материал полиуретан что это такое

Полиуретан: применение и свойства

Полиуретан – современное и востребованное в промышленности сырье, которое можно поставить в один ряд с резиной, каучуком, металлом. Полиуретан используется в различных формах: в жидком, твердом, включая формованные листы. Большую популярность этот материал приобрел благодаря особенностям получения, универсальным свойствам, а также доступности.

Итак, знакомимся, полиуретаны: состав, свойства, производство, применение.

История создания полиуретана

Впервые полиуретан был получен в 1937 году. Известный немецкий химик-технолог Отто Байер синтезировал его из диизоцианта и жидкого полиэфира. Полученное вещество превосходило по многим свойствам существующие тогда пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон, а также пены, обладающей высокой эластичностью. Но задуманное пришлось отложить в связи с начавшейся Второй Мировой. Но уже тогда полиуретаны начали использовать, например, в незначительных количествах их применяли для покрытия самолетов.

Вновь к совершенствованию технологии и изготовлению полиуретана в промышленных масштабах вернулись лишь в 1954 году, с помощью. Для синтеза применялся диизоциант толуола и полиолы полиэстра. Массовое производство стартовало в 60-х годах с подачи известных американских компаний Mobay и Union Carbide.

Занимательно, что вспененный полиуретан, обладающий высокой эластичностью, был получен случайным образом. В смесь, подготовленную для реакции, попала вода. Результат был непредсказуем и дал начало производству нового материала.

Свойства полиуретана

Полиуретан – это целый класс синтезируемых полимеров, в молекулах которых присутствуют группы уретанов. В связи с тем, что молекулярная структура их может отличаться, технические характеристики и свойства полиуретанов могут быть различными. Но общее для всей группы полимеров является вязкость и высокая эластичность. По этой причине их относят к эластомерам. Эластомерами называют упругие материалы, которые могут растягиваться и принимать исходное положение, то есть ведут себя как резина.

Впечатляет морозостойкость полиуретанов, они могут использоваться при различных температурах: от — 60°C до +80°C.

Физические свойства полиуретана

Достоинства и недостатки материала

Полиуретан имеет массу преимуществ, в сравнении с прочими наиболее распространенными материалами.

Общие плюсы полиуретана

Минусы у этого материала также имеются. Главный из них – сложность утилизации. Прочие же могут формироваться из плюсов в неподходящих условиях. Так, резиновые детали могут быть более мягкими, в сравнении с полиуретаном. Иногда это преимущество, например, при конструировании и эксплуатации подвески. Полиуретановые сайлентблоки придают ей больше жесткости. А при применении этого материала в декоре можно получить некачественный рисунок из-за того, что вспененная структура усаживается. Обувь, изготовленная с применением

Как производится полиуретан и полуфабрикаты из него

Полиуретан бывает различных форм. Он может быть жидкий, твердый, выпускающийся в форме стержней, листов, пластинок, а также вспененный (всем знакомый пенопласт, поролон). Есть также напыляемый.

Для производства изделий из него могут применяться самые различные технологии от литья и прессования, до экструзии и заливки с использованием стандартного оборудования.

В современной промышленности применение полиуретана так распространено, что его смело можно назвать самым востребованным полимером. Так, в 2015 году по данным Labyrinth Research&Markets, во всем мире было произведено более 21 миллиона тонн полиуретана. Учитывая растущие потребности в нем, к 2020 году по прогнозу объемы могут вырасти до 30 миллионов тонн. Отмечается, что отрасль находится в положении стабильного развития и темпы ее роста опережают динамику валового продукта мирового хозяйства.

Что касается России, то объем импортного полиуретана незначительно превышает собственное производство. Ведущая разновидность – вспененный полиуретан жесткий и мягкий. Его доля в общей структуре 84%. Больше всего полиуретана используется в мебельной отрасли, автомобильной и строительной. Также это материал используется при изготовлении труб для нефте- и газопроводов.

В мире крупнейшими предприятиями по синтезу этого вещества являются:

Области применения полиуретана и его производных

Полиуретан выпускается различных форм, поэтому и области применения полиуретана очень многочисленны.

Если рассматривать отдельные виды промышленности, где используется этот материал, то список получится достаточно длинный.

Применение полиуретана ограничивается лишь сложностью его утилизации. Однако этот вопрос решается путем вторичной переработки отходов.

Вторая жизнь полиуретана

Ведущими источниками полиуретана, используемого для вторичной переработки, являются бытовые приборы, вышедшие из строя, автомобильные детали, матрасы и мягкая мебель, ковровые покрытия. И, конечно, весомую долю занимают отходы промышленности. Все вместе это составляет лишь около 5 процентов от пластмассовых отходов.

