Πολυουρεθάνη (34 φωτογραφίες): τι είναι αυτό το υλικό; Θερμοπλαστική και εύκαμπτη πολυουρεθάνη, χαρακτηριστικά και πυκνότητα, σημείο τήξης και άλλες ιδιότητες, παραγωγή

2024 Συγγραφέας: Beatrice Philips | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-18 12:08

Η πολυουρεθάνη ακούστηκε για πρώτη φορά το 1937. Αυτό το υλικό συντέθηκε από τον Otto Bayer από διισοκυανικό και πολυεστέρα σε υγρή μορφή. Η ουσία είχε πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με το πλαστικό, το οποίο εκείνη τη στιγμή ήταν αρκετά σε ζήτηση.

Τι είναι αυτό το υλικό

Η πολυουρεθάνη είναι ένας μοναδικός τύπος υλικού που έχει σχεδόν απεριόριστες δυνατότητες και προοπτικές χρήσης. Το πολυμερές περιέχει 2 τύπους πρώτων υλών, συγκεκριμένα: πολυόλες και ισοκυανικά . Η παραγωγή του τελευταίου βασίζεται σε διύλιση πετρελαίου. Με ανάμιξη υγρών στοιχείων, λαμβάνονται αντιδραστικές συνθέσεις. Οι ιδιότητες της πολυουρεθάνης εξαρτώνται άμεσα από τα συστατικά από τα οποία παρασκευάζεται, καθώς και από την αναλογία καταλυτών, παραγόντων εμφύσησης, σταθεροποιητών και πολλά άλλα.

Η πολυουρεθάνη μοιάζει με πολυμερή ίνα με πορώδη δομή. Θεωρείται ευέλικτο ελαστομερές, αλλά έχει τόσο πλεονεκτήματα όσο και μειονεκτήματα.

Τα πλεονεκτήματα της πολυουρεθάνης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• υψηλή μηχανική αντοχή.
• διηλεκτρική σταθερά?
• κακή τριβή?
• καλή ελαστικότητα?
• η ικανότητα να διατηρείται το σχήμα μετά από επανειλημμένες παραμορφώσεις.
• αντοχή στη φθορά.
• μεγάλη διάρκεια ζωής?
• αντοχή σε οξέα, έλαια, διαλύτες.
• μη ευαισθησία στην επίδραση μικροοργανισμών.
• μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.
• αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες.
• την ικανότητα εργασίας υπό υψηλή πίεση.

Αυτό το υλικό δεν γερνάει, προσφέρεται για διάφορους τύπους κατεργασίας. Επιπλέον, τα προϊόντα πολυουρεθάνης είναι ελαφριά και ως εκ τούτου είναι εύκολο να μεταφερθούν και να εγκατασταθούν. Αυτό το ελαστομερές έχει την ικανότητα να αφρίζει, έτσι όλα τα είδη πορώδους προϊόντων κατασκευάζονται από αυτό.

Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα, η πολυουρεθάνη έχει ορισμένα μειονεκτήματα:

• ασταθές σε στρεπτικά φορτία ·
• η ελαστικότητα και η αντοχή του υλικού εξαρτώνται άμεσα από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
• την πολυπλοκότητα της επεξεργασίας σε δευτερογενείς πρώτες ύλες.

Αυτός ο τύπος ελαστομερούς αναφέρεται σε υλικά που είναι εύκολα επιδεκτικά σε όλα τα είδη επεξεργασίας. Εφαρμόζονται διάφορες μέθοδοι διαμόρφωσης σε αυτό.

• Εξώθηση . Αυτή η μέθοδος παραγωγής πολυουρεθάνης περιλαμβάνει την εξαναγκασμό του υλικού σε τηγμένη μορφή μέσω της οπής σχηματισμού του εξωθητή.
• Χύσιμο . Υπό την επίδραση της πίεσης, η λιωμένη μάζα εγχέεται σε ένα ειδικό καλούπι, μετά το οποίο ψύχεται.

