Из низкомолекулярных гликолей бутиленгликоль наиболее широко используется в производстве полиуретанов. Гликоли, содержащие н-фениленовые и 1,4-циклогексиленовые группы, могут быть использованы для получения полиуретанов с более высокой температурой плавления и повышенной водостойкостью, но не находят широкого применения в технике.
Полиуретан: применение и свойства
Полиуретан — это современное сырье для промышленного применения, которое можно сравнить с резиной, каучуком и металлами. Полиуретан используется в различных формах, включая жидкости и твердые вещества, в том числе формованные листы. Материал приобрел большую популярность благодаря своей особенности, универсальным свойствам и доступности.
Итак, давайте разберемся в полиуретане: состав, свойства, производство и применение.
История создания полиуретана
Полиуретан был впервые произведен в 1937 году. Он был синтезирован из диизоцианатов и жидких полиэфиров известным немецким химиком Отто Байером. Полученное вещество по многим параметрам превосходило доступные в то время пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон и пенопластов с высокой эластичностью. Однако начало Второй мировой войны отложило эту идею. Однако полиуретан по-прежнему использовался. Например, его использовали в небольших количествах для покрытия самолетов.
Только в 1954 году технология была усовершенствована, и полиуретан стал производиться в промышленных масштабах. Для синтеза использовались диизоцианат толуола и полиэфирный полиол. Массовое производство началось в 1960-х годах с помощью известных американских компаний Mobay и UnionCarbide.
Интересно, что случайно была получена высокоэластичная полиуретановая пена. К смеси, подготовленной для реакции, добавляли воду. Результаты были непредсказуемыми и привели к появлению новых материалов.
Свойства полиуретана
Полиуретаны — это целый класс синтетических полимеров с уретановыми группами в молекулах. Из-за того, что их молекулярные структуры могут отличаться, технические свойства и характеристики полиуретанов могут быть разными. Однако общими характеристиками этой группы полимеров являются вязкость и высокая эластичность. По этой причине они классифицируются как эластомеры. Эластомеры — это эластичные материалы, которые могут расширяться и сжиматься, возвращаясь в исходное положение. Другими словами, они ведут себя как резина.
Морозостойкость полиуретана впечатляет, его можно использовать в диапазоне температур от -60°C до +80°C.
Гибкие пенополиуретаны широко используются в качестве амортизаторов. Они также используются в постельном белье, подложках, упаковке и интерьерах автомобилей.
Что такое полиуретан?
Полиуретаны состоят из полиолов и изоцианатов. Они извлекаются из нефти, то есть сырой нефти, полученной непосредственно из источника. При дальнейшем синтезе вещество приобретает полимерную структуру и определенные свойства при смешивании основных компонентов в жидком виде. Например, пластичность и жесткость. Изделия также имеют различные коэффициенты трения, прочность на разрыв до 550% и выдерживают колебания температуры от -55 до +85°C. Изменения в процентном соотношении компонентов придают материалу различные свойства. Он может быть мягким, жестким, ячеистым или монолитным. Материал приобретает дополнительные свойства, если в него добавлены следующие элементы: катализаторы, пенообразователи, стабилизаторы и т.д.
Для производства изделий из полиуретана используются практически все известные производственные процессы. Таким образом, широко используются различные методы производства.
Кастинг.
Наиболее широко используемый метод литья, практически идентичный другим методам производства пластмасс. Она позволяет изготавливать полиуретановые изделия со сложной геометрией. Технология не требует сложной автоматизации и позволяет производить большие партии продукции. В этом случае изделия размером более 3-4 тонн создаются путем литья на подставке. Сам процесс прост. Масса размягчается и заливается в специальную форму. Затем он затвердевает, образуя твердую форму. Увеличение давления ускоряет процесс.
Прессование.
Он используется для предварительно уплотненного материала, который затем подается в специальную машину. Под сильным давлением масса формируется в нужную форму. Перед основным процессом литья полиуретан может быть нагрет или размягчен путем сжатия. В этом случае изменяется геометрия компонента, а также его свойства. Каждый этап контролируется компьютером.
Экструзия.
Этот метод также называется экструзией. Полимер нагревается и размягчается под давлением и подается в экструдер. Здесь он остывает и затвердевает. Продуктами этого процесса являются прутки и плоские листы с определенным сечением, которые затем разрезаются или скручиваются.
Литье со стандартным оборудованием
Это распространенный метод создания украшений методом литья, осуществляемый естественным путем. Это делается путем заливки материала в жидком состоянии в каркас. Затвердевание происходит под воздействием температуры или реагентов. Обычно он используется для небольших партий. Процесс литья не требует дорогостоящих и сложных форм.
Виды полимера
В химической промышленности существует три основных типа полиуретана
- Липиды — очень упругие вещества и хорошо держат форму. Они обычно служат основой для уплотнений и участвуют в производстве инвалидных кресел, конвейерных роликов и шин. В зависимости от дополнительных свойств адипренов, они используются для создания циклонов, гипсовых каркасов или компонентов для заливки бетона.
- Балколан — это твердый полимер с широким диапазоном рабочих температур и без потери свойств. Он используется для создания подшипников, кронштейнов и сайлентблоков.
- Вулкопрен — это тип полиуретана, который впоследствии вулканизируется и соединяется с другими полимерами (например, резиной). Такой подход обеспечивает высокую износостойкость.
Каждый из этих эластомеров активно используется в различных отраслях, поскольку такие параметры материала, как долговечность, прочность и растяжимость, значительно превосходят показатели обычных резин и металлов.
Свойства и характеристики
Ключевым свойством полиуретанов является их способность изменять свою форму на короткое время и возвращаться к ней после снятия нагрузки. Полимеры также устойчивы к контакту с различными химическими составами, маслами и кислотами, не боятся микроорганизмов и не реагируют на ультрафиолетовое излучение.