Методы переработки этого материала различаются. Один вариант – получение энергии путем сжигания отходов и использования выделяемого при этом тепла. Другой, более оптимальный и экологичный – механическое измельчение для повторного включения в производственные процессы, например, в качестве наполнителя при изготовлении формованных продуктов. Третий вариант – химическое разделение на мономеры, из которых снова производятся полиуретаны.

Широкое внедрение вторичной переработки может решить основную проблему, связанную с использованием этого материала. А универсальные свойства и применение полиуретана повсеместно не позволяют сомневаться, что этот материал будет востребован еще длительное время.

Источник

Полиуретан — что это такое, и с чем его едят.

Полиуретаны мало подвержены старению, имеют низкую температуру стеклования и высокую стойкость к воздействию окружающей среды. Полиуретаны стойки к абразивному износу, обладают устойчивостью к большинству органических растворителей, к озону и ультрафиолетовым лучам, морской воде. Прочность связи полиуретан-металл значительно выше, чем в между в соединении резина-металл.

Как уже говорилось выше, «полиуретан» — обобщённое название целого класса синтетических веществ. Несомненным достоинством полиуретанов является то, что твердость (эластичность) полиуретана программируется, то-есть, может меняться широких пределах, в зависимости от соотношения применяемых компонентов. Это возможно благодаря тому, что полиуретаны не только отличаются по своему составу, но и по количеству применяемых компонентов. Полиуретаны бывают одно-, двух-, трёх- компонентные. Качество различных полиуретанов, их характеристики, сфера применения, и, соответственно, их цена, значительно различаются.

Какие качественные преимущества вы получаете при переходе на «полиуретан»?

* При любых условиях вождения и эксплуатации применение полиуретановых изделий в подвеске автомобиля обеспечивает сохранение геометрии подвески и надёжный контроль над управляемостью автомобиля. Повышается плавность хода автомобиля. Вождение становится более комфортным.
* Замена резиновых изделий на полиуретановые аналоги решает проблему ускоренного износа, старения оригинальных резиновых деталей, особенно, в суровых реалиях российских автодорог.
* Значительно повышается стойкость подвески автомобиля к воздействию агрессивных сред: воды, бензина, масел, кислот, а также, химикатов, применяемых при обработке зимних дорог.
* Полиуретановые детали: не теряют пластичности в широком спектре рабочих температур; не деформируются при больших нагрузках; не выкрашиваются и не «стекленеют», как их резиновые «собратья».

Это всё сухая теория и выдержки с сайтов. Я лично видя качество РТИ для наших просто поражаюсь как это можно вообще куда то ставить. Мягко говоря г*вно. Поэтому полиуретан для меня явился очень неплохой альтернативой. Он получается более чем в 10 раз дороже аналогичных РТИ, но по качество заметно лучше. Мало того, это более стойкий материал по сравнению с резиной, которая сыпется от реагентов, холода, и всего чего только возможно. Его единственный минус — это цена. но лучше я заплачу 1 раз 5 кусков, чем буду каждые полгода лазить в подвеску менять копеечные сайленты, и не дай бог зимой.
На фото почти полный комплект полиуретана на мой авто, нехватает только втулок амортизаторов, но они вполне нормального качества поставляются в хороших аммах (я планирую KYB) остально всё в наличии: 4 нижних сайлента, 4 верхних, 12 втулок рессоры, 4 подушки стаба и 8 подушек стойки стаба (у меня планируется 2 стабилизатора спереди).
Я бы уже давно бы всё установил, но упирается всё в то, что мне не хочется ставить полиуретан в старые рычаги, поэтому ищются новые рычаги для моей подвески.

Источник

Полиуретан (ПУ) — что это такое: виды тканей, фото, характеристики и применение

Для того чтобы повысить защитные свойства текстильных материалов, в текстильной промышленности широко применяют инновационные технологии. Благодаря кропотливой работе ученых появляются новые ткани, способные выдержать большие нагрузки в экстремальных условиях.

Многие из нас не раз сталкивались с мембранными материалами. Но мало кто отчетливо представляет, что такое полиуретан, как и для чего он используется в текстильном производстве.

Описание

Полиуретан (PU) — это синтетический материал группы эластомеров, схожий с резиной. Полотна из химических волокон обладают способностью растягиваться до 200% и возвращаться в исходное состояние без следов деформирования.

