий в своем составе вещества полиол и изоцианат, которые, в свою очередь, являются продуктами синтеза нефти. Макромолекулы полиуретана содержат также некоторые функциональные группы (амидная, мочевинная), придающие веществу свойства эластомера. В зависимости от своего состава, полиуретан может иметь жидкое и твердое агрегатное состояние. Одним из самых востребованных в промышленности веществ этого типа является полиуретан листовой.

Историческая справка

Первые разработки синтетического материала, призванного заменить некоторые виды пластика, резины, а также металла были произведены в Германии и Соединенных Штатах в 30-х годах XX века. В США исследованиями в этой области занималась химико-технологическая лаборатория под руководством У. Х. Карозерса. Учеными был успешно проведен синтез искусственного каучука, нейлона и полиамида.

Группе немецких ученых под руководством Бейера удалось провести синтез эластомеров в 1937 году независимо от своих американских коллег. В отличие от последних, немецкие химики синтезировали твердый полиуретан, что не нарушало патент на созданный ранее вспененный аналог. Производство полиуретана в промышленных масштабах было налажено в Германии в 1944 году, в США – в 1957 году и лишь 60-х годах в России.

Масштабное производство твердого полиуретана листового типа для индивидуальных хозяйственных нужд и технических нужд промышленности началось относительно недавно. За короткий промежуток времени состав полимера претерпел значительные изменения, направленные на повышение качества продукции, расширение перечня выпускаемых марок и модификаций, обладающих заданными свойствами.

Свойства и технические характеристики листового полиуретана

Полиуретан обладает большим набором физических свойств, выгодно отличающих его от конкурентов. Эластомер обладает такими физическими характеристиками:

  • высокие прочностные показатели и сопротивляемость разрыву;
  • высокие показатели диэлектрических свойств;
  • материал не впитывает влагу, стоек к воздействию атмосферных осадков;
  • стоек к воздействию растворителей и масел;
  • стоек к воздействию радиоактивного излучения;
  • материал обладает хорошей эластичностью при различных показателях твердости, начиная с 40 и заканчивая 97 единицами Шора;
  • при деформации полиуретан восстанавливает свои начальные геометрические характеристики (обратная деформация);
  • листовой полимер выдерживает давление до 100 МПа;
  • полиуретан сохраняет свои технические характеристики при эксплуатационной температуре до 120 градусов Цельсия. Нижний рабочий предел температуры полиуретана составляет минус 70 градусов;
  • полиуретан биологически инертен, не поддерживает рост плесени и грибка, не гниет и может сам выступать в роли антикоррозионной защиты.

Химические свойства полиуретана характеризуются высокой стойкостью материала к некоторым агрессивным веществам. В частности, полиуретан может находиться в контакте с растворителями и маслами. Материал стоек к различным нефтепродуктам и может использоваться в работе с горюче-смазочными материалами.

Отлично проявляет себя в соленых средах и в условиях повышенной влажности, а также не разрушается и не меняет своих физико-механических свойств под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Из отрицательных свойств материала можно отметить его неустойчивость к воздействию азотной, фосфорной и муравьиной кислот, а также химически активных сред с высоким содержанием соединений хлора и ацетона. Материал может подвергаться разрушению при продолжительном контакте со щелочами в условиях высоких температур. При эксплуатации полиуретана за пределами рабочего диапазона температур возможны случаи изменения его физико-механических свойств.

Производство, стоимость и размеры листового полиуретана

Основная часть листового полиуретана производится методом литья. Применяется как высокотемпературная технология литья в пресс-формы под давлением, так и способ разливания расплавленного сырья в открытые матрицы без воздействия температуры и давления. Технология экструзии для производства листового полиуретана применяется реже.

В настоящее время на рынке конструкционных материалов представлен широкий выбор полиуретана листового типа, как отечественных производителей, так и зарубежных. Среди иностранных производителей материала наибольшей популярностью пользуются компании США, Германии, Италии и, конечно же, Китая.

Среди отечественных производителей наибольшее распространение получили листы полиуретана модификаций СКУ7Л, СКУ-ПФЛ100. Марки отличаются друг от друга по следующим показателям:

  • твердость в единицах Шора;
  • прочность на раздир;
  • сопротивляемость сжатию и растяжению;
  • способность к восстановлению формы.