Σύγκριση με καουτσούκ

Παρά το γεγονός ότι το καουτσούκ και η πολυουρεθάνη είναι αρκετά παρόμοια, το συνθετικό ελαστομερές ξεπερνά το φυσικό υλικό σε ποιοτικά χαρακτηριστικά. Σε αντίθεση με το καουτσούκ, οι πολυμερείς ίνες έχουν μεγαλύτερη αντοχή και αντοχή στη φθορά . Για το λόγο αυτό, το καουτσούκ χρησιμοποιείται λιγότερο από την πολυουρεθάνη σε πολλές βιομηχανίες. Ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει την ανθεκτικότητα του υλικού είναι η λειαντική φθορά του, η ευαισθησία στην επίδραση ενός επιθετικού περιβάλλοντος. Κατά τη σύγκριση σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η πολυουρεθάνη είναι 10 φορές πιο ανθεκτική στην τριβή.

Σύμφωνα με την εκτίμηση της αντίστασης σε διαφορετικά περιβάλλοντα, το πολυμερές θεωρείται επίσης καλύτερο από το καουτσούκ . Μπορεί να ανεχθεί τις επιδράσεις των διαλυτών και των τοξικών χημικών. Μεταξύ άλλων, το φυσικό καουτσούκ έχει αντοχή εφελκυσμού 1,5-3 φορές χαμηλότερη από αυτή ενός ελαστομερούς. Το συνθετικό υλικό είναι σε θέση να ανακτήσει γρήγορα το σχήμα του χωρίς παραμόρφωση σε περίπτωση μεγάλου φορτίου. Το καουτσούκ, με τη σειρά του, είναι ανώτερο από το ελαστομερές μόνο σε κόστος, το οποίο είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό των συνθετικών.

Ωστόσο, σύμφωνα με τους ειδικούς, για να αποφύγετε την ανάγκη να πληρώσετε δύο φορές στο μέλλον, είναι καλύτερο να αγοράσετε υψηλής ποιότητας και ακριβό υλικό.

Χαρακτηριστικά και ιδιότητες

Δεδομένου ότι η πολυουρεθάνη βασίζεται σε πολυόλη και ισοκυανικό άλας, ανήκει στην ομάδα των πολυεστέρων πολυεστέρα. Λόγω του γεγονότος ότι αυτός ο τύπος είναι ένα ελαστομερές, χαρακτηρίζεται από καλή εκτατότητα και τη δυνατότητα να επιστρέψει στις αρχικές του μορφές. Διάφορα πρόσθετα μπορούν να δώσουν μοναδικές ιδιότητες στην πολυόλη, η οποία μπορεί να αλλάξει τους δείκτες ελαστικότητας, απαλότητας, σκληρότητας, αντοχής.

Η πολυουρεθάνη παράγεται σε διάφορες καταστάσεις:

• σε παχύρρευστο υγρό.
• σε μαλακό?
• σε στερεό.

Ανεξάρτητα από το σχήμα, το ελαστομερές δεν αλλάζει τα τεχνικά του χαρακτηριστικά υπό την επίδραση μηχανικών και χημικών περιβαλλοντικών παραγόντων. Αυτό το υλικό είναι επίσης ανθεκτικό στην υπεριώδη ακτινοβολία, μύκητες και μούχλα.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της πολυουρεθάνης επιτρέπουν τη χρήση της σε πολλές οικιακές και βιομηχανικές περιοχές. Ας απαριθμήσουμε τα κύρια χαρακτηριστικά μιας πολυεστέρας πολυόλης.

• Πυκνότητα . Ο δείκτης εξαρτάται από τον τύπο του υλικού, συνήθως κυμαίνεται από 30 έως 300 kg / m3.
• Σκληρότητα . Στην κλίμακα Shore, μπορεί να κυμαίνεται από 50 έως 98 μονάδες. Αυτοί οι δείκτες επιτρέπουν τη χρήση του ελαστομερούς σε υψηλά φορτία.
• Σημαντικό εύρος θερμοκρασίας . Το υλικό μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασίες από -60 έως +80 βαθμούς Κελσίου. Με δείκτη 120-140 μοίρες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μικρό χρονικό διάστημα. Οι πολυουρεθάνες έχουν υψηλό σημείο τήξης - τουλάχιστον 160 βαθμούς Κελσίου. Εάν αυτά τα υλικά θερμανθούν στους 220 βαθμούς, τότε θα αρχίσουν να αποσυντίθενται.
• Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας - 0, 028 W / (m * K) .
• Αυτή η πολυόλη δεν έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα .
• Βάρος . Το υλικό ζυγίζει πολύ λίγο.
• Αντοχή στο όζον . Η πολυουρεθάνη δεν υποβαθμίζεται υπό την επίδραση του όζοντος, σε αντίθεση με το καουτσούκ.
• Αντοχή σε επιθετικά περιβάλλοντα .
• Ευφλεκτότητα . Σύμφωνα με το GOST 12.1.044, το υλικό ταξινομείται ως μη εύφλεκτο, επομένως χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες.
• Φιλικότητα προς το περιβάλλον . Η πολυουρεθάνη ταξινομείται ως ασφαλές υλικό, επομένως χρησιμοποιείται συχνά στην καθημερινή ζωή.