В процессе синтеза полимера задают определенные параметры, получая полиуретановые волокна с различными свойствами в зависимости от назначения. Текстильные структуры получают вторичным неоднородным скручиванием исходного сырья с синтетическими или натуральными нитями. В результате получают волокна для создания эластичных материалов.

Технология включает в себя синтез полимера в специальном составе, обработка полученной массы: изготовление нитей или компонента для покрытия основы. Материал по свойствам схож с резиной, но более эластичен и во многом ее превосходит.

Из полиуретана изготавливают экокожу — синтетический кожзаменитель. Материал прочный, износостойкий, доступный по цене. Обладает множеством преимуществ, обходя по эксплуатационным характеристикам дорогую натуральную кожу. PU легок, морозоустойчив, демонстрирует высокую прочность на разрыв и неприхотлив в уходе.

Состав — расшифровка значения PU и формула

Полиуретан безопасен для здоровья, поэтому название получило приставку “эко” (экокожа). Это пористый многослойный материал, полученный путем синтеза органических и неорганических компонентов: полиэтилен, каучук, целлюлоза.

Состав экологичного материала смешанный, в нем присутствуют различные химические элементы. Шкуры животных в производстве не используются, что позволяет сохранить природные ресурсы.

Волокна ПУ используют в производстве текстильных материалов: лайкра, спандекс, неолан, ворин. В данных тканях содержится от 2 до 5% полиуретановых волокон. Типичным представителем группы является материал Оксфорд, а также технический текстиль с одно- и двухсторонним полимерным покрытием.

Формула полимера уретановой группы выглядит так: −N(R)−C(O)O−, где R — Н (водород), алкил, арил или ацил. В химии вещество получило название PolyUrethanе, отсюда аббревиатура, обозначающая материал — PU (ПУ, PUR).

Технические характеристики

PU кожа часто встречается на этикетках кожгалантерейных и швейных изделий, что это такое, поможет разобраться описание основных свойств, приведенное в таблице:

Вреден ли полиуретан для человека

Полиуретан — экологичный, безвредный для здоровья человека вид синтетического сырья. В процессе его получения не применяют формальдегиды, фреон, асбест и другие химические компоненты, способные выделять высоколетучие эфирные фракции.

Стоит учитывать при этом, что материал не обеспечивает оптимальных показателей воздухообмена и паропроводности. Поэтому использование ПУ в пошиве одежды и обуви имеют некоторые ограничения. В частности, одежда из данного текстиля непригодна для длительной носки в течение дня.

Виды полиуретановых тканей

Ткани ПУ подразделяются на две группы:

Эластомер нашел широкое применение во многих отраслях. В текстильной и галантерейной промышленности используют несколько видов тканей.

PU кожа

PU кожа — экологичный материал, использующийся в пошиве обуви, одежды, аксессуаров, галантерейных изделий, а также для изготовления мебельной обивки и чехлов автосидений.

ПУ относится к классу нетканых полотен, и считается одной из лучших имитаций натуральной кожи. Внешне два вида материала очень схожи. Экокожа мягкая, приятна на ощупь. Обладает водоотталкивающими свойствами, не промокает. Различие с другими видами кожзамов заключаются в абсолютном отсутствии характерного химического запаха и способности проводить воздух. Помимо того, ПУ долговечный и прочный материал.

Ткани с полиуретановым покрытием

На основе полиэстера (полиэфира) и нейлона с покрытием из полиуретана с внутренней стороны производят ткани с высокими показателями защиты от ветра и влаги — Oxford. Плотность материи варьируется от 150 до 1600 Den.

Одно- и двухстороннее покрытие ПУ применяют для изготовления технического текстиля. Особый способ нанесения компонента на основу позволяет наделить ткань свойствами мембраны: отводить пар и задерживать на внешней поверхности воду.

Популярные виды материалов из полиуретана

В текстильной промышленности и швейном производстве особой популярностью пользуются мембранные материи (Gore-Tex, Оксфорд, eVent, с нанопокрытием ПУ — Polartec Neoshell, The North Face Futurelight™, Outdoor Research AscentShell); эластановые волокна в составе полотен.

В зависимости от страны производителя стрейчевые волокна из эластомера имеют разные торговые названия:

Полиуретан или полиэстер что лучше

Волокна полиуретана прочнее, а значит прослужат дольше, но он дороже. Нити полиэстера не могут похвастаться такими эксплуатационными свойствами, однако стоят они дешевле.

Также стоит отметить, что вышеописанные характеристики двух материалов условные, так как все зависит от множества параметров: пропитка, толщина нити, переплетение. Как правило то, или иное волокно применяют в зависимости от потребностей изделий.