Благодаря своим техническим свойствам, этот вид пластика необходим в условиях эксплуатации, где требуется устойчивость к истиранию и долговечность. Важные особенности включают
- Плотность — в зависимости от типа, параметры варьируются от 30 до 300 кг/м3, и
- Твердость (по Шору) — 50-99 единиц,.
- Диапазон рабочих температур составляет от -55°C до + 85°C, но допускается кратковременное использование в условиях + 110°C. + 150°C без плавления, без потери первоначальных свойств.
- Эластичность — до 50 МПа.
Полимер с низкой массой, не проводит электричество, и его целостность не нарушается под воздействием озона.
Сегодня переработка полиуретана становится все более важным вопросом. Проблема связана с увеличением количества свалок и расходов на их вывоз. В последние годы были разработаны новые технологии переработки эластомеров, что привлекает все больше внимания к этому вопросу.
Подробная информация об изделиях и их свойства
По сравнению с соответствующими гипсовыми элементами декоративные элементы из полиуретана имеют ряд преимуществ. Они не реагируют на изменение погодных условий, долговечны, просты и удобны в использовании.
Основные свойства полиуретановых изделий:.
- Влагостойкость — это свойство значительно расширяет область применения шпаклевочных изделий. Теперь их можно применять во влажных помещениях.
- Пластичность — полиуретан легко поддается обработке и может принимать любую заданную форму.
- Долговечность — полиуретановые декоры не трескаются, не расслаиваются и не деформируются.
- Широкий диапазон рабочих температур позволяет использовать этот продукт как в помещении, так и на открытом воздухе.
- Легкий вес — простой монтаж без необходимости использования дополнительных защитных креплений.
- Низкая стоимость — низкая стоимость владения.
- Экологически чистый — гипоаллергенный и безвредный для человеческого организма.
Лепнина в наше время
В прошлом были колонны и шпаклевка на стенах и потолках, но что это такое сегодня? Сегодня лепнина — это декоративные балки, наличники крыш, цоколи, подоконники, камины, купола и различные украшения.
Лепной декор хорошо смотрится как снаружи, так и внутри зданий. Используется для украшения фасадов. Шпатлевка легко устанавливается на любую поверхность. Его можно комбинировать с различными отделочными материалами для создания потрясающих произведений искусства.
Применение в интерьере
Полиуретановые формы чрезвычайно гибкие и могут использоваться в различных декоративных комбинациях. Переходы от стены к потолку, переходы между люстрами и светильниками, ниши — все это создается с помощью моделирования. Он разделяет пространства и создает тона.
Этот декоративный материал может быть окрашен в любой цвет, имитирует структуру дерева, камня или мрамора и может рассматриваться как универсальный, поскольку его можно состарить по мере необходимости.
Если интерьер состоит из разных кусков шпаклевки, они должны сочетаться друг с другом и принадлежать к одной стилевой зоне. Не наносите слишком много шпаклевки в маленьких помещениях. В местах отделки потолков, стен и оконных проемов стиль должен быть единым.
Только правильно подобрав материалы, можно замечательно выделить монотонность отделки. Оконные проемы на внешней стороне здания могут придать дому уникальный и элегантный вид. Полиуретан не боится влаги, морозов и перепадов температур и может легко заменить ранее очень популярный деревянный антаблемент.
Полиуретановые декоративные элементы помогают выделить экстерьер и интерьер как величественных домов, так и современных бутиков, ресторанов и отелей.
Ключевым свойством полиуретанов является их способность изменять свою форму на короткое время и возвращаться к ней после снятия нагрузки. Полимеры также устойчивы к контакту с различными химическими составами, маслами и кислотами, не боятся микроорганизмов и не реагируют на ультрафиолетовое излучение.
Применение полиуретанов
Эластомеры полиуретанового типа используются в производстве крупных изделий, таких как фрикционные шины, конструкции, закладные детали, технические изделия и многочисленные резиновые изделия. Поглощающие и демпфирующие элементы также производятся во всех отраслях промышленности. Передаточные ремни, ремни движения, нескользящие покрытия, различные эластичные валики и ролики, уплотнительные прокладки, бамперы и отбойники и т.д. Благодаря своим свойствам, особенно стойкости к истиранию, изделия из полиуретана успешно используются в устройствах и механизмах с высоким зарядом. К соответствующим областям относятся железные дороги, автомобильная промышленность, машиностроение, обувь, медицина и спорт.
Рисунок 3.Полиуретановый цилиндр
Жидкий полиуретан, также выпускаемый в форме спрея, используется для изоляции различных конструкций и механизмов, таких как вагоны, грузовики и люки. Он также используется в качестве ингредиента в различных герметиках, клеях, лаках, красках и других изоляционных и декоративных средствах.
Несмотря на более широкое применение эластомерных полиуретанов, пенополиуретаны доминируют на рынке полиуретановых пластиков. Помимо теплоизоляции труб, пенополиуретаны также используются в производстве сэндвич-панелей и других легких, прочных строительных материалов для напыления практически на любую поверхность. ППУ также используется для теплоизоляции в холодильниках, морозильных камерах, складах и электротехнике, а также в производстве самолетов, тележек и других транспортных средств и рулевых колес. Мягкий ПУ — это не имеющий аналогов мебельный материал и легкая промышленность.
Вторичная переработка ПУ
Полиуретан не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, но его переработка — непростая задача. Это не относится к термопластичным эластомерам, которые могут быть переработаны многократно. Однако пенополиуретан по своей природе является реактивным пластиком и практически не поддается переработке.
Это является серьезным недостатком и препятствует еще более широкому распространению пенополиуретана на планете.
