Полиуретан для чего используется

12.09.202211.09.2022 admin 0 Comments

Полиуретан: применение и свойства

Полиуретан – современное и востребованное в промышленности сырье, которое можно поставить в один ряд с резиной, каучуком, металлом. Полиуретан используется в различных формах: в жидком, твердом, включая формованные листы. Большую популярность этот материал приобрел благодаря особенностям получения, универсальным свойствам, а также доступности.

Итак, знакомимся, полиуретаны: состав, свойства, производство, применение.

История создания полиуретана

Впервые полиуретан был получен в 1937 году. Известный немецкий химик-технолог Отто Байер синтезировал его из диизоцианта и жидкого полиэфира. Полученное вещество превосходило по многим свойствам существующие тогда пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон, а также пены, обладающей высокой эластичностью. Но задуманное пришлось отложить в связи с начавшейся Второй Мировой. Но уже тогда полиуретаны начали использовать, например, в незначительных количествах их применяли для покрытия самолетов.

Вновь к совершенствованию технологии и изготовлению полиуретана в промышленных масштабах вернулись лишь в 1954 году, с помощью. Для синтеза применялся диизоциант толуола и полиолы полиэстра. Массовое производство стартовало в 60-х годах с подачи известных американских компаний Mobay и Union Carbide.

Занимательно, что вспененный полиуретан, обладающий высокой эластичностью, был получен случайным образом. В смесь, подготовленную для реакции, попала вода. Результат был непредсказуем и дал начало производству нового материала.

Свойства полиуретана

Полиуретан – это целый класс синтезируемых полимеров, в молекулах которых присутствуют группы уретанов. В связи с тем, что молекулярная структура их может отличаться, технические характеристики и свойства полиуретанов могут быть различными. Но общее для всей группы полимеров является вязкость и высокая эластичность. По этой причине их относят к эластомерам. Эластомерами называют упругие материалы, которые могут растягиваться и принимать исходное положение, то есть ведут себя как резина.

Впечатляет морозостойкость полиуретанов, они могут использоваться при различных температурах: от — 60°C до +80°C.

Физические свойства полиуретана

Достоинства и недостатки материала

Полиуретан имеет массу преимуществ, в сравнении с прочими наиболее распространенными материалами.

Общие плюсы полиуретана

Минусы у этого материала также имеются. Главный из них – сложность утилизации. Прочие же могут формироваться из плюсов в неподходящих условиях. Так, резиновые детали могут быть более мягкими, в сравнении с полиуретаном. Иногда это преимущество, например, при конструировании и эксплуатации подвески. Полиуретановые сайлентблоки придают ей больше жесткости. А при применении этого материала в декоре можно получить некачественный рисунок из-за того, что вспененная структура усаживается. Обувь, изготовленная с применением

Как производится полиуретан и полуфабрикаты из него

Полиуретан бывает различных форм. Он может быть жидкий, твердый, выпускающийся в форме стержней, листов, пластинок, а также вспененный (всем знакомый пенопласт, поролон). Есть также напыляемый.

Для производства изделий из него могут применяться самые различные технологии от литья и прессования, до экструзии и заливки с использованием стандартного оборудования.

В современной промышленности применение полиуретана так распространено, что его смело можно назвать самым востребованным полимером. Так, в 2015 году по данным Labyrinth Research&Markets, во всем мире было произведено более 21 миллиона тонн полиуретана. Учитывая растущие потребности в нем, к 2020 году по прогнозу объемы могут вырасти до 30 миллионов тонн. Отмечается, что отрасль находится в положении стабильного развития и темпы ее роста опережают динамику валового продукта мирового хозяйства.

Что касается России, то объем импортного полиуретана незначительно превышает собственное производство. Ведущая разновидность – вспененный полиуретан жесткий и мягкий. Его доля в общей структуре 84%. Больше всего полиуретана используется в мебельной отрасли, автомобильной и строительной. Также это материал используется при изготовлении труб для нефте- и газопроводов.

В мире крупнейшими предприятиями по синтезу этого вещества являются:

Области применения полиуретана и его производных

Полиуретан выпускается различных форм, поэтому и области применения полиуретана очень многочисленны.