Применение

У материи с эластановыми волокнами сфера применения достаточна широкая. Важно понимать, что в чистом виде это сырье не используется, его добавляют в ткацкие полотна в незначительном количестве для улучшения свойств. Из стрейчевых тканей шьют спортивную одежду, костюмы, блузы, юбки, платья и мн. др.

Наиболее часто ПУ используют в пошиве таких моделей:

Эластомер широко применяют в производстве предметов медицинского назначения (бандажи, бинты, компрессионные изделия).

Рекомендации в уходе

Уход за изделиями из экокожи нуждаются в сухой периодической чистке с помощью мягкой щетки или губки. После удаления пыли рекомендуется обработать поверхность специальным спреем.

Уход за материалами с ПУ в составе, следующий:

Отзывы

— Долго сомневался, выбирая чехлы для автомобильных сидений на смену старых из дермантина. Прочитал отзывы и характеристики полиуретанового текстиля, и решил обновить салон. Не жалею. Материал прочный, легко чистится, приятный и мягкий на ощупь.

— Для прогулок с детьми приобрела курточки из мембраны. Удивилась, когда узнала, что в составе ткани обозначен ПУ. Приобретением довольна. Одежда защищает от снега и дождя, не пропускает холодного ветра, не притягивает загрязнений. Рекомендую всем обратить внимание на данные материалы.

Ткани это мое все! Я училась в Московском Государственном Текстильном институте имени А. Н. Косыгина, на кафедре материаловедения и товарной экспертизы. Работала на швейном производстве технологом и вот я в декрете, жду ребеночка:). Благодаря знакомству я стала автором статей о тканях и безумно этому рада! Надеюсь вам нравится мой труд!

Источник

Полиуретан — что это такое, применение, свойства

Полиуретан называют материалом будущего. Его свойства настолько многообразны, что практически не имеют границ. Он одинаково хорошо работает в привычной нам среде и при пограничных и экстремальных условиях.

Содержание:

Свойства полиуретана

Его основу составляют два типа сырья — это полиол и изоцианат. Этот синтетический полимерный материал входит в группу полиэфир-полиолов и его свойства, и технические характеристики зависят от молекулярной структуры. Также полиуретан является эластомером, материалом, который после растяжения возвращается в свое исходное состояние.

Особые свойства ему придают многочисленные добавки, которые, вступая в реакцию, усиливают эластичность, придают мягкость или твердость, стойкость к температурным перепадам.

Так полиуретан имеет несколько разных состояний, он производится в виде вязкой жидкости, мягкой резины, твердого пластика, может иметь высокую или низкую степень эластичности.

Вне зависимости от того, в какой форме представлен материал в дальнейшем он не изменяется вследствие влияния тепловых или механических воздействий, при необходимости изделие может, например, растягиваться, но после всегда возвращается к своей изначальной форме. Полиуретан также устойчив к контакту с химическими жидкостями, маслами, ультрафиолетовыми лучами, бактериями и грибками. Его успешно применяют на Крайнем севере и в жарких странах, в создании гидравлических устройств и в космической отрасли, в строительстве и инженерии.

Технические характеристики

Технические характеристики полиуретана делают его незаменимым конструкционным материалом во многих отраслях промышленности, где изделия должны иметь высокую сопротивляемость, износостойкость, устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды.

Основными конкурентами полиуретана являются резина, пластик и металл. Но все они проигрывают ему во многих технических характеристиках.

По сравнению с резиной он имеет более высокую износостойкость и эластичность, не восприимчив к маслам, меньше пачкается, медленнее стареет, быстрее принимает форму после деформации и лучше переносит механическое воздействие.

Если сравнить полиуретан с металлом, то он очевидно более эластичен, имеет меньший вес, не проводит электричество и менее восприимчив к воздействию абразивов. Также полиуретан значительно дешевле в производстве и в обслуживании, механизмы, оснащенные деталями из этого материала, создают меньше шума. Все это влияет на качество и стоимость конечного продукта.

В сравнении с пластмассой полиуретан показывает лучшие результаты при высоких и низких температурах, он более эластичен, не раскалывается при ударном и другом механическом воздействии.

К минусам можно отнести:

Поэтому крайне важно правильно выбрать вид полимера для эксплуатации в определенных условиях. Абсолютным минусом материала можно назвать сложность вторичной переработки изделий из него.

Области применения

Полимерный материал имеет очень широкую и многообразную сферу применения. Его используют в различных формах, как правило, это: листовой материал, жидкий или в виде пенополиуретана.

