Полиуретановая основа что это

Полиуретан (ПУ) — что это такое: виды тканей, фото, характеристики и применение

Для того чтобы повысить защитные свойства текстильных материалов, в текстильной промышленности широко применяют инновационные технологии. Благодаря кропотливой работе ученых появляются новые ткани, способные выдержать большие нагрузки в экстремальных условиях.

Многие из нас не раз сталкивались с мембранными материалами. Но мало кто отчетливо представляет, что такое полиуретан, как и для чего он используется в текстильном производстве.

Описание

Полиуретан (PU) — это синтетический материал группы эластомеров, схожий с резиной. Полотна из химических волокон обладают способностью растягиваться до 200% и возвращаться в исходное состояние без следов деформирования.

В процессе синтеза полимера задают определенные параметры, получая полиуретановые волокна с различными свойствами в зависимости от назначения. Текстильные структуры получают вторичным неоднородным скручиванием исходного сырья с синтетическими или натуральными нитями. В результате получают волокна для создания эластичных материалов.

Технология включает в себя синтез полимера в специальном составе, обработка полученной массы: изготовление нитей или компонента для покрытия основы. Материал по свойствам схож с резиной, но более эластичен и во многом ее превосходит.

Из полиуретана изготавливают экокожу — синтетический кожзаменитель. Материал прочный, износостойкий, доступный по цене. Обладает множеством преимуществ, обходя по эксплуатационным характеристикам дорогую натуральную кожу. PU легок, морозоустойчив, демонстрирует высокую прочность на разрыв и неприхотлив в уходе.

Состав — расшифровка значения PU и формула

Полиуретан безопасен для здоровья, поэтому название получило приставку “эко” (экокожа). Это пористый многослойный материал, полученный путем синтеза органических и неорганических компонентов: полиэтилен, каучук, целлюлоза.

Состав экологичного материала смешанный, в нем присутствуют различные химические элементы. Шкуры животных в производстве не используются, что позволяет сохранить природные ресурсы.

Волокна ПУ используют в производстве текстильных материалов: лайкра, спандекс, неолан, ворин. В данных тканях содержится от 2 до 5% полиуретановых волокон. Типичным представителем группы является материал Оксфорд, а также технический текстиль с одно- и двухсторонним полимерным покрытием.

Формула полимера уретановой группы выглядит так: −N(R)−C(O)O−, где R — Н (водород), алкил, арил или ацил. В химии вещество получило название PolyUrethanе, отсюда аббревиатура, обозначающая материал — PU (ПУ, PUR).

Технические характеристики

PU кожа часто встречается на этикетках кожгалантерейных и швейных изделий, что это такое, поможет разобраться описание основных свойств, приведенное в таблице:

Вреден ли полиуретан для человека

Полиуретан — экологичный, безвредный для здоровья человека вид синтетического сырья. В процессе его получения не применяют формальдегиды, фреон, асбест и другие химические компоненты, способные выделять высоколетучие эфирные фракции.

Стоит учитывать при этом, что материал не обеспечивает оптимальных показателей воздухообмена и паропроводности. Поэтому использование ПУ в пошиве одежды и обуви имеют некоторые ограничения. В частности, одежда из данного текстиля непригодна для длительной носки в течение дня.

Виды полиуретановых тканей

Ткани ПУ подразделяются на две группы:

Эластомер нашел широкое применение во многих отраслях. В текстильной и галантерейной промышленности используют несколько видов тканей.

PU кожа

PU кожа — экологичный материал, использующийся в пошиве обуви, одежды, аксессуаров, галантерейных изделий, а также для изготовления мебельной обивки и чехлов автосидений.

ПУ относится к классу нетканых полотен, и считается одной из лучших имитаций натуральной кожи. Внешне два вида материала очень схожи. Экокожа мягкая, приятна на ощупь. Обладает водоотталкивающими свойствами, не промокает. Различие с другими видами кожзамов заключаются в абсолютном отсутствии характерного химического запаха и способности проводить воздух. Помимо того, ПУ долговечный и прочный материал.

Ткани с полиуретановым покрытием

На основе полиэстера (полиэфира) и нейлона с покрытием из полиуретана с внутренней стороны производят ткани с высокими показателями защиты от ветра и влаги — Oxford. Плотность материи варьируется от 150 до 1600 Den.

Одно- и двухстороннее покрытие ПУ применяют для изготовления технического текстиля. Особый способ нанесения компонента на основу позволяет наделить ткань свойствами мембраны: отводить пар и задерживать на внешней поверхности воду.

Популярные виды материалов из полиуретана

В текстильной промышленности и швейном производстве особой популярностью пользуются мембранные материи (Gore-Tex, Оксфорд, eVent, с нанопокрытием ПУ — Polartec Neoshell, The North Face Futurelight™, Outdoor Research AscentShell); эластановые волокна в составе полотен.

В зависимости от страны производителя стрейчевые волокна из эластомера имеют разные торговые названия:

Полиуретан или полиэстер что лучше

Волокна полиуретана прочнее, а значит прослужат дольше, но он дороже. Нити полиэстера не могут похвастаться такими эксплуатационными свойствами, однако стоят они дешевле.