Если рассматривать отдельные виды промышленности, где используется этот материал, то список получится достаточно длинный.

Применение полиуретана ограничивается лишь сложностью его утилизации. Однако этот вопрос решается путем вторичной переработки отходов.

Вторая жизнь полиуретана

Ведущими источниками полиуретана, используемого для вторичной переработки, являются бытовые приборы, вышедшие из строя, автомобильные детали, матрасы и мягкая мебель, ковровые покрытия. И, конечно, весомую долю занимают отходы промышленности. Все вместе это составляет лишь около 5 процентов от пластмассовых отходов.

Методы переработки этого материала различаются. Один вариант – получение энергии путем сжигания отходов и использования выделяемого при этом тепла. Другой, более оптимальный и экологичный – механическое измельчение для повторного включения в производственные процессы, например, в качестве наполнителя при изготовлении формованных продуктов. Третий вариант – химическое разделение на мономеры, из которых снова производятся полиуретаны.

Широкое внедрение вторичной переработки может решить основную проблему, связанную с использованием этого материала. А универсальные свойства и применение полиуретана повсеместно не позволяют сомневаться, что этот материал будет востребован еще длительное время.

Источник

Полиуретан: что это за материал и где применяется

Впервые о полиуретане появилась информация в 1937 году. Работа по его синтезированию проводилась Отто Байером. В качестве основных компонентов о использовал полиэфиры и диизоцианаты в жидкой форме. Полученный полиуретан обладал более высокими качествами, в сравнении с пластиком, который в то время встречался во всех отраслях промышленности.

Полиуретаном называют уникальный вид материала, характеризующийся широкой областью применения. В его состав включены 2 вида сырья: изоцианаты и полиолы. Они образуются на основе продуктов нефтепереработки. Свойства полиуретана и получающихся из него изделий во многом зависят от ингредиентов, из которых делают этот материал. Его выпуск предусматривает использование катализаторов, стабилизаторов и других элементов в определенном соотношении.

Есть несколько преимуществ, определяющие полиуретан и его применение:

В магазин поставляются различные изделия, которые изготавливаются при применении этого материала. При этом цены зависят от сложности формы и переданных свойств поверхности. Продажа предусматривает поставку в различном виде, часто предложение выставляют в интернет.

Технические свойства определили столь широкое распространение полиуретана. Он встречается в Санкт-Петербурге, где можно купить полиуретановые втулки или сайлентблоки.

Отличительные технические свойства:

Химические свойства и состав

Физические свойства и качества

Виды полиуретана

Литьевой или жидкий полиуретан встречается на производственных площадка заводов России. За счет добавления различных компонентов в состав изменяют свойства. Эластомер подходит для получения колеса, ролики при этом характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию. Однако не все виды полиуретана подходят для выпуска продукции.

Адипрены

Эластомер поставщики приобретают в качестве сырья для осуществления своей производственной деятельности. Распространяется как листовой материал с повышенной эластичностью,
применяется для получения:

· пыльников;
· протектора колеса;
· уплотнителей.

Двухкомпонентный вариант наиболее распространен. Чаще всего встречаются ролики для конвейеров,
производство которых осуществляется на специальных станках.

Вулколланы

Эта разновидность полиуретана характеризуется повышенной твердостью. При этом его заказ делают по причине большого диапазона температуры, при которой возможна эксплуатация.
Чаще всего вулколланы используют для получения деталей, которые подходят для сложных условий эксплуатации. В эту категорию относят втулки или опоры.

Вулкопрены

Используется этот вариант полиуретанов в промышленности для получения колеса с повышенной устойчивостью к истиранию. В качестве дополнительного компонента применяется вспененный каучук.

Многие ролики из вулкопрена эксплуатируются в течение многих десятилетий. Поверхность принимает вибрационную и другую нагрузку, быстро восстанавливает форму.