Из листового производят футеровочные элементы, детали прессов, покрытия для роликов, колес, валов, кольца уплотнителей, манжеты, пробки и т.д. Пористые уплотнители, наполнители, поролон изготавливаются из вспененного полиуретана. Жидкий или в виде спрея применяют для покрытия бетонных конструкций, вагонов, кузовов и кабин машин, люков, кровли. Еще его включают в состав герметиков, клеев, лаков, красок, средств для тепло- и гидроизоляции, а также используют при производстве молдингов – форм для литья изделий.

Сегодня функционирование многих отраслей промышленности уже невозможно без участия полиуретана, его использование поспособствовало развитию новых технологий и снижению производственных затрат.

В тяжелой промышленности этот материал нужен для производства амортизирующих элементов.

В строительстве полиуретан незаменим в создании антискользящих покрытий, вибростойких поверхностей, фасадных долговечных конструкций. В горном и карьерном деле заменяет каучук и даже сталь.

Полимер широко применяется в автомобильной промышленности. Из него производят покрышки, малоустойчивые элементы механизмов, сайлентблоки, валы, подшипники и многое другое.

В мебельной отрасли он нужен при производстве матрасов, крепежа, прокладок и уплотнителей, литых стульев и кресел, садовой мебели, декоративных элементов.

Полиуретан востребован в текстильной и обувной промышленности, из него изготавливают подошвы, водонепроницаемые и защитные чехлы, молнии и заклепки, ковры и стельки. Из него даже создают одежду, например, полиуретан 100 – это превосходная имитация натуральной кожи, такая же мягкая, экологичная, легкая, только более долговечная.

В медицине из него изготавливают презервативы, протезы, импланты, элементы и покрытия для костылей, кроватей, колясок. Редкое медицинское оборудование обходится без деталей из данного материала.

Широкое применение полиуретан нашел и в производстве спортивного инвентаря, покрытия беговых дорожек и покрытий стадионов.

Производство

Полиуретан является производным материалом от полиола и изоцианата – продуктов нефтехимической промышленности. Для достижения тех или иных технических свойств к ним добавляются различные присадки, то есть при производстве полиуретана как сырья необходимо учитывать его дальнейшую область применения. Сегодня он представляет собой самый востребованный полимер в мире во всех крупных сегментах промышленности. На рынке синтетических полимеров представлен как зарубежный, так и отечественный материал.

При производстве изделий применяются такие технологические приемы как литье, экструзия, прессование, заливка.

Литье изделий

Самый распространенный способ производства изделий из полиуретана – это литье. С его помощью изготавливаются такие продукты как втулки, манжеты, кольца, подшипники, самосмазывающиеся детали, запчасти подвески, уплотнительные элементы для гидравлических и пневматических механизмов. Большим плюсом производства полимерных изделий методом заливки является дешевизна форм, что делает готовый продукт привлекательным по цене.

В создании изделий из данного полимера методом литья применяются три технологии: ротационное литье, свободное литье в форму и литье под давлением.

Ротационное литье применяется для покрытия полиуретаном больших площадей и деталей цилиндрической формы. Полимер наносится специальным оборудованием на вращающийся вал, всю процедуру контролирует компьютер. Ротационное литье проводится без нагрева, является малоотходным производством и позволяет полностью подстроиться под задачи клиента.

Свободное литье применяется для создания сложных форм, в некоторых случаях готовое изделие может весить полтонны. Благодаря компьютерному управлению литье в форму проходит под точным контролем дозирования полимера, его температуры и давления, под которым он поступает. Это позволяет производить изделия высокого качества.

Для свободного литья применяются силиконовые формы, и этот метод используют для создания изделий ограниченными сериями. Преимущество литья – маленькие временные затраты и низкая стоимость готового продукта.

Литье под давлением позволяет ускорить производство, оно необходимо для создания больших партий. Этот метод подходит не только для полиуретана, но и других полимеров.

Особенности и интересные факты

Впервые полиуретан был получен в 40-х годах в Европе. В ходе долгих лабораторных исследований известный химик, ученый и технолог Байер Отто Георг Вильгельм получил ранее неизвестный материал с ошеломляющими техническими свойствами.

В этом же году был создан первый завод, и новый полимер был выпущен на рынок. Но широкое применение он нашел только через 20 лет, когда его стали повсеместно использовать в различных отраслях промышленности. Американские компании Union Carbide и Mobay Chemical Corporation были первыми, кто начал производить полиуретан и изделия из него.

Источник