Είναι η πολυουρεθάνη επιβλαβής

Λόγω των χαρακτηριστικών εξοικονόμησης ενέργειας, η πολυουρεθάνη ταξινομείται ως ασφαλές υλικό. Ωστόσο, κατά την αξιολόγηση της φιλικότητας προς το περιβάλλον, αξίζει να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα βλάβης αυτού του ελαστομερούς σε υγρή και στερεή κατάσταση. Όπως έχει δείξει η πρακτική, σε ξηρή μορφή, αυτή η πολυόλη δεν εκπέμπει επιβλαβείς ουσίες . Επικίνδυνοι ατμοί είναι δυνατοί μόνο εάν ο χειρισμός του υλικού είναι εσφαλμένος.

Εάν τηρούνται όλα τα μέτρα ασφαλείας στο υγρό κλάσμα, η πολυουρεθάνη δεν θα αποτελέσει κίνδυνο για ανθρώπους και ζώα.

Ωστόσο, η παραβίαση της τεχνολογίας παραγωγής μπορεί να οδηγήσει στην απελευθέρωση των ακόλουθων τοξικών καπνών

• Ισοκυανικά … Αυτές οι ουσίες αποτελούν μέρος της βαφής και του βερνικιού, των προϊόντων αφρού. Η παρουσία τους μπορεί να προκαλέσει άσθμα ελλείψει ειδικής προστασίας.
• Καταλύτες αμίνης, που προκαλούν αυξημένη ευαισθησία, ευερεθιστότητα, θολή όραση . Όταν εισπνέονται συνεχώς, αυτές οι ουσίες προκαλούν έλκη, ερεθισμό των βλεννογόνων, εγκαύματα στο στόμα, το λαιμό και τον οισοφάγο.
• Polyol . Είναι σε θέση να εκδηλώσει την τοξική του επίδραση μόνο σε άμεση επαφή με έναν ζωντανό οργανισμό, δηλαδή κατά την κατάποση. Η δηλητηρίαση από πολυόλη εκδηλώνεται με τη μορφή εμέτου, μέθης και σπασμών.
• Επιβραδυντικό φωτιάς . Αυτή η ουσία συσσωρεύεται σταδιακά στο σώμα, μετά την οποία προκαλεί δηλητηρίαση.

Ως αποτέλεσμα των παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η πολυουρεθάνη μπορεί να είναι επιβλαβής για την υγεία μόνο εάν χρησιμοποιείται ακατάλληλα . Αυτό συμβαίνει συχνά όταν χρησιμοποιείτε τύπους σπρέι χαμηλής ποιότητας, καθώς και ελλείψει ειδικής προστασίας κατά τη λειτουργία.

Πολλοί ανησυχούν για τους κινδύνους της πολυουρεθάνης, η οποία είναι τοποθετημένη σε χώρους κατοικιών. Οι φόβοι των χρηστών είναι μάταιοι, καθώς αυτή η κατηγορία αγαθών υποβάλλεται σε πολλές δοκιμές ασφαλείας πριν από την πώληση. Προβλήματα μπορεί να προκύψουν μόνο εάν το ελαστομερές αγοράζεται από κατασκευαστή που δεν διαθέτει πιστοποιητικά ποιότητας.

