Poliuretan (34 Fotografije): Koji Je To Materijal? Termoplastični I Fleksibilni Poliuretan, Karakteristike I Gustoća, Talište I Druga Svojstva, Proizvodnja

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-18 12:05

Za poliuretan se prvi put čulo 1937. Ovaj materijal je sintetizirao Otto Bayer iz diizocijanata i poliestera u tekućem obliku. Tvar je imala mnogo prednosti u odnosu na plastiku, koja je u to vrijeme bila prilično tražena.

Šta je ovaj materijal?

Poliuretan je jedinstvena vrsta materijala koja ima gotovo neograničene mogućnosti i izglede za upotrebu. Polimer sadrži 2 vrste sirovina, i to: poliole i izocijanate . Proizvodnja potonjeg temelji se na preradi nafte. Mješanjem tekućih elemenata dobivaju se reaktivni sastavi. Svojstva poliuretana izravno ovise o sastojcima od kojih je napravljen, kao i omjeru katalizatora, sredstava za pjenjenje, stabilizatora i još mnogo toga.

Poliuretan izgleda kao polimerno vlakno sa poroznom strukturom. Smatra se svestranim elastomerom, ali ima i prednosti i nedostataka.

Prednosti poliuretana uključuju sljedeće karakteristike:

• visoka mehanička čvrstoća;
• dielektrična konstanta;
• loša abrazija;
• dobra elastičnost;
• sposobnost održavanja oblika nakon ponovljenih deformacija;
• otpornost na habanje;
• dug vijek trajanja;
• otpornost na kiseline, ulja, otapala;
• neosjetljivost na utjecaj mikroorganizama;
• veliki raspon radnih temperatura;
• otpornost na niske temperature;
• sposobnost rada pod visokim pritiskom.

Ovaj materijal ne stari, podložan je raznim vrstama strojne obrade. Osim toga, poliuretanski proizvodi su lagani i stoga se lako transportiraju i instaliraju. Ovaj elastomer ima sposobnost pjenjenja pa se od njega prave sve vrste poroznih proizvoda.

Unatoč mnogim prednostima, poliuretan ima neke nedostatke:

• nestabilna na torzijska opterećenja;
• elastičnost i čvrstoća materijala izravno ovise o temperaturnom režimu okoline;
• složenost prerade u sekundarne sirovine.

Ova vrsta elastomera odnosi se na materijale koji su lako podložni svim vrstama obrade. Na nju se primjenjuju različite metode oblikovanja.

• Ekstrudiranje . Ova metoda proizvodnje poliuretana uključuje istiskivanje materijala u rastopljenom obliku kroz otvor za oblikovanje ekstrudera.
• Casting . Pod utjecajem pritiska, rastaljena masa se ubrizgava u poseban kalup, nakon čega se hladi.

Poređenje sa gumom

Unatoč činjenici da su guma i poliuretan prilično slični, sintetički elastomer svojim karakteristikama kvalitete nadmašuje prirodni materijal. Za razliku od gume, polimerna vlakna imaju veću čvrstoću i otpornost na habanje . Iz tog razloga, guma se u mnogim industrijama koristi manje od poliuretana. Glavni faktor koji utječe na trajnost materijala je njegovo abrazivno trošenje, podložnost utjecaju agresivnog okruženja. Uspoređujući prema ovom kriteriju, može se zaključiti da je poliuretan 10 puta otporniji na abraziju.

Prema procjeni otpornosti na različita okruženja, polimer se također smatra boljim od gume . Može tolerirati učinke otapala i otrovnih kemikalija. Između ostalog, prirodna guma ima vlačnu čvrstoću 1,5-3 puta manju od elastomera. Sintetički materijal može brzo povratiti svoj oblik bez deformacija u slučaju velikog opterećenja. Guma je pak superiornija od elastomera samo po cijeni, koja je mnogo niža od sintetike.

Međutim, prema stručnjacima, kako bi se izbjegla potreba da se ubuduće plaća dva puta, bolje je kupiti kvalitetan i skup materijal.

Karakteristike i svojstva

Budući da je poliuretan na bazi poliola i izocijanata, spada u grupu poliesterskih poliola. Zbog činjenice da je ovaj tip elastomer, odlikuje se dobrom rastezljivošću i sposobnošću vraćanja u izvorne oblike. Razni aditivi mogu dati poliolu jedinstvena svojstva, koja mogu promijeniti pokazatelje elastičnosti, mekoće, tvrdoće, otpornosti.

Poliuretan se proizvodi u nekoliko država:

• u viskoznoj tečnosti;
• in soft;
• u čvrstom stanju.