Также стоит отметить, что вышеописанные характеристики двух материалов условные, так как все зависит от множества параметров: пропитка, толщина нити, переплетение. Как правило то, или иное волокно применяют в зависимости от потребностей изделий.

Применение

У материи с эластановыми волокнами сфера применения достаточна широкая. Важно понимать, что в чистом виде это сырье не используется, его добавляют в ткацкие полотна в незначительном количестве для улучшения свойств. Из стрейчевых тканей шьют спортивную одежду, костюмы, блузы, юбки, платья и мн. др.

Наиболее часто ПУ используют в пошиве таких моделей:

Эластомер широко применяют в производстве предметов медицинского назначения (бандажи, бинты, компрессионные изделия).

Рекомендации в уходе

Уход за изделиями из экокожи нуждаются в сухой периодической чистке с помощью мягкой щетки или губки. После удаления пыли рекомендуется обработать поверхность специальным спреем.

Уход за материалами с ПУ в составе, следующий:

Отзывы

— Долго сомневался, выбирая чехлы для автомобильных сидений на смену старых из дермантина. Прочитал отзывы и характеристики полиуретанового текстиля, и решил обновить салон. Не жалею. Материал прочный, легко чистится, приятный и мягкий на ощупь.

— Для прогулок с детьми приобрела курточки из мембраны. Удивилась, когда узнала, что в составе ткани обозначен ПУ. Приобретением довольна. Одежда защищает от снега и дождя, не пропускает холодного ветра, не притягивает загрязнений. Рекомендую всем обратить внимание на данные материалы.

Ткани это мое все! Я училась в Московском Государственном Текстильном институте имени А. Н. Косыгина, на кафедре материаловедения и товарной экспертизы. Работала на швейном производстве технологом и вот я в декрете, жду ребеночка:). Благодаря знакомству я стала автором статей о тканях и безумно этому рада! Надеюсь вам нравится мой труд!

Источник

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

Полиуретаны. Свойства и параметры. Применение и особенности

Полиуретаны – сложные полимеры, в состав макромолекул которых входят алкиды, акрил или ацил. В своем большинстве по внешним параметрам похожи на резину, но отличаются более высокой стойкостью к агрессивной среде, также могут представлять собой жесткий пластик.

Свойства и параметры

В состав полиуретанов входят полиол и изоцианат. Это синтетический материал, имеющий сложную структуру. Для его получения применяется сложная химическая реакция, где помимо основных реагентов полиола и изоцианата могут входить различные добавки. За счет этого получаемые полиуретаны могут существенно отличаться между собой по физическим качествам.

Полиуретан является эластомером. То есть это материал, который после растяжения возвращается в свое изначальное состояние. Используемые при формировании его макромолекул компоненты могут усиливать те или иные качества. В результате полиуретан может приобретать жесткость, температурную стойкость или растягиваться как резина.

Таким образом, материал в зависимости от состава имеет различное агрегатное состояние:

Важное свойство полиуретана заключается в том, что он не меняет свое физическое состояние в зависимости от температуры или механических нагрузок. То есть, при охлаждении вязкая жидкость не затвердеет, а твердый пластик не начнет расплываться.

Также одним из главных достоинств материала выступает его стойкость к химическому воздействию. Благодаря этому полиуретаны используют для производства уплотнителей, эксплуатируемых в тяжелой агрессивной среде. Он также стоек к ультрафиолетовому воздействию. Отдельного внимания заслуживает его устойчивость к грибкам, бактериям. На нем не размножится плесень и прочие микроорганизмы.

Во вспененном виде материал может использоваться в качестве теплоизолятора. Это так называемый напыляемый утеплитель. Он при попадании в атмосферные условия напитывает воду, за счет чего раздувается. Наличие множества пустых пор делают застывшую пену отличной теплоизоляцией.

Технические параметры

Полиуретан – это в первую очередь первоклассный конструкционный материал. Этому способствуют его технические параметры:

При производстве полиуретана можно заранее задать его соответствие конкретным техническим параметрам, и получить в результате материал, отвечающий всем требованиям. К примеру, возможно сделать его коэффициент трения как совсем низким, так и высоким. То же самое касается массы, степени растяжения, твердости.

По сути, полиуретаны можно использовать в зависимости от их качества вместо резины, пластика или металла. Существуют условия, где традиционные материалы уступают данному полимеру по стойкости к агрессивной среде, массе, коэффициенту растяжения или прочим параметрам.

При его сравнении с резиной нужно отметить превосходство полиуретана по ряду важных качеств. В первую очередь он сильнее растягивается и быстрее принимает исходное положение. Также он не разрушается в агрессивной среде, более износоустойчив и не имеет столь выраженного эффекта старения. То есть, даже старое, но не изношенное изделие из полиуретана будет иметь такие же качества, как и новое. Материал также меньше пачкается, чем резина.