В зависимости от марки, толщины, габаритов листа и фирмы-производителя, на полиуретан листовой цена может изменяться в значительной степени. Стоимость полиуретановых листов типа СКУ7Л размером 0,5х0,5 м и толщиной 5 мм начинается с 1100 рублей, а стоимость материала модификации СКУ-ПФЛ100 таких же габаритов составляет 1300 рублей и выше. Цена листового материала с аналогичными техническими характеристиками, но импортного производства, обычно, в полтора-два раза выше.

Каждая фирма-изготовитель листового материала имеет свою линейку стандартных габаритов. Толщина листов полимера начинается с 2 мм и может доходить до 40 мм. Форма листов может быть квадратной размерами 400х400 мм, 500х500 мм, 1000х1000 мм, 1200х1200 мм и прямоугольной размерами 800х1000 мм, 800х1200 мм, 2000х3000 мм.

Встречаются листы полиуретана длиною до 8 м и шириною до 2,5 м. Как правило, при оформлении заказа на изготовление материала у официальных представителей заводов существует возможность выпуска партии продукции с индивидуальными габаритными размерами. В этом случае максимальный размер листов ограничивается только техническими возможностями заводского оборудования.

Применение листового полиуретана

Благодаря уникальным свойствам и относительно низкой стоимости применение полиуретана листового типа получило широкое распространение во многих отраслях промышленного производства. Вот некоторые примеры использования полиуретана в промышленности:

  • листы полиуретана применяются в качестве футеровочных элементов бункеров, хопперов, закромов, течек и других агрегатов технологических линий дробления, измельчения и транспортировки концентрата горнорудной промышленности. Применение полиуретановой футеровки позволяет сэкономить значительные средства на ремонте, восстановлении и замене быстро истирающихся металлических поверхностей;
  • материал используется также и для футеровки внутренних поверхностей емкостных сооружений химической промышленности, которые контактируют с агрессивными средами и веществами;
  • из листового полиуретана изготавливают пластины для прессовых штампов кузнечно-штамповочных цехов;
  • пластины синтетического полимера применяют для производства различных элементов уплотнения и опорных поверхностей роликов, валиков, колес;
  • в строительной отрасли из полиуретана изготавливают отдельные слои вибростойких полов и покрытий, а также противовибрационных уплотнителей окон и дверей;
  • материал применяется в качестве антискользящих покрытий полов в ванных комнатах и бассейнах;
  • из листового полимера производят коврики в салоны и багажные отделения автомобилей;
  • материал используется для производства фасадных систем;
  • полиуретан является наиболее подходящим материалом для включения в конструкции фундаментов под оборудование с большими динамическими нагрузками. Пластины полиуретана служат амортизирующими прокладками различных станков и агрегатов, уменьшая вибрационные воздействия на строительные конструкции зданий и сооружений.

Свойства жидкого двухкомпонентного полиуретана и применение

Двухкомпонентный полиуретан – это полимер, получаемый смешением двух компонентов. В качестве первого компонента используются различные изоцианатные соединения, в качестве второго – соединения, содержащие гидроксильные группы.

В результате их взаимодействия образуется полимер с полиуретановой структурой. Если говорить проще, то для того, чтобы получить полимер, вам нужно смешать основу и отвердитель в определенных пропорциях.

Различают двухкомпонентные полиуретаны горячей и холодной полимеризации. Первым для полимеризации необходимо воздействие повышенной температуры, вторые же способны полимеризоваться при естественных температурах.

Основные свойства

Двухкомпонентные полиуретаны обладают хорошими прочностными характеристиками, устойчивы к вредным воздействиям, агрессивным средам, повышенным температурам и т. д.

Эти качества позволяют применять такие смеси во многих областях, в частности, для изготовления различных лаков, красок, клеевых составов, герметиков.

Помимо этого, после смешивания компонентов смесь имеет хорошую текучесть, что позволяет изготавливать из жидкого полиуретана двухкомпонентного различные детали методом отливки: например, втулки для механизмов. Мы рассмотрим именно литьевой двухкомпонентный полиуретан.

Свойства двухкомпонентных полиуретанов определяются исходными компонентами. При этом важен состав как основы, так и изоцианатного отвердителя. Также свойства литьевого полиуретана могут корректироваться различными добавками – красителями, наполнителями и так далее.

