Polyuretan (34 Fotografií): Co Je To Za Materiál? Termoplastický A Pružný Polyuretan, Charakteristika A Hustota, Teplota Tání A Další Vlastnosti, Výroba

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-18 12:06

O polyuretanu bylo poprvé slyšet v roce 1937. Tento materiál syntetizoval Otto Bayer z diisokyanátu a polyesteru v kapalné formě. Látka měla spoustu výhod oproti plastu, který byl v té době docela žádaný.

Co je to za materiál?

Polyuretan je jedinečný druh materiálu, který má téměř neomezené možnosti a vyhlídky na použití. Polymer obsahuje 2 druhy surovin, a to: polyoly a izokyanáty . Výroba posledně jmenovaných je založena na rafinaci ropy. Smícháním kapalných prvků se získají reaktivní kompozice. Vlastnosti polyuretanu přímo závisí na přísadách, ze kterých je vyroben, stejně jako na poměru katalyzátorů, nadouvadel, stabilizátorů a mnoha dalších.

Polyuretan vypadá jako polymerní vlákno s porézní strukturou. Je považován za univerzální elastomer, ale má své výhody i nevýhody.

Výhody polyuretanu zahrnují následující vlastnosti:

• vysoká mechanická pevnost;
• dielektrická konstanta;
• špatný oděr;
• dobrá elasticita;
• schopnost udržovat tvar po opakovaných deformacích;
• odolnost proti opotřebení;
• dlouhá životnost;
• odolnost vůči kyselinám, olejům, rozpouštědlům;
• necitlivost na vliv mikroorganismů;
• velký rozsah provozních teplot;
• odolnost vůči nízkým teplotám;
• schopnost pracovat pod vysokým tlakem.

Tento materiál nestárne, je vhodný pro různé druhy obrábění. Polyuretanové výrobky jsou navíc lehké, a proto se snadno přepravují a instalují. Tento elastomer má schopnost pění, takže jsou z něj vyrobeny všechny druhy porézních produktů.

Navzdory mnoha výhodám má polyuretan některé nevýhody:

• nestabilní na torzní zatížení;
• pružnost a pevnost materiálu přímo závisí na teplotním režimu prostředí;
• složitost zpracování na druhotné suroviny.

Tento typ elastomeru se týká materiálů, které jsou snadno přístupné všem druhům zpracování. Jsou na něj aplikovány různé způsoby tvarování.

• Extruze . Tento způsob výroby polyurethanu zahrnuje protlačování materiálu v roztavené formě skrz tvarovací otvor extruderu.
• Casting . Pod vlivem tlaku se roztavená hmota vstřikuje do speciální formy, načež se ochladí.

Srovnání s gumou

Navzdory skutečnosti, že kaučuk a polyuretan jsou si velmi podobné, syntetický elastomer svými vlastnostmi převyšuje přírodní materiál. Na rozdíl od kaučuku mají polymerová vlákna vyšší pevnost a odolnost proti opotřebení . Z tohoto důvodu se v mnoha průmyslových odvětvích guma používá méně než polyuretan. Hlavním faktorem ovlivňujícím trvanlivost materiálu je jeho abrazivní opotřebení, náchylnost k vlivu agresivního prostředí. Při porovnávání podle tohoto kritéria lze usoudit, že polyuretan je 10krát odolnější proti oděru.

Podle hodnocení odolnosti vůči různým prostředím je polymer považován za lepší než guma . Může tolerovat účinky rozpouštědel a toxických chemikálií. Přírodní kaučuk má mimo jiné pevnost v tahu 1,5–3krát nižší než pevnost elastomeru. Syntetický materiál je schopen rychle obnovit svůj tvar bez deformace v případě vysokého zatížení. Guma je zase lepší než elastomer pouze v ceně, která je mnohem nižší než u syntetických materiálů.

Podle odborníků je však lepší koupit kvalitní a drahý materiál, aby se v budoucnu zabránilo nutnosti platit dvakrát.

Charakteristika a vlastnosti

Protože polyuretan je na bázi polyolu a isokyanátu, patří do skupiny polyesterpolyolů. Vzhledem k tomu, že tento typ je elastomer, vyznačuje se dobrou roztažností a schopností vrátit se do původních forem. Různé přísady mohou poskytnout polyolu jedinečné vlastnosti, které mohou změnit ukazatele pružnosti, měkkosti, tvrdosti a odolnosti.

Polyuretan se vyrábí v několika státech:

• ve viskózní kapalině;
• v měkkém;
• v pevné.