Bez obzira na oblik, elastomer ne mijenja svoje tehničke karakteristike pod utjecajem mehaničkih i kemijskih čimbenika okoliša. Ovaj materijal je također otporan na UV zračenje, gljivice i plijesan.

Tehničke karakteristike poliuretana omogućuju njegovu upotrebu u mnogim domaćinstvima i industrijskim područjima. Navedimo glavne karakteristike poliesterskog poliola.

• Gustoća . Pokazatelj ovisi o vrsti materijala, obično se kreće od 30 do 300 kg / m3.
• Tvrdoća . Na Shore skali može se kretati od 50 do 98 jedinica. Ovi pokazatelji omogućuju upotrebu elastomera pri velikim opterećenjima.
• Značajan temperaturni raspon . Materijal se može koristiti na temperaturama od -60 do +80 stepeni Celzijusa. Sa indikatorom od 120-140 stepeni, može se koristiti kratko vrijeme. Poliuretani imaju visoku tačku topljenja - najmanje 160 stepeni Celzijusa. Ako se ti materijali zagriju na 220 stepeni, tada će se početi raspadati.
• Koeficijent toplinske vodljivosti - 0, 028 W / (m * K) .
• Ovaj poliol nema električnu provodljivost .
• Weight . Materijal teži vrlo malo.
• Otpornost na ozon . Poliuretan se ne razgrađuje pod utjecajem ozona, za razliku od gume.
• Otpornost na agresivna okruženja .
• Zapaljivost . Prema GOST 12.1.044, materijal je klasificiran kao nezapaljiv, pa se koristi u mnogim industrijama.
• Ekološki prihvatljivost . Poliuretan je klasificiran kao siguran materijal, pa se često koristi u svakodnevnom životu.

Je li poliuretan štetan?

Zbog svojih karakteristika uštede energije, poliuretan je klasifikovan kao siguran materijal. Međutim, pri procjeni njegove ekološke prihvatljivosti vrijedi uzeti u obzir mogućnost oštećenja ovog elastomera u tekućem i čvrstom stanju. Kao što je praksa pokazala, u suhom obliku ovaj poliol ne ispušta štetne tvari . Opasne pare moguće su samo ako se materijalom nepravilno rukuje.

Ako se u tekućoj frakciji poštuju sve sigurnosne mjere, poliuretan neće predstavljati nikakvu opasnost za ljude i životinje.

Međutim, kršenje tehnologije proizvodnje može rezultirati oslobađanjem sljedećih otrovnih para

• Izocijanati … Ove tvari su dio boja i lakova, proizvoda od pjene. Njihovo prisustvo može uzrokovati astmu u nedostatku posebne zaštite.
• Amin katalizatori, koji uzrokuju povećanu osjetljivost, razdražljivost, zamagljen vid . Prilikom kontinuiranog udisanja, ove tvari uzrokuju čireve, iritaciju sluznice, opekotine usta, grla i jednjaka.
• Polyol . Svoj toksični učinak može pokazati samo u izravnom kontaktu sa živim organizmom, naime pri gutanju. Trovanje poliolom očituje se u obliku povraćanja, intoksikacije i grčeva.
• Retardant . Ova tvar se postupno nakuplja u tijelu, nakon čega uzrokuje trovanje.

Kao rezultat gore navedenog, možemo zaključiti da poliuretan može biti štetan po zdravlje samo ako se nepravilno koristi . To se često događa pri korištenju nekvalitetnih vrsta spreja, kao i u nedostatku posebne zaštite tijekom rada.

Mnogi su zabrinuti zbog opasnosti od poliuretana koji se ugrađuje u stambene prostore. Strahovi korisnika su uzaludni, jer ova kategorija robe prolazi puno sigurnosnih testova prije nego što krene u prodaju. Problemi mogu nastati samo ako se elastomer kupi od proizvođača koji nema certifikate kvalitete.

Poređenje sa drugim materijalima

Poznavajući karakteristike poliuretana, možemo reći da on ima mnogo više prednosti od gume. Kao što je već spomenuto, ovaj polimer ga nadmašuje u izdržljivosti, rastezljivosti, čvrstoći i mnogim drugim karakteristikama. Potrošačima je često teško birati između poliuretana i drugih sličnih proizvoda, uspoređujući ih s njima.

