132 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Полиуретан характеристики термостойкость

Свойства полиуретанов различных марок

Благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам полиуретан используется как конструкционный материал во многих отраслях промышленности. Особенность уретановых эластомеров — исключительно высокие эксплуатационные свойства, превосходящие не только все типы каучуков, но и металлы.

На мировом рынке существует множество марок полиуретанов: адипрены, вулколланы, вулкопрены. Отечественные марки СКУ-ПФЛ-100, НИЦ-ПУ 5 и другие, полученные на основе отечественных полиэфиров не уступают, а по некоторым характеристикам превосходят импортные аналоги.

Физико-механические характеристики:

В условиях постоянной динамической нагрузки верхним пределом температуры эксплуатации следует считать +100 °С (за исключением СКУ-ПФЛ-100М). Низкие температуры не изменяют сильно свойства полиуретановых эластомеров. Изменения эластичности и твердости возникшие при температурах не ниже минус 18 °С носят обратимый характер. Хрупкость начинает появляться при температурах ниже -60°С. Таким образом, рабочие температуры полиуретановых изделий лежат в диапазоне от минус -60 до 100 °С, эластичность при этом практически не меняется. Допускается периодическое повышение температуры до +150 °С.

Проведенные опыты показали, что полиуретаны очень водостойки. При повышении температуры физико-механические показатели уретанов практически не снижаются. С целью улучшения физико-механических свойств при изготовлении уретанов могут быть использованы рецептурные добавки и наполнители.

Уретановые эластомеры обладают высокими диэлектрическими свойствами. Испытания показали, что при напряжении в 20000 В на образце толщиной в 2 мм наблюдалась «корона» (пробоя образца не наблюдалось).

Эластомеры имеют отличную стойкость к маслам и растворителям и подходят для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными, не имеют озонового старения, имеют высокую стойкость к микроорганизмам и плесени.

Опытная эксплуатация показала, что уретановые эластомеры имеют разную химическую стойкость по отношению к различным химическим реагентам. Очень быстро они разрушаются при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.

Наиболее распространенным типом полиуретанов в настоящее время являются литьевые полиуретаны типа СКУ-ПФЛ-100, НИЦ ПУ-5, имеющие по отношению к другим видам, более высокие физико-механические характеристики и твердость по Шору А 85 — 90 едениц.

Литьевые полиуретаны чаще применяют для изготовления деталей внутризаводского транспорта, различных валов, шестерен, вибростойких деталей, отбойных молотков и других изделий для машиностроения, горнодобывающей, авиационной, автомобильной, нефтегазодобывающей, строительной, полиграфической и других отраслей промышленности.

Уретановые эластомеры, как конструкционные материалы, не просто заменяют металлы, а превосходят их по эксплуатационным свойствам в силу уникального сочетания физико-механических характеристик.

Особый интерес представляет применение литьевых полиуретанов в производстве вибростойких деталей (например, устройство амортизации установок погружного электроцентробежного насоса, протектора центратора подвески НКТ), а так же в уплотнительной технике и кузнечно-штамповом производстве.

Полиуретан с упехом заменяет резину различных марок (а в некоторых случаях и металлы), благодаря таким свойствам как: износостойкость, кислотостойкость, маслобензостойкость, высокие диэлектрические свойства, а также возможность работы при высоких давлениях (до 1200 атм) в широком температурном дипазоне (от -60 до 150 °С). При специальной обработке полиуретан имеет прочные связи с металлом.

Полиуретан для высокотемпературных применений

СУРЭЛ ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190. Уретановый эластомер для высокотемпературных применений
Е. Самохин, к.х.н., В. Попов, к.т.н. ООО СУРЭЛ

ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2 СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ ПРИ СТАРЕНИИ
2.1 Твердость
2.2 Упругопрочностные свойства при растяжении
2.3 Прочность (энергия разрушения полимера)
3 РЕЖИМ ЗАКАЛКИ
4 СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВЫВОДЫ

ВВЕДЕНИЕ

Литьевые уретановые эластомеры являются уникальными конструкционными материалами, получившими широкое распространение благодаря двум важнейшим особенностям: выдающимся физико-механическим характеристикам и удобству переработки методом литья.

