Polyuretán (34 Fotografií): čo Je To Za Materiál? Termoplastický A Flexibilný Polyuretán, Charakteristika A Hustota, Teplota Topenia A ďalšie Vlastnosti, Výroba

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-18 12:23

O polyuretáne sa prvýkrát počulo v roku 1937. Tento materiál syntetizoval Otto Bayer z diizokyanátu a polyesteru v kvapalnej forme. Látka mala veľa výhod oproti plastu, ktorý bol v tej dobe veľmi žiadaný.

Čo je to za materiál?

Polyuretán je jedinečný druh materiálu, ktorý má takmer neobmedzené možnosti a perspektívy použitia. Polymér obsahuje 2 druhy surovín, a to: polyoly a izokyanáty . Ich výroba je založená na rafinácii ropy. Miešaním kvapalných prvkov sa získajú reaktívne kompozície. Vlastnosti polyuretánu priamo závisia od zložiek, z ktorých je vyrobený, ako aj od pomeru katalyzátorov, nadúvadiel, stabilizátorov a mnohých ďalších.

Polyuretán vyzerá ako polymérové vlákno s poréznou štruktúrou. Je považovaný za všestranný elastomér, ale má výhody aj nevýhody.

Výhody polyuretánu zahŕňajú nasledujúce vlastnosti:

• vysoká mechanická pevnosť;
• dielektrická konštanta;
• slabé odieranie;
• dobrá elasticita;
• schopnosť udržať tvar po opakovaných deformáciách;
• odolnosť proti opotrebeniu;
• dlhá životnosť;
• odolnosť voči kyselinám, olejom, rozpúšťadlám;
• necitlivosť na vplyv mikroorganizmov;
• veľký rozsah prevádzkových teplôt;
• odolnosť voči nízkym teplotám;
• schopnosť pracovať pod vysokým tlakom.

Tento materiál nestarne, je vhodný na rôzne druhy obrábania. Polyuretánové výrobky sú navyše ľahké, a preto sa ľahko prepravujú a inštalujú. Tento elastomér má schopnosť peniť, takže sú z neho vyrobené všetky druhy poréznych výrobkov.

Napriek mnohým výhodám má polyuretán niektoré nevýhody:

• nestabilné voči torzným zaťaženiam;
• pružnosť a pevnosť materiálu priamo závisia od teplotného režimu prostredia;
• zložitosť spracovania na druhotné suroviny.

Tento typ elastoméru sa týka materiálov, ktoré sú ľahko prístupné všetkým druhom spracovania. Aplikujú sa naň rôzne spôsoby tvarovania.

• Extrúzia . Tento spôsob výroby polyuretánu zahŕňa pretlačenie materiálu v roztavenej forme cez tvarovací otvor extrudéra.
• Casting . Pod vplyvom tlaku sa roztavená hmota vstrekuje do špeciálnej formy, po ktorej sa ochladí.

Porovnanie s gumou

Napriek tomu, že guma a polyuretán sú si veľmi podobné, syntetický elastomer svojimi kvalitatívnymi vlastnosťami prekonáva prírodný materiál. Na rozdiel od gumy majú polymérne vlákna vyššiu pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu . Z tohto dôvodu sa guma v mnohých priemyselných odvetviach používa menej ako polyuretán. Hlavným faktorom ovplyvňujúcim trvanlivosť materiálu je jeho abrazívne opotrebovanie, citlivosť na vplyv agresívneho prostredia. Pri porovnaní podľa tohto kritéria je možné dospieť k záveru, že polyuretán je 10 -krát odolnejší voči oderu.

Podľa hodnotenia odolnosti voči rôznym prostrediam je polymér považovaný za lepší ako guma . Môže tolerovať účinky rozpúšťadiel a toxických chemikálií. Prírodný kaučuk má okrem iného pevnosť v ťahu 1,5-3 krát nižšiu ako elastomer. Syntetický materiál je v prípade vysokého zaťaženia schopný rýchlo obnoviť svoj tvar bez deformácie. Kaučuk je zase v porovnaní s elastomérom len v nákladoch, ktoré sú oveľa nižšie ako v prípade syntetických materiálov.

Podľa odborníkov je však lepšie kúpiť si vysokokvalitný a drahý materiál, aby ste sa v budúcnosti vyhli potrebe dvakrát platiť.

Charakteristiky a vlastnosti

Pretože polyuretán je na báze polyolu a izokyanátu, patrí do skupiny polyesterpolyolov. Vzhľadom na to, že tento typ je elastomér, vyznačuje sa dobrou rozťažnosťou a schopnosťou vrátiť sa do pôvodných foriem. Rôzne prísady môžu poskytnúť polyolu jedinečné vlastnosti, ktoré môžu zmeniť ukazovatele pružnosti, mäkkosti, tvrdosti a odolnosti.

Polyuretán sa vyrába v niekoľkých štátoch:

• vo viskóznej kvapaline;
• v mäkkom;
• v pevnom.