Некоторые полиуретаны способны заменить собой резину, поскольку обладают высокой эластичностью. Также существуют полиуретаны, способные восстанавливать изначально заданную форму при небольших механических повреждений, что делает их особо ценными в промышленности.

Видео: “Смешивание жидкого двухкомпонентного пластика для моделирования”

Применение литьевого модельного полиуретана

Двухкомпонентные литьевые полиуретаны применяются для самых разных целей: от отливки шестерен механизмов до изготовления украшений.

Хорошие эксплуатационные свойства деталей, изготовленных из таких материалов, позволяют использовать их в достаточно тяжелых условиях. Эти детали химически стойки, обладают хорошей твердостью и вязкостью. Ими могут быть:

  • различные валы, шестерни, шкивы – за счет хороших прочностных показателей и высокой стойкости к износу эти детали долго и качественно служат;
  • колеса для погрузчиков и тележек: такие колеса прочнее, чем резиновые, и способны работать даже при серьезных повреждениях протектора;
  • ролики – например, направляющие и поддерживающие ролики для конвейеров и ленточных транспортеров;
  • зубчатые ремни передач, траки и гусеницы – они прочнее резиновых и дольше служат;
  • уплотнительные элементы, амортизаторы и т. п. – за счет более высокой прочности и устойчивости к износу замена резиновых деталей на полиуретановые вполне целесообразна. При этом эластичность детали остается на том же уровне;
  • муфты, втулки, детали подшипников;
  • различные защитные покрытия;
  • трубопроводы – отличная химическая стойкость вместе с механической прочностью позволяет изготавливать как цельные элементы трубопроводов, так и защищать трубопроводы снаружи или изнутри.

Свойства двухкомпонентных полиуретанов позволяют применять их для изготовления лакокрасочной продукции и клеевых составов. Такие лаки, краски и клеи устойчивы к атмосферным воздействиям, долго и прочно держатся.

Также популярностью пользуется полиуретан жидкий эластичный двухкомпонентный для изготовления форм для дальнейших отливок, например, для литья из гипса, воска, полиэфирных смол, бетона и т. д.

Полиуретаны используются и в медицине – из них изготавливают съемные зубные протезы. Еще из полиуретанов можно изготавливать различную бижутерию.

Из полиуретана можно изготавливать даже наливные полы – такие полы отличаются высокой стойкостью к износу и долговечностью.

В некоторых областях изготовленные детали из полиуретана, по ряду параметров превосходят даже сталь.

При этом легкость изготовления таких деталей позволяет изготавливать как миниатюрные сложные детали весом до грамма, так и массивные отливки по 500 и более килограммов.

В целом можно выделить четыре направления применения двухкомпонентных полиуретановых смесей:

  • жесткие и прочные детали, где полиуретаны заменяют собой сталь и другие металлы;
  • упругие детали – здесь востребована высокая эластичность полимеров и их упругость;
  • детали, устойчивые к агрессивным воздействиям – высокая устойчивость полиуретанов к агрессивным веществам или к абразивным воздействиям;
  • детали, которые поглощают механическую энергию за счет высокого внутреннего трения.

На практике часто используется комплекс направлений, так как от многих деталей требуется одновременно несколько ценных качеств.

Видео: “Производство изделий из литьевого полиуретана”

Формы выпуска и производители

Производство двухкомпонентных полиуретановых смесей – довольно сложный процесс. Однако производителей и марок таких составов достаточно много.

Это связано с тем, что исходные компоненты закупаются оптом у крупных химзаводов (изоцианаты, например, закупаются преимущественно у иностранных производителей), а производителям остается лишь смешать и расфасовать вещества и выставить на рынок готовую продукцию.

При этом фасовка продукта также может сильно варьироваться – от небольшой баночки для изготовления каких-либо деталей своими руками до крупных контейнеров для промышленного производства.

При выборе полиуретановой двухкомпонентной смеси будет гораздо логичнее руководствоваться не маркой смеси (которых достаточно много), а ее эксплуатационными характеристиками и назначением – если первое для небольших объемов смеси производители могут и не указывать, то второе указывается всегда.

Полиуретан двухкомпонентный: ориентировочная цена

Однозначно что-то сказать по поводу цен будет сложно, так как многое зависит от состава компонентов, производителя, а также от фасовки приобретаемой смеси.