Сравнение полиуретана с другими материалами

Если сравнить этот материал с другими, полиуретан обладает лучшими качествами, нежели резина. Поэтому он распространен в СПБ и Москве, во многих других городах. Схожими характеристиками обладают:

Как производится полиуретани изделия из него

Рассматриваемый материал подходит для получения лепнины и других изделий для декорирования дома. Для получения сырья используется два основных компонента – полиол и изоцианит. Нефтяная промышленность предлагает и другие компоненты, которые добавляют в материал для изменения основных свойств.

Получить подобный материал можно только при использовании специального оборудования. Это связано с тем, что химический процесс проходит при определенных условиях. Часто на производственную линию поставляются компоненты, которые достаточно добавить в
специальную установку.

Методы формовки

Производитель выбирает один из нескольких видов формовки, от этого также зависят основные свойства. Полиуретаны очень хорошо обрабатываются, поэтому и встречается много различных технологий.

Экструзия

Литье

Этот способ формирования отличается наибольшим распространением. Повышенная пластичность полиуретанов позволяет получать при применении метода литья изделия сложной формы: опоры, манжеты, уплотнители или элементы гидравлики. Свойства polyurethan позволяют максимально автоматизировать процесс, за счет чего выпускаются большие партии. Современные системы позволяют снизить себестоимость продукции.

Полиуретан часто обрабатывается давлением. За счет этого придаются особые свойства, процесс ускоряется. Некоторые марки уретановых полимеров применяют в качестве напыления. За счет этого повышается класс защиты металлических изделий. Применяемые технологии позволяют покрывать только часть поверхности, материал подается в жидком виде.

Прессование

Технология прессования применяется также при обработке полиуретанов. За счет этого повышается плотность поверхности, за счет чего ролики становятся более износоустойчивыми.

В зависимости от особенностей поставленных задач, эластомер перед обработкой давления нагревается. Это упрощает процедуру и делает геометрию изделий более точной.

Заливка

Полиуретаны часто используют для получения штучных или художественных изделий. Для этого больше подходит технология заливки. Многие свойства, к примеру, повышенная пластичность при нагреве позволяют материал заливать по заранее подготовленной
форме.

Если нужно получить колеса или ролики, полиуретан заливают могут дополнительно обрабатывать давлением при пластичном состоянии. За счет этого повышается плотность и твердость поверхности.

Области и сферы применения полиуретана и его производных

Материал получил широкое распространение в легкой и тяжелой промышленности. На момент выбора многие отдают предпочтение этому варианту полимера, так как он отличается небольшой ценой и лучшими эксплуатационными свойствами.

Полиуретановая структура подходит для выпуска футеровочных предметов. Материал также подходит для колеса, получающиеся ролики прослужат много лет.

В тяжелой промышленности на полиуретане изготавливают амортизирующие детали. Материал получил применение в строительстве для получения нескользящих поверхностей. В текстильной промышленности свойства полиуретанов позволяют использовать их для изготовления стелек, чехлов или подошвы.

Особенности и интересные факты применения полиуретана

Поиск необычного материала несколько десятилетий назад один ученым привел к открытию состава, который обладает исключительными эксплуатационными характеристиками. При наличии должного оборудования polyurethane подходит в качестве сырья для выпуска колеса. Материал используется для получения деталей, применяемых при изготовлении автомобилей, самолетов и другого транспорта.

Долгое время материал считали устойчивым ко всем видам воздействия, но недавние исследования указывают на то, что колеса или ролики, другие изделия из poly поражаются особым видом грибка. Некоторые гурманы утверждают, что он съедобный, но лучше не пробовать.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобный материал подходит не только для изготовления колеса, но и многих других изделий. Он стал практически незаменимым. Современные технологии направлены на существенно снижение себестоимости продукции.

Источник

Полиуретаны

Свойства и характеристики полиуретана

Общие сведения

Рис.1. Схема синтеза полиуретана.

Как правило, ПУ получают путем поликонденсации в ходе реакции двух компонентов полиола и изоцианата. Определенные свойства полиуретану могут придать различные добавки, например они помогают увеличить эластичность или твердость, термостойкость и т.п.