Bez ohľadu na tvar elastomer nemení svoje technické vlastnosti pod vplyvom mechanických a chemických faktorov prostredia. Tento materiál je odolný aj voči UV žiareniu, hubám a plesniam.

Technické vlastnosti polyuretánu umožňujú jeho použitie v mnohých domácich a priemyselných oblastiach. Vymenujme hlavné charakteristiky polyesterového polyolu.

• Hustota . Indikátor závisí od druhu materiálu, zvyčajne sa pohybuje od 30 do 300 kg / m3.
• Tvrdosť . Na stupnici Shore sa môže pohybovať od 50 do 98 jednotiek. Tieto indikátory umožňujú použitie elastoméru pri vysokých zaťaženiach.
• Významný teplotný rozsah . Materiál je možné prevádzkovať pri teplotách od -60 do +80 stupňov Celzia. S indikátorom 120-140 stupňov ho možno použiť krátkodobo. Polyuretány majú vysokú teplotu topenia - najmenej 160 stupňov Celzia. Ak sa tieto materiály zahrejú na 220 stupňov, začnú sa rozkladať.
• Koeficient tepelnej vodivosti - 0, 028 W / (m * K) .
• Tento polyol nemá elektrickú vodivosť .
• Hmotnosť . Materiál váži veľmi málo.
• Odolnosť voči ozónu . Polyuretán sa na rozdiel od gumy pod vplyvom ozónu nedegraduje.
• Odolnosť voči agresívnemu prostrediu .
• Horľavosť Podľa GOST 12.1.044 je materiál klasifikovaný ako nehorľavý, preto sa používa v mnohých priemyselných odvetviach.
• Šetrnosť k životnému prostrediu . Polyuretán je klasifikovaný ako bezpečný materiál, preto sa často používa v každodennom živote.

Je polyuretán škodlivý?

Vďaka svojim energeticky úsporným vlastnostiam je polyuretán zaradený medzi bezpečné materiály. Pri hodnotení jeho šetrnosti k životnému prostrediu však stojí za to vziať do úvahy možnosť poškodenia tohto elastoméru v kvapalnom a tuhom stave. Ako ukázala prax, v suchej forme tento polyol nevypúšťa škodlivé látky . Nebezpečné výpary sú možné len vtedy, ak je s materiálom nesprávne zaobchádzané.

Ak sú v kvapalnej frakcii dodržané všetky bezpečnostné opatrenia, polyuretán nebude predstavovať žiadne nebezpečenstvo pre ľudí a zvieratá.

Porušenie výrobnej technológie však môže mať za následok uvoľnenie nasledujúcich toxických splodín

• Izokyanáty … Tieto látky sú súčasťou farieb a lakov, penových výrobkov. Ich prítomnosť môže pri absencii špeciálnej ochrany spôsobiť astmu.
• Amínové katalyzátory, ktoré spôsobujú zvýšenú citlivosť, podráždenosť, rozmazané videnie . Pri nepretržitom vdýchnutí tieto látky spôsobujú vredy, podráždenie slizníc, popáleniny úst, hrdla a pažeráka.
• Polyol . Svoj toxický účinok je schopný prejaviť iba v priamom kontakte so živým organizmom, a to pri prehĺtaní. Otrava polyolom sa prejavuje vo forme zvracania, intoxikácie a kŕčov.
• Spomaľovač horenia . Táto látka sa v tele postupne hromadí, potom spôsobí otravu.

V dôsledku vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že polyuretán môže byť zdraviu škodlivý iba vtedy, ak sa používa nesprávne . To sa často stáva pri použití sprejov nízkej kvality, ako aj pri absencii špeciálnej ochrany počas prevádzky.

Mnohí sa obávajú nebezpečenstva polyuretánu, ktorý je namontovaný v obytných priestoroch. Obavy používateľov sú márne, pretože táto kategória tovaru pred predajom prechádza mnohými bezpečnostnými testami. Problémy môžu nastať iba vtedy, ak je elastomer zakúpený od výrobcu, ktorý nemá osvedčenia o kvalite.

Porovnanie s inými materiálmi

Keď vieme o vlastnostiach polyuretánu, môžeme povedať, že má oveľa viac výhod ako guma. Ako už bolo uvedené, tento polymér ho prekonáva trvanlivosťou, rozťažnosťou, pevnosťou a mnohými ďalšími vlastnosťami. Pre spotrebiteľov je často ťažké vybrať si medzi polyuretánom a inými podobnými výrobkami, keď ich porovnáva s nimi.