Bez ohledu na tvar elastomer nemění své technické vlastnosti pod vlivem mechanických a chemických faktorů prostředí. Tento materiál je také odolný vůči UV záření, plísním a plísním.

Technické vlastnosti polyuretanu umožňují jeho použití v mnoha domácích a průmyslových oblastech. Uveďme si hlavní charakteristiky polyesterového polyolu.

• Hustota . Indikátor závisí na druhu materiálu, obvykle se pohybuje od 30 do 300 kg / m3.
• Tvrdost . Na stupnici Shore se může pohybovat od 50 do 98 jednotek. Tyto indikátory umožňují použití elastomeru při vysokém zatížení.
• Významný teplotní rozsah . Materiál lze provozovat při teplotách od -60 do +80 stupňů Celsia. S indikátorem 120-140 stupňů jej lze použít krátkodobě. Polyuretany mají vysokou teplotu tání - nejméně 160 stupňů Celsia. Pokud se tyto materiály zahřejí na 220 stupňů, začnou se rozkládat.
• Součinitel tepelné vodivosti - 0, 028 W / (m * K) .
• Tento polyol nemá žádnou elektrickou vodivost .
• Hmotnost . Materiál váží velmi málo.
• Odolnost vůči ozónu . Polyuretan se na rozdíl od kaučuku vlivem ozónu nedegraduje.
• Odolnost vůči agresivnímu prostředí .
• Hořlavost Podle GOST 12.1.044 je materiál klasifikován jako nehořlavý, proto se používá v mnoha průmyslových odvětvích.
• Šetrnost k životnímu prostředí . Polyuretan je klasifikován jako bezpečný materiál, proto se často používá v každodenním životě.

Je polyuretan škodlivý?

Díky svým energeticky úsporným vlastnostem je polyuretan klasifikován jako bezpečný materiál. Při hodnocení jeho šetrnosti k životnímu prostředí však stojí za to vzít v úvahu možnost poškození tohoto elastomeru v kapalném a pevném stavu. Jak ukázala praxe, v suché formě tento polyol nevyzařuje škodlivé látky . Nebezpečné páry jsou možné pouze při nesprávném zacházení s materiálem.

Pokud jsou v kapalné frakci dodržována všechna bezpečnostní opatření, nebude polyuretan představovat žádné nebezpečí pro lidi a zvířata.

Porušení výrobní technologie však může mít za následek uvolnění následujících toxických výparů

• Izokyanáty … Tyto látky jsou součástí barev a laků, pěnových výrobků. Jejich přítomnost může při absenci zvláštní ochrany způsobit astma.
• Aminové katalyzátory, které způsobují zvýšenou citlivost, podrážděnost, rozmazané vidění . Při nepřetržitém vdechování tyto látky způsobují vředy, podráždění sliznic, popáleniny úst, krku a jícnu.
• Polyol . Svůj toxický účinek je schopen projevit pouze v přímém kontaktu s živým organismem, a to při polykání. Otrava polyolem se projevuje zvracením, intoxikací a křečemi.
• Zpomalovač ohně . Tato látka se postupně hromadí v těle, poté způsobí otravu.

V důsledku výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že polyuretan může být zdraví škodlivý, pouze pokud je používán nesprávně . To se často stává při použití nekvalitních typů sprejů, jakož i při absenci speciální ochrany během provozu.

Mnozí se obávají nebezpečí polyuretanu, který je namontován v obytných prostorách. Obavy uživatelů jsou marné, protože tato kategorie zboží prochází před prodejem mnoha bezpečnostními testy. Problémy mohou nastat pouze v případě, že je elastomer zakoupen od výrobce, který nemá certifikáty kvality.

Srovnání s jinými materiály

Když víme o vlastnostech polyuretanu, můžeme říci, že má mnohem více výhod než guma. Jak již bylo zmíněno, tento polymer jej překonává trvanlivostí, roztažností, pevností a mnoha dalšími vlastnostmi. Pro spotřebitele je často obtížné vybrat si mezi polyuretanem a jinými podobnými výrobky, když je srovnává s nimi.