Основные виды полиуретанов, которые имеют между собой очень немного общего по свойствам, используемых в современной жизни – это вспененный полиуретан или пенополиуретан, термопластичный в гранулах, жидкий, листовой. Пенополиуретан (ППУ) и жидкий ПУ в больших количествах используют в строительстве – первый для термо- и звукоизоляции, второй – для гидроизоляции кровель. Термопластичный полимер в гранулах применяют для производства (обычно литья) гибких изделий, напоминающих резиновые, например подошвы обуви. Листовой полиуретан, частный случай термоэластопласта, отформованного в лист, который имеет области применения в машиностроении, автомобильной и других отраслях промышленности.

Литьевой полиуретан перерабатывают в изделия тремя способами: ротационным литьем, свободным литьем в форму и литьем под давлением. Последний метод практически ничем не отличается от литья полиолефинов и прочих пластмасс общего назначения. Изделия ППУ производят методом заливки материала под высоким давлением через специальные смесительные головки в формы или прямо в полость изделий, например оболочек труб. Из листового ПУ или из пластин, стержней и профилей получают разные изделия методом механической обработки.

Полиуретан был впервые описан в 1930-е годы, химиком Отто Бэйером и его коллегами, которые изначально занимались химией полиамидов. В 1937 году они получили разновидности термоэластопластов после реакции диизоцианата с некоторыми химикатами, имеющими в составе гидроксильные группы.

Первые товарные марки ПУ были разработаны в США компанией Dupont и поступили в продажу в 1956 году. Практически одновременно полиуретаны выпустили BASF и Dow Chemical в США по истечении одного года. Изначально полиуретан предназначался для замены других ценных материалов, например каучука, металла, дерева, и во многих темах это удалось.

В Советском Союзе полиуретаны начали разрабатывать в 1960-х годах, когда в мире уже производили тысячи тонн ПУ материалов. Наиболее глубоко исследования продвинулись в НПО «Полимерсинтез» (г. Владимир), а также в некоторых других научно-исследовательских учреждениях, плотно изучавших полиуретан. В России существует множество государственных и частных компаний, а также совместных предприятий (например владимирское «Дау-Изолан») хорошо зарекомендовавших себя в области производства полиуретанов с различными свойствами.

Свойства полиуретана

Основные характеристики полиуретановых эластомеров – это высокая прочность, стойкость к раздиру, стойкость к износу и к набуханию в маслах и растворителях, озоностойкость (важный фактор, выгодно отличающий ПУ от резины) и радиостойкость. Важнейшая особенность ПУ термоэластопластов – это комбинация отличной эластичности с большим разнообразием возможных твердостей.

Важные особенности полиуретанов: очень высокие физико-механические характеристики, которые во многом выше резин, каучуков, и даже некоторых металлов. Среди них высокая твердость, одна из самых лучших износостойкость и отличная абразивностойкость. По последним двум характеристикам литьевые ПУ на голову выше резин, других пластмасс и металлов. Кроме того, важна комбинация свойств, например сочетание высокой твердости и высокой эластичности дает превосходную прочность материала.

Температура эксплуатации полиуретана имеет верхний предел не ниже 120 градусов С, а нижний предел эксплуатации – минус 70С или даже еще ниже (при кратковременном воздействии). В этих пределах полиуретан сохраняет свои основные свойства неизменными.

Полиуретаны имеют хорошие диэлектрические характеристики, высокую химическую стойкость, в том числе устойчивость к маслам, кислотам и растворителям. Также полиуретан – очень экологичный материал, который не загрязняет окружающую среду, но при этом стоек к микробам, плесени и прочим простейшим.

Из минусов полиуретана можно отметить воздухонепроницаемость (одежда и обувь «не дышат»), плохо поддается печати, падение прочностных характеристик при продолжительном воздействии низких температур, слабую сопротивляемость скручиванию.

Пенополиуретан

Особняком среди всех полиуретанов стоит пенополиуретан. ППУ входит в класс газонаполненных пластмасс, они же пенопласты. Такие пластики состоят из воздуха или другого газа на величину порядка 90 процентов по объему. ППУ делится на две большие группы: жесткий или интегральный пластик и мягкий (эластичный) пенополиуретан или поролон.