Вместе с тем важнейшим ограничением уретанов является низкая устойчивость к повышенным температурам. Полиуретаны, в принципе, не являются высокотемпературными материалами. Это обусловлено, с одной стороны, присущей им некоторой термопластичностью, что приводит к размягчению при нагревании. С другой стороны, термоокислительная деструкция при длительном старении приводит к постепенному ухудшению механических свойств.

В течение многих лет предпринимались попытки улучшить эксплуатационные характеристики уретанов при высокой температуре. Многочисленные исследования в этом направлении показали, что даже незначительное улучшение высокотемпературных свойств, требует рецептурно-технологических решений, исключающих переработку традиционным методом открытого литья.

Новый эластомер на основе преполимера СУРЭЛ ТЛ-2934 при отверждении УРЕЛИНК-190 разработан специально для высокотемпературных применений. Уникальная химическая структура полимера обусловлена сочетанием термостойких эластичных блоков на основе поликапролактона с тугоплавкими, компактными и хорошо структурированными жесткими сегментами. Такая структура обеспечивает повышенную устойчивость полимера к высокой температуре. При этом эластомер технологичен в переработке методом открытого литья. В данной публикации приведены результаты испытаний эластомера СУРЭЛ ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 на устойчивость к повышенной температуре в сравнении со стандартными эластомерами.

1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

СУРЭЛ ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 — эластомер на основе преполимера СУРЭЛ ТЛ-2934 при отверждении УРЕЛИНК-190.

Поскольку для обеспечения корректности сравнительных испытаний необходимо сопоставление полимеров одной твердости, в качестве объекта сравнения был выбран стандартный эластомер на основе преполимера СКУ-ПФЛ-74 (ТДИ-терминированный преполимер на основе политетрагидрофурана) при отверждении MOCA*.

Оба эластомера получены отверждением по стандартному режиму (16 ч при 100 °С, стехиометрия 95 %). Полимеры демонстрируют сходные динамометрические характеристики. Механические свойства и режимы переработки эластомеров приведены в табл.1.

Испытания на ускоренное старение осуществлялось в соответствии с ГОСТ ISO 188 и ASTM D 573. Продолжительность старения при 125 °С составляла 4 недели (672 ч). Твердость по Шору определялась по ГОСТ Р ISO 7619-1, упругопрочностные свойства при растяжении — по ГОСТ ISO 37.

2. СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ ПРИ СТАРЕНИИ
2.1 Твердость

Динамика изменения твердости при старении представлена на рис. 1. В течение нескольких суток старения твердость стабильна, затем уменьшается, но количественные закономерности для обоих полимеров резко различаются.

Для эластомера ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 характерно плавное снижение твердости на 1-2 единицы, после чего параметр стабилизируется. В то же время твердость эластомера ПФЛ-74 падает с нарастающей скоростью, достигая к концу испытаний величины на 6-7 единиц ниже начального значения, причем тенденция к стабилизации не проявляется.

2.2 Упругопрочностные свойства при растяжении
Для обоих полимеров характерно снижение предела прочности при растяжении с одновременным ростом относительного удлинения при разрыве (рис. 2). Такое поведение является естественным и свидетельствует о постепенном размягчении полимеров в результате термоокислительной деструкции. Различия между образцами количественные: для ПФЛ-74 характерна быстрая деструкция, в то время как ТЛ-2934 демонстрирует более медленное изменение свойств.

Рис. 1. Зависимость твердости эластомеров от продолжительности старения.
1 – ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190, 2 – СКУ-ПФЛ-74/MOCA.

Рис. 2. Свойства эластомеров при старении.
1 — ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190, 2 – ПФЛ-74/MOCA

Прочностные показатели обоих полимеров уменьшаются, однако у ТЛ-2934 предел прочности проходит через максимум в течение первой недели и лишь в дальнейшем снижается, достигая начального значения через две недели старения. (Менее выраженный максимум наблюдается и у модуля при 100 % удлинении.)

