Polyuretaani (34 Kuvaa): Mikä Tämä Materiaali On? Kestomuovinen Ja Joustava Polyuretaani, Ominaisuudet Ja Tiheys, Sulamispiste Ja Muut Ominaisuudet, Tuotanto

2024 Kirjoittaja: Beatrice Philips | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-18 12:11

Polyuretaanista kuultiin ensimmäisen kerran vuonna 1937. Otto Bayer syntetisoi tämän materiaalin di -isosyanaatista ja nestemäisestä polyesteristä. Aineella oli paljon etuja verrattuna muoviin, joka oli tuolloin varsin kysytty.

Mikä tämä materiaali on?

Polyuretaani on ainutlaatuinen materiaalityyppi, jolla on lähes rajattomat käyttömahdollisuudet ja näkymät. Polymeeri sisältää kahdenlaisia raaka -aineita, nimittäin: polyoleja ja isosyanaatteja . Jälkimmäisen tuotanto perustuu öljynjalostukseen. Sekoittamalla nestemäisiä elementtejä saadaan reaktiivisia koostumuksia. Polyuretaanin ominaisuudet riippuvat suoraan ainesosista, joista se on valmistettu, sekä katalyyttien, vaahdotusaineiden, stabilointiaineiden ja paljon muuta.

Polyuretaani näyttää polymeerikuidulta, jolla on huokoinen rakenne. Sitä pidetään monipuolisena elastomeerinä, mutta sillä on sekä etuja että haittoja.

Polyuretaanin edut sisältävät seuraavat ominaisuudet:

• korkea mekaaninen lujuus;
• dielektrinen vakio;
• huono hankaus;
• hyvä elastisuus;
• kyky ylläpitää muotoa toistuvien muodonmuutosten jälkeen;
• kulutuskestävyys;
• pitkä käyttöikä;
• kestää happoja, öljyjä, liuottimia;
• ei-alttius mikro-organismien vaikutuksille;
• suuri käyttölämpötila -alue;
• vastustuskyky matalille lämpötiloille;
• kyky työskennellä korkeassa paineessa.

Tämä materiaali ei vanhene, se soveltuu erilaisiin työstöihin. Lisäksi polyuretaanituotteet ovat kevyitä, joten niitä on helppo kuljettaa ja asentaa. Tämä elastomeeri kykenee vaahtoamaan, joten siitä valmistetaan kaikenlaisia huokoisia tuotteita.

Monista eduista huolimatta polyuretaanilla on joitain haittoja:

• epävakaa vääntökuormituksille;
• materiaalin joustavuus ja lujuus riippuvat suoraan ympäristön lämpötilajärjestelmästä;
• prosessoinnin monimutkaisuus toissijaisiksi raaka -aineiksi.

Tämäntyyppinen elastomeeri viittaa materiaaleihin, jotka soveltuvat helposti kaikenlaiseen käsittelyyn. Siihen sovelletaan erilaisia muotoilumenetelmiä.

• Suulakepuristus . Tämä menetelmä polyuretaanin valmistamiseksi sisältää materiaalin pakottamisen sulassa muodossa suulakepuristimen muodostusreiän läpi.
• Valu . Paineen vaikutuksesta sula massa ruiskutetaan erityiseen muottiin, minkä jälkeen se jäähdytetään.

Vertailu kumin kanssa

Huolimatta siitä, että kumi ja polyuretaani ovat melko samankaltaisia, synteettinen elastomeeri ylittää laatuominaisuuksiltaan luonnollisen materiaalin. Toisin kuin kumi, polymeerikuiduilla on suurempi lujuus ja kulutuskestävyys . Tästä syystä kumia käytetään monilla teollisuudenaloilla vähemmän kuin polyuretaania. Tärkein tekijä, joka vaikuttaa materiaalin kestävyyteen, on sen hankaava kuluminen, alttius aggressiivisen ympäristön vaikutuksille. Kun verrataan tämän kriteerin mukaan, voidaan päätellä, että polyuretaani kestää 10 kertaa paremmin kulutusta.