• Duropolymer . Má vzhled matného plastového výrobku. Na druhé straně je polyuretan jako napěněný prášek a je potažen základním nátěrem. Ten je lehký a je skvělý pro práci se stropem. Jeho sortiment je navíc poměrně široký. Duropolymer patří k antivandalským polymerům, takže kupující nemusí o jeho obnově dlouho přemýšlet.
• Vinyl . Tento materiál, na rozdíl od polyuretanu, není určen k ochraně povrchu, je častěji používán pro dekorativní účely.
• Silikon . Tyto materiály jsou vyráběny pro použití v různých typech prací. Podle spotřebitelů se elastomer vyznačuje lepší trvanlivostí a pevností. Silikon se zase vyznačuje tím, že je elastický a biologicky inertní.
• Expandovaný polystyren . Rozdíl mezi materiály spočívá především v ceně, která je u polyuretanu vyšší. Expandovaný polystyren nevede dobře teplo, je pohodlný a snadno se používá. Polyuretan vydrží déle než předchozí materiál, nezhoršuje se pod vlivem negativních faktorů prostředí.
• Polyester . Díky tomu má polyuretan mnoho stejných vlastností. V jistém smyslu je však druhý materiál co do kvality prvotní. Polyuretan je pružnější, pevnější a odolnější než polyester.

Přehled druhů

Polyuretan je transparentní energeticky účinný univerzální materiál, který získává na popularitě po celém světě každý den. Tento materiál má své vlastní speciální označení. Mezi nejoblíbenější značky elastomerů patří SKU-PFL-100, NITs PU-5, vyznačují se tvrdostí Shore 85-90 jednotek.

Flexibilní polyuretanová pěna

Je obvyklé používat pružný polyuretanový pěnový kaučuk jako tlumič nárazů . Kromě toho se používá k vytváření postelí, podšívek, obalů a automobilových interiérů.

Flexibilní pěnu lze vytvořit v jakékoli formě. Tento typ polyuretanu se vyznačuje lehkostí, pevností a pohodlím.

Termoplast

Termoplastický polyuretan je pružný, pružný materiál odolný proti oděru a nepříznivým povětrnostním podmínkám. Vyrábí se a barví různými způsoby. Termoplastické zpracování elastomerů se provádí na vytlačovacích, kompresních a nárazových strojích . Tento flexibilní produkt se dokáže přizpůsobit různým aplikacím, jako je stavebnictví, automobilový průmysl, obuv.

Aplikace

Polyester polyol je v dnešní době široce používán. Z polyuretanových plechů jsou vyráběny obložení, lisované díly, válečky, kotouče, potahy válečků, těsnicí kroužky, manžety, zátky . V kapalné formě našel své uplatnění při nátěrech betonových konstrukcí, vozů, poklopů a střech. Elastomer je často součástí tmelu, lepidla, barev a laků.

V těžkém průmyslu jsou z tohoto materiálu vyrobeny části absorbující nárazy . Ve stavebnictví se používá k vytvoření protiskluzového povlaku, povrchů odolných proti vibracím, fasád. Automobilový a nábytkářský průmysl jsou bez elastomeru nepostradatelné. Poptávka po polyuretanu je v textilním průmyslu pozorována. Je vhodný pro výrobu potahů, zipů, nýtů, stélek, podešví. Medicína používá elastomer k výrobě kondomů, protéz a implantátů.

zpracovává se

V současné době je otázka recyklace polyuretanu stále důležitější. Problém je spojen s nárůstem plochy skládek, stejně jako se zvýšením nákladů na jejich odstranění. V posledních letech je pozorován vývoj nejnovějších technologií pro zpracování elastomerů a této problematice je věnována stále větší pozornost.

Zde jsou hlavní metody získávání recyklovaných materiálů z polyuretanu

• Fyzický . V tomto případě je plast rozdrcen na jemnou frakci, která je následně použita jako plnivo ve stavebnictví.
• Přetavování . Výsledkem této metody je výroba surovin, ze kterých se následně získávají polyuretanové výrobky.
• Vysoká tepelná glykolýza . Pomocí této metody se sacharidy štěpí.
• Chemikálie . Zpracování je založeno na depolymerizaci, po které se z elastomeru vytvoří látky s nízkou molekulovou hmotností.
• Hořící . Tento způsob získávání energie je považován za nejnebezpečnější ze všech výše uvedených, protože uvolňuje škodlivé látky do atmosférického vzduchu.

Díky rozsáhlému zavedení recyklace lze vyřešit současný problém používání polyuretanu. Vlastnosti tohoto materiálu jsou různorodé, prakticky nemají žádné hranice. Elastomer funguje perfektně nejen v domácím prostředí, ale také v extrémních podmínkách.

Navzdory skutečnosti, že se jedná o syntetickou látku, je pro člověka bezpečná, proto se používá v lékařství, stavebnictví, textilním a obuvnickém průmyslu. Navzdory vysokým nákladům ve srovnání s jinými materiály se polyuretan vyplatí díky své spolehlivosti a trvanlivosti.