Твердый полиуретан может использоваться как заменитель метала. Его преимущества при сравнении очевидны. В первую очередь это небольшая масса и дешевизна. Материал более стойкий к абразивному воздействию. За счет этого механизмы, созданные на основе полиуретана, меньше шумят, чем аналоги из металла.

Также он превосходит многие виды пластмасс. Он более стойкий к высоким температурам. За счет твердости меньше изнашивается. Его можно использовать для изготовления прочных корпусов и любых прочих деталей, на которые может оказываться ударная нагрузка. Нужно отметить, что полиуретан менее склонен к растрескиванию при ударе, чем почти любая обычная пластмасса.

Какие недостатки имеют полиуретаны

Материал практически не имеет недостатков. Однако есть некоторые ограничения на его использование. К ним можно отнести:

Вспененный полиуретан обладает всеми качествами, чтобы его можно было использовать для производства обуви. Однако материал не пропускает воздух. В связи с этим в обувном направлении его используют только для изготовления подошв. Воздухонепроницаемость, также создает ограничения для применения полиуретана в других сферах.

Полиуретановые изделия на морозе могут становиться излишне твердыми, а также хрупкими. В связи с этим при выборе типа полиуретана для применения в том или ином направлении важно отталкиваться от его технических характеристик. Явным недостатком материала является только сложность его вторичной переработки.

Технология производства изделий из полиуретана

Для производства полиуретана используются полиол и изоцианат. Те в свою очередь получаются в результате переработки нефти. Заготовленное из него сырье перерабатывается в готовые изделия.

Для этого применяются следующие технологии:

Производство методом литья является самым распространенным. Этим способом изготавливаются сложные элементы. Примером выступают втулки, подшипники, манжеты. Популярность метода заключается в дешевизне форм. Жидкое сырье разливается и после застывания приобретает нужную форму.

В силу высокой вязкости обычное литье полиуретана сопровождается низким качеством изделий. На нем могут оставаться крупные пустоты, так как материал не затекает в мелкие полости формы. В связи с этим часто используется технология литья под давлением или ротационная, когда материал затекает в полости за счет инерции.

Методом экструзии производятся трубки, фасонные детали. Для этого нужно использовать дорогостоящее специализированное оборудование. Метод экструзии выгодно отличается высокой скоростью формирования изделий.

Изделия из полиуретана

Так как полиуретаны могут иметь различные качества, то их используют для производства разнообразных изделий. Помимо деталей механизмов, это:

Декоры из полиуретана при большом объеме отличаются малым весом, при этом обладают высокой твердостью. За счет этого их используют при декорировании интерьеров вместо цементных растворов. Готовые полиуретановые декоры могут имитировать лепнину, багеты, розетки и прочие украшения. Это готовые изделия, которые нужно только приклеить по месту монтажа и покрыть краской. Высокая стойкость материала к ультрафиолету, также позволяет использовать подобные декоры для отделки фасадов. Изделия более высокой ценовой группы продаются уже окрашенными. Они могут имитировать натуральный ценный камень, дерево и прочие отделочные материалы. Твердые полиуретаны также используют для производства садовых фигур.

Отдельного внимания заслуживает пенополиуретан. Это вязкая разновидность полиуретана, который при попадании в атмосферные условия сильно увеличивает объем за счет образования внутри множества пузырьков воздуха. Такая пена используется в качестве заполнителя при монтаже окон, дверей и т.д. Она сильно увеличивается в объеме, а после застывания становится твердой. Материал пользуется большим спросом. Единственным его существенным недостатком является низкая стойкость к ультрафиолету. Он разрушает монтажную пену. От него она становится желтой и постепенно превращается в труху.

Получившая в последние годы высокую популярность клей-пена также содержит полиуретан. Она обладает высокой скрепляющей способностью, но в отличие от монтажной пены имеет меньший коэффициент расширения. Клей-пена может использоваться вместо кладочного раствора при роботе с газоблоком, пеноблоком.

Вязкие формы полиуретана могут применяться в качестве основы для производства красок и лаков. Это продукция среднего ценового сегмента. В отличие от аналогов она имеет умеренный запах. ЛКМ на полиуретане могут использоваться как для внутренних, так и наружных работ. Такие краски и лаки отличаются высокой стойкостью, что создает определенные требования к технике безопасности при их нанесении. ЛКМ на полиуретане — это горючие материалы.

Также положительными качествами отличаются клея на основе этого материала. Они могут использоваться для склеивания стекла, любых строительных материалов, кожи. Клей из полиуретана — это раствор в органическом растворителе. Хотя он обладает склеивающими качествами позволяющими соединить практически все, но область использования такого клея ограничена. Нужно учитывать температурный диапазон его применения, так как при нагреве он может ослабить свои свойства.

Так как полиуретаны отличаются диэлектрическими качествами, они могут использоваться для производства изоляции. Очень часто материал одновременно выполняет 2 функции. Он работает как изолятор для передачи электрического тока, а также теплоизолятор. Примером является вспененный полиуретан в корпусах холодильников и морозильных камерах.

Источник