• Duropolymér . Má vzhľad matného plastového výrobku. Na druhej strane je polyuretán ako penový prášok a je potiahnutý základným náterom. Ten je ľahký a je vynikajúci na prácu so stropom. Jeho sortiment je navyše dosť široký. Duropolymer patrí k antivandalským polymérom, takže kupujúci nemusí dlho premýšľať o jeho obnove.
• Vinyl . Tento materiál, na rozdiel od polyuretánu, nie je určený na ochranu povrchu, častejšie sa používa na dekoratívne účely.
• Silikón . Tieto materiály sa vyrábajú na použitie v rôznych typoch prác. Podľa spotrebiteľov sa elastomer vyznačuje lepšou trvanlivosťou a pevnosťou. Silikón sa zase vyznačuje tým, že je elastický a biologicky inertný.
• Expandovaný polystyrén . Rozdiel medzi materiálmi spočíva predovšetkým v nákladoch, ktoré sú u polyuretánu vyššie. Expandovaný polystyrén nevedie dobre teplo, je pohodlný a ľahko sa používa. Polyuretán trvá dlhšie ako predchádzajúci materiál, nezhoršuje sa pod vplyvom negatívnych environmentálnych faktorov.
• Polyester . Vďaka tomu má polyuretán mnoho rovnakých vlastností. Druhým materiálom je však kvalita svojím materiálom lepšia ako prvý. Polyuretán je pružnejší, pevnejší a odolnejší ako polyester.

Prehľad druhov

Polyuretán je transparentný energeticky účinný univerzálny materiál, ktorý si získava na popularite po celom svete každý deň. Tento materiál má svoje vlastné špeciálne označenie. Medzi najobľúbenejšie značky elastomérov patria SKU-PFL-100, NITs PU-5, vyznačujú sa tvrdosťou Shore 85-90 jednotiek.

Flexibilná polyuretánová pena

Ako tlmič nárazov sa bežne používa pružná polyuretánová penová guma . Okrem toho sa používa na vytváranie postelí, podšívok, obalov a interiérov automobilov.

Flexibilnú penu je možné vytvoriť v akejkoľvek forme. Tento typ polyuretánu sa vyznačuje ľahkosťou, pevnosťou a pohodlím.

Termoplast

Termoplastický polyuretán je elastický, pružný materiál odolný voči oderu a nepriaznivým poveternostným podmienkam. Vyrába sa a farbí rôznymi spôsobmi. Termoplastické spracovanie elastoméru sa vykonáva na extrúznych, kompresných a nárazových strojoch . Tento flexibilný produkt sa dokáže prispôsobiť rôznym aplikáciám, ako je stavebníctvo, automobilový priemysel, obuv.

Aplikácie

Polyesterpolyol je v dnešnej dobe široko používaný. Podšívka, lisovacie diely, valček, kotúč, nanášanie valcov, tesniace krúžky, manžety, zátky sa vyrábajú z polyuretánových plechov . V tekutej forme našiel svoje uplatnenie pri náteroch betónových konštrukcií, vagónov, prielezov a striech. Elastomér je často súčasťou tmelu, lepidla, farieb a lakov.

V ťažkom priemysle sú z tohto materiálu vyrobené diely absorbujúce nárazy . V stavebníctve sa používa na vytvorenie protišmykového povlaku, povrchov odolných voči vibráciám, fasád. Automobilový a nábytkársky priemysel sú bez elastoméru nevyhnutné. V textilnom priemysle je dopyt po polyuretáne. Je vhodný na výrobu poťahov, zipsov, nitov, vložiek, podrážok. Medicína používa elastomér na výrobu kondómov, protéz a implantátov.

Spracovanie

V dnešnej dobe je otázka recyklácie polyuretánu čoraz dôležitejšia. Problém je spojený s nárastom plochy skládok, ako aj so zvýšením nákladov na ich odstránenie. V posledných rokoch je pozorovaný vývoj najnovších technológií na spracovanie elastomérov a tejto problematike sa venuje stále väčšia pozornosť.

Tu sú hlavné metódy získavania recyklovaných materiálov z polyuretánu

• Fyzické . V tomto prípade je plast rozdrvený na jemnú frakciu, ktorá sa následne používa ako plnivo v stavebníctve.
• Pretavovanie . Výsledkom tejto metódy je výroba surovín, ktoré sa následne používajú na získanie polyuretánových výrobkov.
• Vysoká tepelná glykolýza . Pri použití tejto metódy sa uhľohydráty rozložia.
• Chemický . Spracovanie je založené na depolymerizácii, po ktorej sa z elastoméru vytvoria látky s nízkou molekulovou hmotnosťou.
• Pálenie . Tento spôsob získavania energie je považovaný za najnebezpečnejší zo všetkých vyššie uvedených, pretože uvoľňuje škodlivé látky do atmosférického vzduchu.

Vďaka rozsiahlemu zavedeniu recyklácie je súčasný problém používania polyuretánu možné vyriešiť. Vlastnosti tohto materiálu sú rozmanité, prakticky nemajú žiadne hranice. Elastomer funguje perfektne nielen v domácom prostredí, ale aj v extrémnych podmienkach.

Napriek tomu, že ide o syntetickú látku, je bezpečná pre ľudí, preto sa používa v medicíne, stavebníctve, textilnom a obuvníckom priemysle. Napriek vysokým nákladom v porovnaní s inými materiálmi sa polyuretán vypláca svojou spoľahlivosťou a odolnosťou.