Σύγκριση με άλλα υλικά

Γνωρίζοντας τα χαρακτηριστικά της πολυουρεθάνης, μπορούμε να πούμε ότι έχει πολύ περισσότερα πλεονεκτήματα από το καουτσούκ. Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτό το πολυμερές το ξεπερνά σε αντοχή, εκτατότητα, αντοχή και πολλά άλλα χαρακτηριστικά. Οι καταναλωτές συχνά δυσκολεύονται να επιλέξουν μεταξύ πολυουρεθάνης και άλλων παρόμοιων προϊόντων, συγκρίνοντάς το με αυτούς.

• Duropolymer . Έχει την εμφάνιση ενός ματ πλαστικού προϊόντος. Με τη σειρά της, η πολυουρεθάνη είναι σαν αφρισμένη σκόνη και είναι επικαλυμμένη με ένα αστάρι. Το τελευταίο είναι ελαφρύ και είναι ιδανικό για εργασία με την οροφή. Επιπλέον, η ποικιλία του είναι αρκετά μεγάλη. Το Duropolymer ανήκει σε αντιβανδαλικά πολυμερή, οπότε ο αγοραστής δεν χρειάζεται να σκεφτεί την αποκατάστασή του για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Βινύλι . Αυτό το υλικό, σε αντίθεση με την πολυουρεθάνη, δεν προορίζεται για την προστασία της επιφάνειας, χρησιμοποιείται συχνότερα για διακοσμητικούς σκοπούς.
• Σιλικόνη . Αυτά τα υλικά παράγονται για χρήση σε διάφορους τύπους εργασιών. Σύμφωνα με τους καταναλωτές, το ελαστομερές χαρακτηρίζεται από καλύτερη αντοχή και αντοχή. Με τη σειρά της, η σιλικόνη διακρίνεται από το γεγονός ότι είναι ελαστική και βιο-αδρανής.
• Διογκωμένο πολυστυρόλιο . Η διαφορά μεταξύ των υλικών έγκειται κυρίως στο κόστος, το οποίο είναι υψηλότερο για την πολυουρεθάνη. Το διογκωμένο πολυστυρόλιο δεν μεταφέρει καλά τη θερμότητα, είναι βολικό και εύκολο στη χρήση. Η πολυουρεθάνη διαρκεί περισσότερο από το προηγούμενο υλικό, δεν αλλοιώνεται υπό την επίδραση αρνητικών περιβαλλοντικών παραγόντων.
• Πολυεστέρας . Με αυτό, η πολυουρεθάνη έχει πολλές ίδιες ιδιότητες. Ωστόσο, κατά κάποιο τρόπο το δεύτερο υλικό είναι ανώτερο από το πρώτο σε ποιότητα. Η πολυουρεθάνη είναι πιο ελαστική, ισχυρότερη και πιο ανθεκτική από τον πολυεστέρα.

Επισκόπηση ειδών

Η πολυουρεθάνη είναι ένα διαφανές ενεργειακά αποδοτικό καθολικό υλικό που κερδίζει δημοτικότητα σε όλο τον κόσμο κάθε μέρα. Αυτό το υλικό έχει τη δική του ειδική σήμανση. Οι πιο δημοφιλείς μάρκες ελαστομερών περιλαμβάνουν SKU-PFL-100, NITs PU-5, χαρακτηρίζονται από σκληρότητα Shore 85-90 μονάδων.

Ευέλικτος αφρός πολυουρεθάνης

Είναι συνηθισμένο να χρησιμοποιείτε εύκαμπτο ελαστικό αφρού πολυουρεθάνης ως αμορτισέρ . Επιπλέον, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία κλινοσκεπασμάτων, επένδυσης, συσκευασίας και εσωτερικών αυτοκινήτων.

Ο εύκαμπτος αφρός μπορεί να δημιουργηθεί σε οποιαδήποτε μορφή. Αυτός ο τύπος πολυουρεθάνης χαρακτηρίζεται από ελαφρότητα, αντοχή και άνεση.

Θερμοπλαστικός

Η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη είναι ένα ελαστικό, εύκαμπτο υλικό ανθεκτικό σε τριβή και αντίξοες καιρικές συνθήκες. Παράγεται και χρωματίζεται με διάφορες μεθόδους. Η επεξεργασία θερμοπλαστικών ελαστομερών πραγματοποιείται σε μηχανές εξώθησης, συμπίεσης, κρούσης . Αυτό το ευέλικτο προϊόν είναι σε θέση να προσαρμοστεί σε διάφορες εφαρμογές όπως κατασκευές, αυτοκίνητα, υποδήματα.

