Poliuretan (34 Fotografij): Kaj Je Ta Material? Termoplastičen In Fleksibilen Poliuretan, Značilnosti In Gostota, Tališče In Druge Lastnosti, Proizvodnja

2024 Avtor: Beatrice Philips | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-18 12:24

Za poliuretan so prvič slišali leta 1937. Ta material je sintetiziral Otto Bayer iz diizocianata in poliestra v tekoči obliki. Snov je imela veliko prednosti pred plastiko, ki je bila takrat precej povpraševana.

Kaj je ta material?

Poliuretan je edinstvena vrsta materiala, ki ima skoraj neomejene možnosti in možnosti za uporabo. Polimer vsebuje 2 vrsti surovin, in sicer: poliole in izocianate . Proizvodnja slednjega temelji na rafiniranju nafte. Z mešanjem tekočih elementov dobimo reaktivne sestavke. Lastnosti poliuretana so neposredno odvisne od sestavin, iz katerih je izdelan, pa tudi od razmerja katalizatorjev, penil, stabilizatorjev in še veliko več.

Poliuretan je videti kot polimerno vlakno s porozno strukturo. Velja za vsestranski elastomer, vendar ima prednosti in slabosti.

Prednosti poliuretana vključujejo naslednje lastnosti:

• visoka mehanska trdnost;
• dielektrična konstanta;
• slaba obraba;
• dobra elastičnost;
• sposobnost ohranjanja oblike po večkratnih deformacijah;
• odpornost proti obrabi;
• dolga življenjska doba;
• odpornost na kisline, olja, topila;
• neobčutljivost na vpliv mikroorganizmov;
• velik delovni temperaturni razpon;
• odpornost na nizke temperature;
• sposobnost dela pod visokim pritiskom.

Ta material se ne stara, je primeren za različne vrste obdelave. Poleg tega so poliuretanski izdelki lahki, zato jih je enostavno transportirati in namestiti. Ta elastomer ima sposobnost pene, zato so iz njega izdelane vse vrste poroznih izdelkov.

Kljub številnim prednostim ima poliuretan nekaj pomanjkljivosti:

• nestabilne na torzijske obremenitve;
• elastičnost in trdnost materiala sta neposredno odvisni od temperaturnega režima okolja;
• zapletenost predelave v sekundarne surovine.

Ta vrsta elastomera se nanaša na materiale, ki so zlahka sprejemljivi za vse vrste obdelave. Zanjo se uporabljajo različne metode oblikovanja.

• Ekstrudiranje . Ta metoda proizvodnje poliuretana vključuje potiskanje materiala v staljeni obliki skozi oblikovalno luknjo ekstruderja.
• Casting . Pod vplivom tlaka se staljena masa vbrizga v poseben kalup, nato pa se ohladi.

Primerjava z gumo

Kljub temu, da sta guma in poliuretan precej podobna, sintetični elastomer po lastnostih kakovosti presega naravni material. Za razliko od gume imajo polimerna vlakna večjo trdnost in odpornost proti obrabi . Zaradi tega se guma v mnogih panogah uporablja manj kot poliuretan. Glavni dejavnik, ki vpliva na obstojnost materiala, je njegova abrazivna obraba, dovzetnost za vpliv agresivnega okolja. Pri primerjavi po tem merilu je mogoče sklepati, da je poliuretan 10 -krat bolj odporen proti obrabi.

Glede na oceno odpornosti na različna okolja velja tudi, da je polimer boljši od gume . Lahko prenaša učinke topil in strupenih kemikalij. Naravni kavčuk je med drugim natezna trdnost 1,5-3 krat manjša od elastomera. Sintetični material lahko hitro obnovi svojo obliko brez deformacij v primeru velike obremenitve. Guma pa je po ceni le še boljša od elastomera, kar je veliko nižje od sintetike.

Vendar pa je po mnenju strokovnjakov, da bi se v prihodnje izognili potrebi po dvakratnem plačilu, bolje kupiti visokokakovosten in drag material.

Značilnosti in lastnosti

Ker poliuretan temelji na poliolu in izocianatu, spada v skupino poliestrskih poliolov. Zaradi dejstva, da je ta vrsta elastomera, je značilna dobra razširljivost in sposobnost vrnitve v prvotne oblike. Različni dodatki lahko dajo poliolu edinstvene lastnosti, ki lahko spremenijo kazalnike elastičnosti, mehkobe, trdote, odpornosti.

Poliuretan se proizvaja v več državah:

• v viskozni tekočini;
• v mehki;
• v trdnem stanju.