В среднем можно сказать, что для небольших фасовок (от одного до десяти-двадцати килограммов) смеси цена варьируется от 300 до 800 рублей за килограмм. Естественно, оптовые цены будут меньше: вполне возможно найти смесь по 100 и меньше рублей за килограмм.

Полиуретан

Полиуретан относятся к синтетическим эластомерам и нашел широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик. Полиуретан используются в качестве замены резине, каучукам, пластикам и даже металлу. Этот материал имеет большую прочность, эластичность, устойчив к деформациям, менее истираем и не теряет свойств в широком диапазоне температур от -60ºС до +80?С.

Полиуретан, по совокупности своих свойств настолько уникален, что нашел применение во всех сферах промышленности. К изделиям из полиуретана относят разнообразные уплотнения, защитные покрытия, детали машин и агрегатов (валы, пружины, ролики и многое другое), изоляторы, диски и прочие изделия. Полиуретан обладает стойкостью к воздействию, бензина, масла и подходит для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными, не подвержен озоновому старению, имеет высокую стойкость к микроорганизмам и плесени.

Уникальная износостойкость и низкий коэффициент трения позволяют увеличить срок эксплуатации многих машин и агрегатов в несколько раз. Использование полиуретана дает значительный экономический эффект по сравнению с другими материалами, когда речь идет об учете таких факторов, как надежность изделия, долговечность и отсутствие простоев оборудования.

Обычно полиуретаны получают поликонденсацией ди- или поли-изоцианатов с соединениями, содержащими активные атомы водорода, например двух- и трёхатомными спиртами. Этот процесс часто называют полимеризацией или полиприсоединением. Для синтеза Полиуретаны чаще всего используют 1,6-гексаметилендиизоцианат, 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианаты, метан, простые и сложные алифатические или ароматические полиэфиры, гликоли.


Образование полиуретанового полимера путём реакции между диизоцианатом и полиолом

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов. Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло)идиамины (-4,4′-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).

В качестве катализаторов для процесса уретано-образования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Свойства Полиуретанов изменяются в очень широких пределах в зависимости от природы и длины участков цепи между уретановыми группировками, и от структуры – линейная или сетчатая, молекулярной массы, степени кристалличности и др.

Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми (аморфными или кристаллическими) продуктами – от высокоэластичных мягких резин до жёстких пластиков (твёрдость по Шору от 15 единиц по шкале А до 60 единиц по шкале D).

Параметры литьевых полиуретановых эластомеров:

  • твердость по шкале Шора А от 30 до 98;
  • прочность при растяжении до 50 МPa;
  • прочность на раздир с надрезом до 45 кН/м;
  • относительное удлинение от 400 до 600 %;
  • абразивный износ от 20 до 60 куб. мм;
  • температурный диапазон применения от –30 до +80 оС
  • кислотность рабочей среды от 4 до 10 pH;
  • ударная вязкость (эластичность к отскоку) до 55 %.
    Применение

Благодаря разнообразию механических свойств различных типов полиуретана, полиуретан применяется практически во всех сферах промышленности, для изготовления самых разнообразных уплотнений, эластичных форм для изготовления декоративных камней, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей машин (валов, роликов, манжет и т. п.) и прочих изделий.

Из полиуретана, благодаря его чрезвычайно высокой износостойкости, изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности, причем в последнем случае полиуретановая втулка более долговечна, чем металлическая.

В настоящее время полиуретан широко применяется для изготовления деталей машин, различных валов, шестерен, прокладок и уплотнений самого разного назначения для ряда отраслей промышленности:

Металлургической – производство холоднокатаного листового метала, производство труб,
Горнодобывающей – горно-рудное производство
Нефте- и газодобывающей – для диагностики и очистки нефте-, газо- продуктопроводов
Бумажной – производство гофро-тары, картона, упаковки
Деревообрабатывающей – производство фанеры, ДСП
Полиграфической – офсетная печать, флексографическая печать

Растворы полиуретана в органических растворителях — высокопрочные клеи. Также полиуретаны применяются во вспененном виде, благодаря тому, что ряд реакций создания полиуретана сопровождается выделением газа (пенополиуретан). Использование полиуретанов ограниченно температурным диапазоном применения (−60 °С..+80 °С).

Читайте также:  Как сделать ремонт сварочного оборудования?
Ссылка на основную публикацию