• Duropolimer . Ima izgled proizvoda od mat plastike. Zauzvrat, poliuretan je poput pjenastog praha i premazan je prajmerom. Potonji je lagan i odličan je za rad sa stropom. Osim toga, njegov asortiman je prilično širok. Duropolimer pripada anti-vandal polimerima, pa kupac ne mora dugo razmišljati o njegovoj obnovi.
• Vinil . Ovaj materijal, za razliku od poliuretana, nije namijenjen zaštiti površine, češće se koristi u dekorativne svrhe.
• Silikon . Ovi materijali su proizvedeni za upotrebu u različitim vrstama radova. Prema mišljenju potrošača, elastomer se odlikuje boljom izdržljivošću i čvrstoćom. S druge strane, silikon se odlikuje činjenicom da je elastičan i bio-inertan.
• Ekspandirani polistiren . Razlika između materijala prvenstveno leži u cijeni koja je veća za poliuretan. Ekspandirani polistiren ne provodi dobro toplinu, zgodan je i jednostavan za upotrebu. Poliuretan traje dulje od prethodnog materijala, ne troši se pod utjecajem negativnih čimbenika okoliša.
• Poliester . Uz to, poliuretan ima mnoga ista svojstva. Međutim, na neki način drugi materijal je bolji od prvog po kvaliteti. Poliuretan je elastičniji, jači i izdržljiviji od poliestera.

Pregled vrsta

Poliuretan je transparentan energetski učinkovit univerzalni materijal koji svakodnevno dobiva popularnost u cijelom svijetu. Ovaj materijal ima svoje posebne oznake. Najpopularnije marke elastomera uključuju SKU-PFL-100, NITs PU-5, odlikuje ih Shoreova tvrdoća od 85-90 jedinica.

Fleksibilna poliuretanska pjena

Uobičajeno je koristiti fleksibilnu gumu od poliuretanske pjene kao amortizera . Osim toga, koristi se za kreiranje posteljine, obloga, ambalaže i automobilskih interijera.

Fleksibilna pjena može se stvoriti u bilo kojem obliku. Ovu vrstu poliuretana odlikuje lakoća, čvrstoća i udobnost.

Termoplastika

Termoplastični poliuretan elastičan je, fleksibilan materijal otporan na abraziju i nepovoljne vremenske uvjete. Proizvodi se i boji različitim metodama. Prerada termoplastičnog elastomera vrši se na ekstruzijskim, kompresijskim, udarnim strojevima . Ovaj fleksibilni proizvod može se prilagoditi različitim aplikacijama kao što su građevinarstvo, automobilska industrija, obuća.

Aplikacije

Poliester poliol se danas široko koristi. Predmeti za oblaganje, dijelovi za prešanje, valjak, kotač, premaz valjaka, brtveni prstenovi, manžetne, čepovi proizvode se od poliuretanskih limova . U tekućem obliku pronašao je svoju primjenu u premazivanju betonskih konstrukcija, vagona, otvora i krovova. Često je elastomer dio brtvila, ljepila, boja i lakova.

U teškoj industriji od ovog materijala izrađuju se dijelovi koji apsorbiraju udarce . U građevinarstvu se koristi za stvaranje protukliznog premaza, površina otpornih na vibracije, fasada. Automobilska industrija i industrija namještaja su neophodne bez elastomera. Potražnja za poliuretanom primjećuje se u tekstilnoj industriji. Pogodan je za izradu navlaka, zatvarača, zakovica, uložaka, potplata. Medicina koristi elastomer za proizvodnju kondoma, proteza i implantata.

Obrada

U današnje vrijeme pitanje recikliranja poliuretana postaje sve važnije. Problem je povezan s povećanjem površine deponija, kao i sa povećanjem troškova njihovog uklanjanja. Posljednjih godina primjećen je razvoj najnovijih tehnologija za preradu elastomera i ovom pitanju se posvećuje sve veća pažnja.

Evo glavnih metoda za dobivanje recikliranih materijala od poliuretana

• Fizički . U tom se slučaju plastika drobi u finu frakciju, koja se kasnije koristi kao punilo u građevinarstvu.
• Pretapanje . Rezultat ove metode je proizvodnja sirovina koje se naknadno koriste za dobivanje poliuretanskih proizvoda.
• Glikoliza visoke temperature . Ovom metodom razgrađuju se ugljikohidrati.
• Hemijski . Prerada se temelji na depolimerizaciji, nakon čega se od elastomera stvaraju tvari niske molekulske mase.
• Burning . Ova metoda dobivanja energije smatra se najopasnijom od svih navedenih, jer ispušta štetne tvari u atmosferski zrak.

Zahvaljujući opsežnom uvođenju recikliranja, trenutni problem upotrebe poliuretana može se riješiti. Svojstva ovog materijala su različita, praktički nemaju granica. Elastomer savršeno funkcionira ne samo u kućnom okruženju, već i u ekstremnim uvjetima.

Unatoč činjenici da je ovo sintetička tvar, sigurna je za ljude, pa se koristi u medicini, građevinarstvu, tekstilnoj i obućarskoj industriji. Unatoč visokim troškovima u usporedbi s drugim materijalima, poliuretan se isplati svojom pouzdanošću i izdržljivošću.