Ne glede na obliko elastomer ne spreminja svojih tehničnih lastnosti pod vplivom mehanskih in kemičnih okoljskih dejavnikov. Ta material je odporen tudi na ultravijolično sevanje, glive in plesen.

Tehnične lastnosti poliuretana omogočajo uporabo v številnih gospodinjskih in industrijskih prostorih. Naštejmo glavne značilnosti poliestrskega poliola.

• Gostota . Kazalnik je odvisen od vrste materiala, običajno se giblje od 30 do 300 kg / m3.
• Trdota . Na lestvici Shore se lahko giblje od 50 do 98 enot. Ti kazalniki omogočajo uporabo elastomera pri velikih obremenitvah.
• Pomembno temperaturno območje . Material se lahko uporablja pri temperaturah od -60 do +80 stopinj Celzija. Z indikatorjem 120-140 stopinj ga lahko uporabljamo kratek čas. Poliuretani imajo visoko tališče - najmanj 160 stopinj Celzija. Če se ti materiali segrejejo na 220 stopinj, se bodo začeli razpadati.
• Koeficient toplotne prevodnosti - 0, 028 W / (m * K) .
• Ta poliol nima električne prevodnosti .
• Utež . Material tehta zelo malo.
• Odpornost na ozon . Poliuretan se za razliko od gume ne razgradi pod vplivom ozona.
• Odpornost na agresivna okolja .
• Vnetljivost . V skladu z GOST 12.1.044 je material razvrščen kot negorljiv, zato se uporablja v številnih panogah.
• Prijaznost do okolja . Poliuretan je razvrščen kot varen material, zato se pogosto uporablja v vsakdanjem življenju.

Je poliuretan škodljiv?

Zaradi svojih varčevalnih lastnosti je poliuretan uvrščen med varne materiale. Pri ocenjevanju njegove prijaznosti do okolja pa je treba upoštevati možnost škode za ta elastomer v tekočem in trdnem stanju. Kot je pokazala praksa, v suhi obliki ta poliol ne oddaja škodljivih snovi . Nevarne hlape so možne le, če z materialom ravnate nepravilno.

Če v tekoči frakciji upoštevate vse varnostne ukrepe, poliuretan ne bo predstavljal nevarnosti za ljudi in živali.

Kršitev proizvodne tehnologije pa lahko povzroči sproščanje naslednjih strupenih hlapov

• Izocianati … Te snovi so del barv in lakov, izdelkov iz pene. Njihova prisotnost lahko povzroči astmo, če ni posebne zaščite.
• Amin katalizatorji, ki povzročajo povečano občutljivost, razdražljivost, zamegljen vid . Pri neprekinjenem vdihavanju te snovi povzročajo razjede, draženje sluznice, opekline ust, žrela in požiralnika.
• Poliol . Svoj strupeni učinek lahko pokaže le v neposrednem stiku z živim organizmom, in sicer pri požiranju. Zastrupitev s poliolom se kaže v obliki bruhanja, zastrupitve in krčev.
• Ognjevarno . Ta snov se postopoma kopiči v telesu, nato pa povzroči zastrupitev.

Zaradi zgoraj navedenega lahko sklepamo, da je poliuretan lahko zdravju škodljiv le, če se nepravilno uporablja . To se pogosto zgodi pri uporabi nizko kakovostnih razpršil, pa tudi pri odsotnosti posebne zaščite med delovanjem.

Mnogi so zaskrbljeni zaradi nevarnosti poliuretana, ki je nameščen v stanovanjskih prostorih. Strah uporabnikov je zaman, saj ta kategorija blaga pred prodajo opravi številne varnostne teste. Težave lahko nastanejo le, če elastomer kupite pri proizvajalcu, ki nima certifikatov kakovosti.

Primerjava z drugimi materiali

Če poznamo lastnosti poliuretana, lahko rečemo, da ima veliko več prednosti kot guma. Kot smo že omenili, ga ta polimer presega po vzdržljivosti, razteznosti, trdnosti in številnih drugih lastnostih. Potrošniki pogosto težko izbirajo med poliuretanom in drugimi podobnimi izdelki, če ga primerjajo z njimi.

• Duropolimer . Ima videz mat plastičnega izdelka. Po drugi strani je poliuretan podoben penjenemu prahu in je premazan s temeljnim premazom. Slednji je lahek in je odličen za delo s stropom. Poleg tega je njegov izbor precej širok. Duropolimer spada med protivandalske polimere, zato kupcu ni treba dolgo razmišljati o njegovi obnovi.
• Vinil . Ta material, za razliko od poliuretana, ni namenjen zaščiti površine, pogosteje se uporablja v dekorativne namene.
• Silikon . Ti materiali so izdelani za uporabo pri različnih vrstah del. Po mnenju potrošnikov je za elastomer značilna boljša obstojnost in trdnost. Silikon pa odlikuje dejstvo, da je elastičen in bio-inerten.
• Ekspandirani polistiren . Razlika med materiali je predvsem v ceni, ki je višja za poliuretan. Ekspandirani polistiren ne prevaja toplote, je priročen in enostaven za uporabo. Poliuretan traja dlje kot prejšnji material, se ne pokvari pod vplivom negativnih okoljskih dejavnikov.
• Poliester . Z njim ima poliuretan veliko enakih lastnosti. Vendar je na nek način drugi material po kakovosti boljši od prvega. Poliuretan je bolj elastičen, močnejši in trpežnejši od poliestra.

Pregled vrst

Poliuretan je prozoren energetsko učinkovit univerzalni material, ki vsak dan postaja priljubljen po vsem svetu. Ta material ima svoje posebne oznake. Najbolj priljubljene blagovne znamke elastomera so SKU-PFL-100, NITs PU-5, za njih je značilna Shorova trdota 85-90 enot.

Prožna poliuretanska pena

Kot amortizer je običajno uporabiti fleksibilno poliuretansko peno . Poleg tega se uporablja za ustvarjanje posteljnine, podlog, embalaže in notranjosti avtomobilov.

Fleksibilno peno lahko ustvarite v kateri koli obliki. Za to vrsto poliuretana so značilne lahkotnost, moč in udobje.

Termoplastika

Termoplastični poliuretan je elastičen, prožen material, odporen proti obrabi in neugodnim vremenskim razmeram. Proizvaja se in barva na različne načine. Obdelava termoplastičnega elastomera se izvaja na strojih za stiskanje, stiskanje in udarce . Ta prilagodljiv izdelek se lahko prilagodi različnim aplikacijam, kot so gradbeništvo, avtomobilska industrija, obutev.

Aplikacije

Poliestrski poliol se danes pogosto uporablja. Podstavki, deli za stiskanje, valj, kolo, premaz valjev, tesnilni obroči, manšete, čepi so izdelani iz poliuretanskih listov . V tekoči obliki je našel svojo uporabo pri premazovanju betonskih konstrukcij, vagonov, loput in streh. Pogosto je elastomer del tesnilne mase, lepila, barv in lakov.

V težki industriji so iz tega materiala izdelani deli, ki absorbirajo udarce . V gradbeništvu se uporablja za ustvarjanje protidrsnega premaza, površin, odpornih proti vibracijam, fasad. Avtomobilska in pohištvena industrija sta nepogrešljiva brez elastomera. Povpraševanje po poliuretanu opazimo v tekstilni industriji. Primeren je za izdelavo prevlek, zadrg, zakovic, vložkov, podplatov. Medicina uporablja elastomer za proizvodnjo kondomov, protez in vsadkov.

Obravnavati

V današnjem času postaja vprašanje recikliranja poliuretana vse pomembnejše. Težava je povezana s povečanjem površine odlagališč, pa tudi s povečanjem stroškov njihovega odstranjevanja. V zadnjih letih opažamo razvoj najnovejših tehnologij za predelavo elastomerov in temu vprašanju namenjamo vedno več pozornosti.

Tu so glavne metode pridobivanja recikliranih materialov iz poliuretana

• Fizično . V tem primeru se plastika zdrobi na drobno frakcijo, ki se nato uporabi kot polnilo v gradbeništvu.
• Pretaljevanje . Rezultat te metode je proizvodnja surovin, ki se nato uporabijo za pridobivanje poliuretanskih izdelkov.
• Visoka toplotna glikoliza . S to metodo se ogljikovi hidrati razgradijo.
• Kemično . Predelava temelji na depolimerizaciji, po kateri iz elastomera nastanejo snovi z nizko molekulsko maso.
• Gorenje . Ta način pridobivanja energije velja za najnevarnejšega od vseh zgoraj naštetih, saj v atmosferski zrak sprošča škodljive snovi.

Zahvaljujoč obsežnemu uvajanju recikliranja je mogoče rešiti trenutni problem uporabe poliuretana. Lastnosti tega materiala so različne, praktično nimajo meja. Elastomer odlično deluje ne le v domačem okolju, ampak tudi v ekstremnih pogojih.

Kljub temu, da je to sintetična snov, je varna za ljudi, zato se uporablja v medicini, gradbeništvu, tekstilni in obutveni industriji. Kljub visokim stroškom v primerjavi z drugimi materiali se poliuretan izplača s svojo zanesljivostjo in vzdržljivostjo.