Εφαρμογές

Η πολυεστέρα πολυόλη χρησιμοποιείται ευρέως στις μέρες μας. Είδη επένδυσης, εξαρτήματα πρέσας, κύλινδρος, τροχός, επικάλυψη κυλίνδρων, δακτύλιοι στεγανοποίησης, μανσέτες, βύσματα παράγονται από φύλλα πολυουρεθάνης . Σε υγρή μορφή, έχει βρει την εφαρμογή του στην επίστρωση δομών από σκυρόδεμα, βαγόνια, καταπακτές και στέγες. Συχνά, το ελαστομερές είναι μέρος σφραγιστικού, κόλλας, χρωμάτων και προϊόντων βερνικιού.

Στη βαριά βιομηχανία, εξαρτήματα που απορροφούν τους κραδασμούς κατασκευάζονται από αυτό το υλικό . Στην κατασκευή, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αντιολισθητικής επίστρωσης, ανθεκτικών κραδασμών επιφανειών, προσόψεων. Η βιομηχανία αυτοκινήτων και επίπλων είναι απαραίτητη χωρίς ελαστομερές. Η ζήτηση για πολυουρεθάνη παρατηρείται στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας. Είναι κατάλληλο για την κατασκευή καλυμμάτων, φερμουάρ, πριτσινών, πάτων, σόλων. Η ιατρική χρησιμοποιεί ελαστομερές για την παραγωγή προφυλακτικών, προθέσεων και εμφυτευμάτων.

Επεξεργασία

Στις μέρες μας, το ζήτημα της ανακύκλωσης της πολυουρεθάνης γίνεται όλο και πιο σημαντικό. Το πρόβλημα συνδέεται με την αύξηση της έκτασης των χωματερών, καθώς και την αύξηση του κόστους απομάκρυνσής τους. Τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται η ανάπτυξη των τελευταίων τεχνολογιών για την επεξεργασία ελαστομερών και δίνεται όλο και περισσότερη προσοχή σε αυτό το ζήτημα.

Εδώ είναι οι κύριες μέθοδοι για την απόκτηση ανακυκλωμένων υλικών από πολυουρεθάνη

• Φυσικός . Σε αυτή την περίπτωση, το πλαστικό συνθλίβεται σε ένα λεπτό κλάσμα, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως πληρωτικό στην κατασκευή.
• Ανακατασκευή . Το αποτέλεσμα αυτής της μεθόδου είναι η παραγωγή πρώτων υλών, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη λήψη προϊόντων πολυουρεθάνης.
• Γλυκόλυση υψηλής θερμότητας . Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, οι υδατάνθρακες διασπώνται.
• Χημική ουσία . Η επεξεργασία βασίζεται στον αποπολυμερισμό, μετά τον οποίο σχηματίζονται από το ελαστομερές ουσίες με χαμηλό μοριακό βάρος.
• Καύση . Αυτή η μέθοδος απόκτησης ενέργειας θεωρείται η πιο επικίνδυνη από όλες τις παραπάνω, αφού απελευθερώνει επιβλαβείς ουσίες στον ατμοσφαιρικό αέρα.

Χάρη στην εκτεταμένη εισαγωγή της ανακύκλωσης, το τρέχον πρόβλημα της χρήσης πολυουρεθάνης μπορεί να λυθεί. Οι ιδιότητες αυτού του υλικού είναι ποικίλες, πρακτικά δεν έχουν όρια. Το ελαστομερές λειτουργεί τέλεια όχι μόνο σε οικιακό περιβάλλον, αλλά και σε ακραίες συνθήκες.

Παρά το γεγονός ότι πρόκειται για συνθετική ουσία, είναι ασφαλής για τον άνθρωπο, επομένως χρησιμοποιείται στην ιατρική, τις κατασκευές, την κλωστοϋφαντουργία και τις βιομηχανίες υποδημάτων. Παρά το υψηλό κόστος σε σύγκριση με άλλα υλικά, η πολυουρεθάνη αποδίδει με την αξιοπιστία και την αντοχή της.