При этом удлинение при разрыве непрерывно увеличивается. Такое изменение свойств является необычным и свидетельствует о положительном изменении упругопрочностных свойств полимера в процессе старения.

Относительное удлинение при разрыве у ПФЛ-74, резко возрастает, несколько снижаясь к концу 4 недели. (Аналогичная зависимость наблюдается и для остаточного удлинения при продолжающемся уменьшении предела прочности.) Данная особенность свидетельствует о катастрофическом нарастании деструктивных изменений полимера. Результатом этого является разрушение образцов в процессе физико-механических испытаний по накопленным внутренним дефектам.

Очевидно, что по всем параметрам эластомер ТЛ-2934 значительно превосходит образец сравнения. В частности, ТЛ-2934 теряет 7 % предела прочности, в то время как для ПФЛ-74 падение этого показателя составляет более 80 %.

2.3 Прочность (энергия разрушения полимера)

Прочность определяется энергией, затраченной на разрушение единицы объема материала и рассчитывается по площади под зависимостью «напряжение-деформация»:

где U – прочность; x0 –относительное удлинение при разрыве.

Результаты численного интегрирования динамометрических характеристик при старении (рис. 3) подтверждают сделанные ранее выводы. Так, прочность эластомера ПФЛ-74 после незначительного роста, резко падает к концу испытаний. Это вполне согласуется с выводом о быстрой термоокислительной деструкции полимера. Эластомер ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 проявляет аномальные свойства, заключающиеся в резком возрастании и дальнейшей стабилизации прочности на высоком уровне.

Рис. 3. Зависимость прочности эластомеров от времени старения.
1 — ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190, 2 — ПФЛ-74/MOCA

3. РЕЖИМ ЗАКАЛКИ

Экстремальный характер прочностных характеристик эластомера ТЛ-2934 свидетельствует об особом механизме старения, при котором тепло не является чисто отрицательным фактором. Очевидно, в данном случае имеет место эффект «закалки», при котором высокая температура способствует улучшению морфологии уретана за счет оптимизации доменной структуры.

Этот эффект открывает возможности дальнейшего улучшения высокотемпературных свойств путем предварительной закалки изделий при повышенной температуре. Реализация режима предварительной закалки наиболее эффективна при повышенной до (100–105) % стехиометрии. Технологически закалку удобно осуществлять в процессе отверждения, увеличив время поствулканизации до 48 ч при 130 °С. Свойства эластомера ТЛ-2934 и рекомендуемые условия переработки приведены в табл. 2.

По сравнению с полимером, отвержденным по стандартному режиму, при закалке происходит изменение свойств: твердость уменьшается на 1 единицу, несколько снижаются напряжения при заданном удлинении. Предел прочности и удлинение при разрыве, напротив, увеличиваются.

Свойства эластомеров ТЛ-2934 с закалкой и без закалки в зависимости от времени старения представлены на рис. 4. При закалке во всех случаях наблюдается плавное изменение свойств с тенденцией к стабилизации.

Рис. 4. Свойства при старении эластомера ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190.
1 – без закалки, 2 – с закалкой

Твердость закаленного полимера остается постоянной на протяжении всего времени старения. Закалка снимает экстремум предела прочности, характерный для полимера, отвержденного по стандартному режиму. Конечные значения параметров закаленного и незакаленного полимеров стремятся к одному уровню, однако при закалке наблюдается ускоренная стабилизация свойств. Наиболее показательна динамика изменения прочности. Прочность закаленного полимера существенно выше, чем незакаленного. В процессе старения параметр быстро возрастает, однако стабилизируется на уровне образца, не подвергнутого закалке.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что в отличие от сравнительного образца, изменение свойств ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 является отражением не только термоокислительной деструкции, но и динамики стабилизации свойств.

В соответствии с действующими стандартами мерой устойчивости полимеров к тепловому старению являются не абсолютные значения характерных параметров, а их изменение в процентах относительно начальных значений. Соответствующие данные представлены на рис. 5.

Рис. 5. Изменение свойств эластомеров при старении в течение 4 недель при 125 °С.

По всем параметрам образец с закалкой демонстрирует чрезвычайно высокую устойчивость к тепловому старению относительно не только образца сравнения, но и полимера ТЛ-2934, отвержденного по стандартному режиму. Наиболее показательна динамика изменения остаточного удлинения. Рост остаточного удлинения ПФЛ-74 превышает показатель ТЛ-2934 без закалки и с закалкой соответственно в 10 и100 раз. Поскольку остаточное удлинение является мерой пластичности, это подтверждает сформулированный ранее вывод о чрезвычайно активной термоокислительной деструкции ПФЛ-74.

4. СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Для высокотемпературных применений эластомеров принципиальное значение имеет не только устойчивость к старению, но и способность сохранять свойства при повышении температуры. За меру теплостойкости в этом случае принимают коэффициент теплостойкости — отношение значений характерного показателя при повышенной и нормальной температурах. При повышении температуры все исследованные эластомеры демонстрируют падение свойств, однако, с различными количественными закономерностями. Так, напряжение при удлинении 100 % всех эластомеров, включая образец сравнения, изменяется примерно одинаково (рис. 6).

Рис. 6. Теплостойкость эластомеров при 125 °С.

Удлинение при разрыве только у закаленного полимера ТЛ-2934 остается на исходном уровне, в то время как полимер без закалки и образец сравнения демонстрируют трехкратное падение свойства. Аналогичные закономерности наблюдаются по пределу прочности, причем закаленный ТЛ-2934 более чем в 2 раза превышает по этому показателю как образец без закалки, так и сравнительный образец.

Наиболее показательно изменение энергии разрушения. Если закаленный ТЛ-2934 сохраняет около половины начальной прочности, другие эластомеры демонстрируют более чем десятикратное падение показателя.

ВЫВОДЫ

Выдающиеся свойства эластомера ТЛ-2934/УРЕЛИНК-190 обусловлены химической структурой, сочетающей термостойкие полиэфирные блоки с тугоплавкими, компактными и хорошо структурированными жесткими сегментами. Такая структура обеспечивает повышенную теплостойкость и устойчивость к старению. Уникальной особенностью эластомера является способность к закалке под действием тепла. Закалка способствует улучшению морфологии уретана за счет оптимизации доменной структуры. Доказательством этого является развитие высокотемпературной прочности. Это уникальное свойство присуще только данному полимеру. В результате старения полимер не теряет свойства, а лишь переходит в более устойчивое состояние.

Полиуретаны

Свойства и характеристики полиуретана

Общие сведения

Полиуретан (ПУ, polyurethane) является одним из синтетических полимеров гетероцепного типа. Отличительной особенностью ПУ является наличие в основной полимерной цепи повторяющейся «белковой» группы атомов -O-CO-NK-, которая придает пластику особые свойства, с возможностью их модификации. Полиуретан относится к виду полиэфир-полиолов, а широкое разнообразие его характетистик возможно благодаря различиям в молекулярной структуре полимерной цепи.

Рис.1. Схема синтеза полиуретана.

Как правило, ПУ получают путем поликонденсации в ходе реакции двух компонентов полиола и изоцианата. Определенные свойства полиуретану могут придать различные добавки, например они помогают увеличить эластичность или твердость, термостойкость и т.п.

Основные виды полиуретанов, которые имеют между собой очень немного общего по свойствам, используемых в современной жизни – это вспененный полиуретан или пенополиуретан, термопластичный в гранулах, жидкий, листовой. Пенополиуретан (ППУ) и жидкий ПУ в больших количествах используют в строительстве – первый для термо- и звукоизоляции, второй – для гидроизоляции кровель. Термопластичный полимер в гранулах применяют для производства (обычно литья) гибких изделий, напоминающих резиновые, например подошвы обуви. Листовой полиуретан, частный случай термоэластопласта, отформованного в лист, который имеет области применения в машиностроении, автомобильной и других отраслях промышленности.