Eri ympäristöjen kestävyyden arvioinnin mukaan polymeerin katsotaan myös olevan parempi kuin kumi . Se sietää liuottimien ja myrkyllisten kemikaalien vaikutuksia. Muun muassa luonnonkumin vetolujuus on 1,5-3 kertaa pienempi kuin elastomeerin. Synteettinen materiaali pystyy palauttamaan muotonsa nopeasti ilman muodonmuutoksia suuren kuormituksen sattuessa. Kumi puolestaan on korkeampi kuin elastomeeri vain kustannuksiltaan, mikä on paljon pienempi kuin synteettisten.

Asiantuntijoiden mukaan on kuitenkin parempi ostaa korkealaatuista ja kallista materiaalia, jotta vältetään tarve maksaa kaksi kertaa tulevaisuudessa.

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Koska polyuretaani perustuu polyoliin ja isosyanaattiin, se kuuluu polyesteripolyolien ryhmään. Koska tämä tyyppi on elastomeeri, sille on ominaista hyvä venyvyys ja kyky palata alkuperäiseen muotoonsa. Eri lisäaineet voivat antaa polyolille ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka voivat muuttaa elastisuuden, pehmeyden, kovuuden ja kestävyyden indikaattoreita.

Polyuretaania valmistetaan useissa valtioissa:

• viskoosisessa nesteessä;
• pehmeässä;
• kiinteänä.

Muodosta riippumatta elastomeeri ei muuta teknisiä ominaisuuksiaan mekaanisten ja kemiallisten ympäristötekijöiden vaikutuksesta. Tämä materiaali kestää myös UV -säteilyä, sieniä ja hometta.

Polyuretaanin tekniset ominaisuudet mahdollistavat sen käytön monissa kotitalous- ja teollisuusalueilla. Luetellaan polyesteripolyolin pääominaisuudet.

• Tiheys . Indikaattori riippuu materiaalityypistä, yleensä se vaihtelee välillä 30 - 300 kg / m3.
• Kovuus . Shore -asteikolla se voi vaihdella 50-98 yksikköä. Nämä indikaattorit mahdollistavat elastomeerin käytön suurilla kuormituksilla.
• Merkittävä lämpötila -alue . Materiaalia voidaan käyttää lämpötiloissa -60 -+80 astetta. 120-140 asteen indikaattorilla sitä voidaan käyttää lyhyen aikaa. Polyuretaanien sulamispiste on korkea - vähintään 160 astetta. Jos nämä materiaalit kuumennetaan 220 asteeseen, ne alkavat hajota.
• Lämmönjohtavuuskerroin - 0, 028 W / (m * K) .
• Tällä polyolilla ei ole sähkönjohtavuutta .
• Paino . Materiaali painaa hyvin vähän.
• Otsonin kestävyys . Polyuretaani ei hajoa otsonin vaikutuksesta, toisin kuin kumi.
• Kestää aggressiivisia ympäristöjä .
• Syttyvyys . GOST 12.1.044: n mukaan materiaali on luokiteltu palamattomaksi, joten sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla.
• Ympäristöystävällisyys . Polyuretaani on luokiteltu turvalliseksi materiaaliksi, joten sitä käytetään usein jokapäiväisessä elämässä.

Onko polyuretaani haitallista?

Energiansäästöominaisuuksiensa vuoksi polyuretaani on luokiteltu turvalliseksi materiaaliksi. Ympäristöystävällisyyttä arvioitaessa on kuitenkin syytä ottaa huomioon tämän elastomeerin vahingoittumisen mahdollisuus nestemäisessä ja kiinteässä tilassa. Kuten käytäntö on osoittanut, tämä polyoli ei päästä kuivassa muodossa haitallisia aineita . Vaaralliset höyryt ovat mahdollisia vain, jos materiaalia käsitellään väärin.

Jos kaikkia turvallisuustoimenpiteitä noudatetaan nestejakeessa, polyuretaani ei aiheuta vaaraa ihmisille ja eläimille.

Tuotantotekniikan rikkominen voi kuitenkin johtaa seuraavien myrkyllisten höyryjen vapautumiseen

• Isosyanaatit … Nämä aineet ovat osa maali- ja lakka-, vaahtotuotteita. Niiden esiintyminen voi aiheuttaa astman ilman erityistä suojaa.
• Amiinikatalyytit, jotka lisäävät herkkyyttä, ärtyneisyyttä ja näön hämärtymistä . Jatkuvasti hengitettynä nämä aineet aiheuttavat haavaumia, limakalvojen ärsytystä, suun, kurkun ja ruokatorven palovammoja.
• Polyoli . Hän pystyy osoittamaan myrkyllisen vaikutuksensa vain suorassa kosketuksessa elävän organismin kanssa, nimittäin nieltynä. Polyolimyrkytys ilmenee oksentelun, myrkytyksen ja kouristusten muodossa.
• Palonestoaine . Tämä aine kerääntyy vähitellen elimistöön, minkä jälkeen se aiheuttaa myrkytyksen.

Edellä esitetyn perusteella voimme päätellä, että polyuretaani voi olla haitallista terveydelle vain, jos sitä käytetään väärin . Tämä tapahtuu usein käytettäessä huonolaatuisia ruiskutyyppejä sekä ilman erityistä suojausta käytön aikana.

Monet ovat huolissaan asuintiloihin asennetun polyuretaanin vaaroista. Käyttäjien pelot ovat turhia, koska tämän luokan tavaroille tehdään paljon turvatestejä ennen myyntiin tuloa. Ongelmia voi syntyä vain, jos elastomeeri ostetaan valmistajalta, jolla ei ole laatusertifikaatteja.

Vertailu muihin materiaaleihin

Kun tiedämme polyuretaanin ominaisuudet, voimme sanoa, että sillä on paljon enemmän etuja kuin kumilla. Kuten jo mainittiin, tämä polymeeri ylittää sen kestävyydellä, venyvyydellä, lujuudella ja monilla muilla ominaisuuksilla. Kuluttajien on usein vaikea valita polyuretaanin ja muiden vastaavien tuotteiden välillä verrattuna siihen.

• Duropolymeeri . Ulkonäkö on matta muovituote. Polyuretaani puolestaan on kuin vaahdotettu jauhe ja se on päällystetty pohjamaalilla. Jälkimmäinen on kevyt ja sopii erinomaisesti katon kanssa työskentelyyn. Lisäksi sen valikoima on melko laaja. Duropolymeeri kuuluu ilkivallan vastaisiin polymeereihin, joten ostajan ei tarvitse miettiä sen palauttamista pitkään aikaan.
• Vinyyli . Tätä materiaalia, toisin kuin polyuretaania, ei ole tarkoitettu pinnan suojaamiseen, sitä käytetään useammin koristetarkoituksiin.
• Silikoni . Nämä materiaalit on valmistettu käytettäväksi erilaisissa töissä. Kuluttajien mukaan elastomeerille on ominaista parempi kestävyys ja lujuus. Silikoni puolestaan erottuu siitä, että se on joustava ja bio-inertti.
• Paisutettua polystyreeniä . Materiaalien välinen ero on pääasiassa kustannuksissa, jotka ovat korkeammat polyuretaanille. Paisutettu polystyreeni ei johda lämpöä hyvin, se on kätevä ja helppokäyttöinen. Polyuretaani kestää pidempään kuin edellinen materiaali, ei huonone negatiivisten ympäristötekijöiden vaikutuksesta.
• Polyesteri . Sen avulla polyuretaanilla on monia samoja ominaisuuksia. Kuitenkin jollakin tavalla toinen materiaali on laadultaan ensimmäistä parempi. Polyuretaani on elastisempaa, vahvempaa ja kestävämpää kuin polyesteri.

Lajien yleiskatsaus

Polyuretaani on läpinäkyvä energiatehokas universaali materiaali, joka saa suosiota ympäri maailmaa joka päivä. Tällä materiaalilla on oma erityinen merkintä. Suosituimpia elastomeerimerkkejä ovat SKU-PFL-100, NITs PU-5, ja niille on ominaista Shore-kovuus 85-90 yksikköä.

Joustava polyuretaanivaahto

Iskunvaimentimena on tapana käyttää joustavaa polyuretaanivaahtomuovia . Lisäksi sitä käytetään vuodevaatteiden, vuorten, pakkausten ja autojen sisätilojen luomiseen.

Joustavaa vaahtoa voidaan valmistaa missä tahansa muodossa. Tämän tyyppiselle polyuretaanille on ominaista keveys, lujuus ja mukavuus.

Kestomuovi

Termoplastinen polyuretaani on joustava, joustava materiaali, joka kestää kulutusta ja huonoja sääolosuhteita. Se valmistetaan ja värjätään eri menetelmillä. Termoplastinen elastomeerikäsittely suoritetaan suulakepuristus-, puristus- ja iskukoneilla . Tämä joustava tuote pystyy mukautumaan erilaisiin sovelluksiin, kuten rakentamiseen, autoihin, jalkineisiin.

Sovellukset

Polyesteripolyolia käytetään nykyään laajalti. Vuorituotteet, puristinosat, rulla, pyörä, telapinnoite, tiivisterenkaat, hihansuut, tulpat valmistetaan polyuretaanilevyistä . Nestemäisessä muodossa se on löytänyt sovelluksensa betonirakenteiden, vaunujen, luukkujen ja kattojen pinnoitteissa. Elastomeeri on usein osa tiivistysainetta, liimaa, maalia ja lakkatuotteita.

Raskaassa teollisuudessa iskunkestävät osat valmistetaan tästä materiaalista . Rakentamisessa sitä käytetään luistamattoman pinnoitteen, tärinänkestävien pintojen ja julkisivujen luomiseen. Auto- ja huonekaluteollisuus ovat välttämättömiä ilman elastomeeria. Polyuretaanin kysyntä näkyy tekstiiliteollisuudessa. Se sopii peitteiden, vetoketjujen, niittien, pohjallisten, pohjien valmistukseen. Lääketiede käyttää elastomeeria kondomien, proteesien ja implanttien valmistukseen.

Käsittely

Nykyään polyuretaanin kierrätyskysymys on tulossa yhä tärkeämmäksi. Ongelma liittyy kaatopaikkojen pinta -alan kasvuun ja niiden poistokustannusten nousuun. Viime vuosina on havaittu uusimpien elastomeerien prosessointitekniikoiden kehitystä ja tähän asiaan on kiinnitetty yhä enemmän huomiota.

Tässä ovat tärkeimmät menetelmät kierrätettyjen materiaalien saamiseksi polyuretaanista

• Fyysinen . Tässä tapauksessa muovi murskataan hienoksi fraktioksi, jota käytetään myöhemmin täyteaineena rakentamisessa.
• Sulatus . Tämän menetelmän tuloksena syntyy raaka -aineita, joita käytetään myöhemmin polyuretaanituotteiden valmistamiseen.
• Korkean lämpötilan glykolyysi . Tällä menetelmällä hiilihydraatit hajoavat.
• Kemiallinen . Käsittely perustuu depolymerointiin, jonka jälkeen elastomeeristä muodostuu aineita, joilla on pieni molekyylipaino.
• Palaa . Tätä energian saantimenetelmää pidetään kaikkein vaarallisimpana edellä mainituista, koska se vapauttaa haitallisia aineita ilmakehään.

Kierrätyksen laajan käyttöönoton ansiosta nykyinen polyuretaanin käytön ongelma voidaan ratkaista. Tämän materiaalin ominaisuudet ovat erilaisia, niillä ei käytännössä ole rajoja. Elastomeeri toimii täydellisesti paitsi kotitalousympäristössä myös äärimmäisissä olosuhteissa.

Huolimatta siitä, että tämä on synteettinen aine, se on turvallinen ihmisille, joten sitä käytetään lääketieteessä, rakentamisessa, tekstiili- ja jalkinealalla. Huolimatta korkeista kustannuksista muihin materiaaleihin verrattuna, polyuretaani maksaa sen luotettavuudella ja kestävyydellä.