Рис.2. Применение эластичного ППУ в мебели

ППУ интересен тем, что его синтез обычно происходит на месте применения, а не в заводских условиях (при этом мебельный поролон или трубы в ППУ изоляции все-таки производятся на заводах). Пенополиуретан синтезируется при смешении полиола и полиизоционата с получением высоконаполненной углекислым газом полимерной матрицы.

ППУ биологически нейтрален, опасность может представлять его компонент высокотоксичное вещество изоцианат, в случае если он взят в избытке. При применении антипиренов в компонентах полиуретана материал не поддерживает горение и гаснет при удалении пламени.

Применение полиуретанов

Из литьевых полиуретановых термоэластопластов производят крупные продукты, например износостойкие шины, конструкционные, корпусные и технические изделия, многочисленные заменители резиновых изделий. Также производят амортизирующие и демпфирующие элементы для всех отраслей, например конвейерные ленты, приводные ремни, нескользящие покрытия, различные упругие валики и ролики, уплотняющие прокладки, буферы и бамперы и т.д. ПУ изделия, благодаря своим свойствам и прежде всего износостойкости с успехом используются в высоконагруженных устройствах и механизмах. Из отраслей это железнодорожная, автомобильная, машиностроительная, обувная, медицинская, спортивная и прочие.

Рис.3. Полиуретановые износостойкие ролики

Жидкий полиуретан, который еще выпускается в виде спрея используют для изоляции различных конструкций и механизмов, например, вагонов, грузовых автомобилей, люков и т.д. Кроме того, он входит в качестве компонента в разнообразные герметики, клеи, лаки, краски и прочие изолирующие и декорирующие поверхности агенты.

Несмотря на широчайшее применение полиуретановых эластомеров, большая часть рынка ПУ пластмасс занимает пенополиуретан. Помимо теплоизоляции труб ППУ применяют для напыления на практически любые поверхности, выпуска сэндвич-панелей и прочих легких и прочных стройматериалов. Также ППУ используют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, хранилищ; в электротехнике и производстве интерьеров автомобилей, рулей; в самолетостроении, вагоностроении и т.п. Мягкий ППУ – непревзойденный материал для мебельной и легкой промышленности.

Вторичная переработка ПУ

Несмотря на инертность полиуретана для окружающей среды, его вторичная переработка задача непростая. Это не касается термопластичного эластомера, который может подвергаться переработке многократно. Однако, пенополиуретан по своей природе является реактопластом и практически не перерабатывается повторно.

Этот факт является серьезным минусом, сдерживающим еще более широкую поступь ППУ по планете.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Источник

Полиуретан: что это за материал, характеристики, состав, применение

В сороковых годах двадцатого века известным немецким ученым Байером Отто Георг Вильгельмом впервые был синтезирован уретановый эластомер, которому суждено сделать революцию в технологиях. Общественность узнала, что это за материал, полиуретан, только через 20 лет.

Что представляет и чем хорош

Пластик является эластомером, способным вернуть форму после снятия деформационных нагрузок. Основу составляют длинные цепочки из макромолекул уретановой группы. Специфичные черты приобретаются за счет присоединения дополнительных элементов.

Полиуретан технические характеристики: химические и физические свойства

Главным преимуществом этого вида сырья является возможность придания ему самых разных качеств. Как эластомер, он отлично сохраняет геометрию и способен возвращаться к первоначальному состоянию много раз. По этому показателю данный материал опережает главного конкурента – резину. Благодаря этому он показывает высокую износоустойчивость.

Что это такое полиуретан, химический состав материала и свойства

За счет комбинации составляющих придаются необходимые качества по эластичности. Получаются устойчивые соединения, сохраняющие свои параметры при разных температурах, несклонные вступать в реакцию с окружающей средой. Пластик удерживает свою структуру в присутствии: масел, кислоты, щелочей и жиров. Не подвергается гидролизу, устойчив к воздействию микроорганизмов (грибков, бактерий, архей). Вещество спокойно переносит умеренное влияние ультрафиолета. Не окисляется озоном, как резина. Это повышает срок службы изделий.

Физические качества

Главное преимущество – это способность временно изменять геометрию и возможность придания разнообразных дополнительных свойств. Продукты на основе этого материала применяются в различных областях промышленности, так как он: