Kas yra poliuretanas ir kur jis naudojamas?

Pirmą kartą apie poliuretaną išgirdo 1937 m. Šią medžiagą Otto Bayeris susintetino iš diizocianato ir poliesterio skystu pavidalu. Medžiaga turėjo daug pranašumų prieš plastiką, kuris tuo metu buvo gana paklausus.

Poliuretanas yra unikali medžiaga, turinti beveik neribotas naudojimo galimybes ir perspektyvas. Polimerą sudaro 2 rūšių žaliavos, būtent: polioliai ir izocianatai. Pastarųjų gamyba paremta naftos perdirbimu. Maišant skystus elementus gaunamos reaktyvios kompozicijos. Poliuretano savybės tiesiogiai priklauso nuo ingredientų, iš kurių jis pagamintas, taip pat nuo katalizatorių, pūtimo medžiagų, stabilizatorių ir daug daugiau santykio.

Poliuretano pranašumai apima šias savybes:

• didelis mechaninis stiprumas;
• dielektrinė konstanta;
• prastas dilimas;
• geras elastingumas;
• gebėjimas išlaikyti formą po pakartotinių deformacijų;
• atsparumas dilimui;
• ilgas tarnavimo laikas;
• atsparumas rūgštims, aliejams, tirpikliams;
• nejautrumas mikroorganizmų poveikiui;
• didelis darbinės temperatūros diapazonas;
• atsparumas žemai temperatūrai;
• gebėjimas dirbti esant aukštam slėgiui.

Ši medžiaga nesensta, ją galima apdirbti įvairiais būdais. Be to, poliuretano gaminiai yra lengvi, todėl juos lengva transportuoti ir montuoti. Šis elastomeras turi galimybę putoti, todėl iš jo gaminami visokie porėti gaminiai.

Nepaisant daugybės privalumų, poliuretanas turi keletą trūkumų:

• nestabilus sukimo apkrovoms;
• medžiagos elastingumas ir stiprumas tiesiogiai priklauso nuo aplinkos temperatūros režimo;
• perdirbimo į antrines žaliavas sudėtingumas.

Šis elastomero tipas reiškia medžiagas, kurios lengvai pritaikomos bet kokiam apdorojimui. Jai taikomi įvairūs formavimo būdai.

• Išspaudimas. Šis poliuretano gavimo būdas apima išlydytos medžiagos spaudimą per ekstruderio formavimo angą.
• Liejimas. Esant slėgiui, išlydyta masė įpurškiama į specialią formą, po kurios ji atšaldoma.

Nepaisant to, kad guma ir poliuretanas yra gana panašūs, sintetinis elastomeras savo kokybe pranoksta natūralią medžiagą. Skirtingai nuo gumos, polimeriniai pluoštai turi didesnį stiprumą ir atsparumą dilimui. Dėl šios priežasties daugelyje pramonės šakų guma naudojama mažiau nei poliuretanas. Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos medžiagos patvarumui, yra jos abrazyvinis nusidėvėjimas, jautrumas agresyvios aplinkos poveikiui. Lyginant pagal šį kriterijų, galima daryti išvadą, kad poliuretanas yra 10 kartų atsparesnis trinčiai.

Įvertinus atsparumą įvairioms aplinkoms, polimeras taip pat laikomas geresniu už gumą. Jis gali toleruoti tirpiklių ir toksiškų cheminių medžiagų poveikį.Be kita ko, natūralios gumos atsparumas tempimui yra 1,5-3 kartus mažesnis nei elastomero. Sintetinė medžiaga gali greitai susigrąžinti formą be deformacijos esant didelei apkrovai. Guma, savo ruožtu, yra pranašesnė už elastomerą tik kaina, kuri yra daug mažesnė nei sintetikos.

Kadangi poliuretanas yra pagamintas iš poliolio ir izocianato, jis priklauso poliesterio poliolių grupei. Dėl to, kad šis tipas yra elastomeras, jis pasižymi geru tempimu ir galimybe grįžti į pradines formas. Įvairūs priedai gali suteikti polioliui unikalių savybių, kurios gali pakeisti elastingumo, minkštumo, kietumo, atsparumo rodiklius.

Poliuretanas gaminamas keliose valstybėse:

• klampiame skystyje;
• minkštame;
• kietoje.

Nepriklausomai nuo formos, elastomeras nekeičia savo techninių charakteristikų, veikiamas mechaninių ir cheminių aplinkos veiksnių. Ši medžiaga taip pat atspari UV spinduliams, grybeliams ir pelėsiams.

Techninės poliuretano savybės leidžia jį naudoti daugelyje namų ūkio ir pramonės sričių. Išvardinkime pagrindines poliesterio poliolio charakteristikas.

• Tankis. Rodiklis priklauso nuo medžiagos tipo, paprastai jis svyruoja nuo 30 iki 300 kg / m3.
• Kietumas. Pagal Shore skalę jis gali svyruoti nuo 50 iki 98 vienetų. Šie indikatoriai leidžia elastomerą naudoti esant didelėms apkrovoms.
• Reikšmingas temperatūros diapazonas. Medžiaga gali būti eksploatuojama nuo -60 iki +80 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Kai indikatorius yra 120-140 laipsnių, jis gali būti naudojamas trumpą laiką. Poliuretanai turi aukštą lydymosi temperatūrą – ne žemesnę kaip 160 laipsnių Celsijaus. Jei šios medžiagos įkaitinamos iki 220 laipsnių, jos pradės irti.
• Šilumos laidumo koeficientas - 0, 028 W / (m * K).
• Šis poliolis neturi elektros laidumo.
• Svoris. Medžiaga sveria labai mažai.
• Atsparumas ozonui. Poliuretanas, skirtingai nei guma, nesuyra veikiamas ozono.
• Atsparumas agresyviai aplinkai.
• Degumas. Pagal GOST 12.1.044 medžiaga klasifikuojama kaip nedegi, todėl naudojama daugelyje pramonės šakų.
• Ekologiškumas. Poliuretanas priskiriamas prie saugių medžiagų, todėl dažnai naudojamas kasdieniame gyvenime.

Dėl savo energiją taupančių savybių poliuretanas priskiriamas saugiai medžiagai. Tačiau vertinant jo ekologiškumą, verta atsižvelgti į galimybę pakenkti šiam elastomerui skystoje ir kietoje būsenoje. Kaip parodė praktika, sausoje formoje šis poliolis neišskiria kenksmingų medžiagų. Pavojingi garai galimi tik netinkamai naudojant medžiagą.

Tačiau pažeidžiant gamybos technologiją gali išsiskirti toliau nurodyti toksiški dūmai.

• Izocianatai... Šios medžiagos yra dažų ir lako, putplasčio gaminių dalis. Jų buvimas gali sukelti astmą, jei nėra specialios apsaugos.
• Aminų katalizatoriai, sukeliantys padidėjusį jautrumą, dirglumą, neryškų matymą. Nuolat įkvepiamos šios medžiagos sukelia opas, dirgina gleivines, nudegina burną, gerklę ir stemplę.
• Poliolis. Toksinį poveikį jis gali pasireikšti tik tiesiogiai kontaktuodamas su gyvu organizmu, būtent prarydamas. Apsinuodijimas polioliu pasireiškia vėmimu, intoksikacija ir spazmais.
• Atsparus ugniai. Ši medžiaga palaipsniui kaupiasi organizme, o po to sukelia apsinuodijimą.

Dėl to, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, kad poliuretanas gali pakenkti sveikatai tik netinkamai naudojamas. Tai dažnai atsitinka naudojant žemos kokybės purškimo tipus, taip pat kai eksploatacijos metu nėra specialios apsaugos.

Daugelis nerimauja dėl poliuretano, kuris montuojamas gyvenamosiose patalpose, keliamo pavojaus. Naudotojų nuogąstavimai yra veltui, nes prieš parduodant šios kategorijos prekes atliekama daug saugos testų. Problemų gali kilti tik jei elastomeras perkamas iš gamintojo, kuris neturi kokybės sertifikatų.

Žinodami apie poliuretano savybes, galime pasakyti, kad jis turi daug daugiau privalumų nei guma. Kaip jau buvo minėta, šis polimeras jį lenkia ilgaamžiškumu, ištempimu, stiprumu ir daugeliu kitų savybių. Vartotojams dažnai būna sunku pasirinkti tarp poliuretano ir kitų panašių gaminių, lyginant jį su jais.

• Duropolimeras. Turi matinio plastiko gaminio išvaizdą. Savo ruožtu poliuretanas yra kaip putplasčio milteliai ir yra padengtas gruntu. Pastarasis yra lengvas ir puikiai tinka darbui su lubomis. Be to, jo asortimentas gana platus. Duropolimeras priklauso antivandaliniams polimerams, todėl pirkėjui nereikia ilgai galvoti apie jo restauravimą.
• Vinilas. Ši medžiaga, skirtingai nei poliuretanas, nėra skirta apsaugoti paviršių, ji dažniau naudojama dekoratyviniais tikslais.
• Silikonas. Šios medžiagos gaminamos įvairiems darbams atlikti. Pasak vartotojų, elastomeras pasižymi geresniu patvarumu ir tvirtumu. Savo ruožtu silikonas išsiskiria tuo, kad yra elastingas ir bioinertiškas.
• Putų polistirenas. Skirtumas tarp medžiagų pirmiausia slypi sąnaudoje, kuri yra didesnė už poliuretaną. Putų polistirenas blogai praleidžia šilumą, jį patogu ir paprasta naudoti. Poliuretanas tarnauja ilgiau nei ankstesnė medžiaga, nepablogėja veikiant neigiamiems aplinkos veiksniams.
• Poliesteris. Su juo poliuretanas turi daug tų pačių savybių. Tačiau tam tikra prasme antroji medžiaga yra pranašesnė už pirmąją savo kokybe. Poliuretanas yra elastingesnis, tvirtesnis ir patvaresnis nei poliesteris.

Poliuretanas – skaidri, energiją taupanti universali medžiaga, kasdien populiarėjanti visame pasaulyje. Ši medžiaga turi savo specialų ženklinimą. Populiariausi elastomero prekės ženklai yra SKU-PFL-100, NITs PU-5, jiems būdingas 85-90 vienetų Shore kietumas.

Kaip amortizatorių įprasta naudoti lanksčią poliuretano putų gumą. Be to, jis naudojamas patalynės, pamušalo, pakuočių ir automobilių interjerui kurti.

Termoplastinis poliuretanas yra elastinga, lanksti medžiaga, atspari trinčiai ir nepalankioms oro sąlygoms. Jis gaminamas ir dažomas įvairiais būdais. Termoplastinio elastomero apdirbimas atliekamas ekstruzijos, suspaudimo, smūgiavimo mašinose. Šis lankstus gaminys gali būti pritaikytas įvairioms reikmėms, pavyzdžiui, statyboms, automobiliams, avalynei.

Poliesterio poliolis šiais laikais plačiai naudojamas. Iš poliuretano lakštų gaminami pamušalai, presavimo detalės, volelis, ratas, ritininė danga, sandarinimo žiedai, rankogaliai, kamščiai. Skystoje formoje jis buvo pritaikytas betoninių konstrukcijų, vagonų, liukų ir stogų dangai. Dažnai elastomeras yra sandariklio, klijų, dažų ir lako gaminių dalis.

Sunkiojoje pramonėje iš šios medžiagos gaminamos smūgius sugeriančios dalys. Statyboje jis naudojamas kuriant neslystančią dangą, atsparius vibracijai paviršiams, fasadams. Automobilių ir baldų pramonė yra būtina be elastomero. Poliuretano paklausa pastebima tekstilės pramonėje. Tinka gaminti užvalkalus, užtrauktukus, kniedes, vidpadžius, padukus. Medicina elastomerą naudoja prezervatyvų, protezų ir implantų gamybai.

Šiais laikais poliuretano perdirbimo klausimas tampa vis aktualesnis. Problema susijusi su sąvartynų ploto padidėjimu, taip pat su jų pašalinimo išlaidomis. Pastaraisiais metais stebima naujausių elastomerų apdirbimo technologijų raida ir šiam klausimui skiriama vis daugiau dėmesio.

Čia yra pagrindiniai būdai, kaip gauti perdirbtas medžiagas iš poliuretano.

• Fizinis. Šiuo atveju plastikas susmulkinamas iki smulkios frakcijos, kuri vėliau naudojama kaip užpildas statyboje.
• Perlydymas. Šio metodo rezultatas yra žaliavų gamyba, kurios vėliau naudojamos poliuretano gaminiams gauti.
• Aukštos temperatūros glikolizė. Naudojant šį metodą, suskaidomi angliavandeniai.
• Cheminis. Apdorojimas pagrįstas depolimerizacija, po kurios iš elastomero susidaro mažos molekulinės masės medžiagos.
• Degimas. Šis energijos gavimo būdas laikomas pavojingiausiu iš visų aukščiau išvardytų, nes į atmosferos orą išskiria kenksmingas medžiagas.

Dėl plačiai įdiegto perdirbimo dabartinė poliuretano naudojimo problema gali būti išspręsta. Šios medžiagos savybės yra įvairios, jos praktiškai neturi ribų. Elasomeras puikiai funkcionuoja ne tik buitinėje aplinkoje, bet ir ekstremaliomis sąlygomis.

Nepaisant to, kad tai sintetinė medžiaga, ji yra saugi žmonėms, todėl naudojama medicinos, statybos, tekstilės ir avalynės pramonėje. Nepaisant didelių sąnaudų, palyginti su kitomis medžiagomis, poliuretanas atsiperka savo patikimumu ir ilgaamžiškumu.

Kitame vaizdo įraše rasite daugiau informacijos apie poliuretano naudojimą.