Литьевой полиуретан перерабатывают в изделия тремя способами: ротационным литьем, свободным литьем в форму и литьем под давлением. Последний метод практически ничем не отличается от литья полиолефинов и прочих пластмасс общего назначения. Изделия ППУ производят методом заливки материала под высоким давлением через специальные смесительные головки в формы или прямо в полость изделий, например оболочек труб. Из листового ПУ или из пластин, стержней и профилей получают разные изделия методом механической обработки.

Полиуретан был впервые описан в 1930-е годы, химиком Отто Бэйером и его коллегами, которые изначально занимались химией полиамидов. В 1937 году они получили разновидности термоэластопластов после реакции диизоцианата с некоторыми химикатами, имеющими в составе гидроксильные группы.

Первые товарные марки ПУ были разработаны в США компанией Dupont и поступили в продажу в 1956 году. Практически одновременно полиуретаны выпустили BASF и Dow Chemical в США по истечении одного года. Изначально полиуретан предназначался для замены других ценных материалов, например каучука, металла, дерева, и во многих темах это удалось.

В Советском Союзе полиуретаны начали разрабатывать в 1960-х годах, когда в мире уже производили тысячи тонн ПУ материалов. Наиболее глубоко исследования продвинулись в НПО «Полимерсинтез» (г. Владимир), а также в некоторых других научно-исследовательских учреждениях, плотно изучавших полиуретан. В России существует множество государственных и частных компаний, а также совместных предприятий (например владимирское «Дау-Изолан») хорошо зарекомендовавших себя в области производства полиуретанов с различными свойствами.

Свойства полиуретана

Основные характеристики полиуретановых эластомеров – это высокая прочность, стойкость к раздиру, стойкость к износу и к набуханию в маслах и растворителях, озоностойкость (важный фактор, выгодно отличающий ПУ от резины) и радиостойкость. Важнейшая особенность ПУ термоэластопластов – это комбинация отличной эластичности с большим разнообразием возможных твердостей.

Важные особенности полиуретанов: очень высокие физико-механические характеристики, которые во многом выше резин, каучуков, и даже некоторых металлов. Среди них высокая твердость, одна из самых лучших износостойкость и отличная абразивностойкость. По последним двум характеристикам литьевые ПУ на голову выше резин, других пластмасс и металлов. Кроме того, важна комбинация свойств, например сочетание высокой твердости и высокой эластичности дает превосходную прочность материала.

Температура эксплуатации полиуретана имеет верхний предел не ниже 120 градусов С, а нижний предел эксплуатации – минус 70С или даже еще ниже (при кратковременном воздействии). В этих пределах полиуретан сохраняет свои основные свойства неизменными.

Полиуретаны имеют хорошие диэлектрические характеристики, высокую химическую стойкость, в том числе устойчивость к маслам, кислотам и растворителям. Также полиуретан – очень экологичный материал, который не загрязняет окружающую среду, но при этом стоек к микробам, плесени и прочим простейшим.

Из минусов полиуретана можно отметить воздухонепроницаемость (одежда и обувь «не дышат»), плохо поддается печати, падение прочностных характеристик при продолжительном воздействии низких температур, слабую сопротивляемость скручиванию.

Пенополиуретан

Особняком среди всех полиуретанов стоит пенополиуретан. ППУ входит в класс газонаполненных пластмасс, они же пенопласты. Такие пластики состоят из воздуха или другого газа на величину порядка 90 процентов по объему. ППУ делится на две большие группы: жесткий или интегральный пластик и мягкий (эластичный) пенополиуретан или поролон.

Рис.2. Применение эластичного ППУ в мебели

ППУ интересен тем, что его синтез обычно происходит на месте применения, а не в заводских условиях (при этом мебельный поролон или трубы в ППУ изоляции все-таки производятся на заводах). Пенополиуретан синтезируется при смешении полиола и полиизоционата с получением высоконаполненной углекислым газом полимерной матрицы.

ППУ биологически нейтрален, опасность может представлять его компонент высокотоксичное вещество изоцианат, в случае если он взят в избытке. При применении антипиренов в компонентах полиуретана материал не поддерживает горение и гаснет при удалении пламени.

Применение полиуретанов

Из литьевых полиуретановых термоэластопластов производят крупные продукты, например износостойкие шины, конструкционные, корпусные и технические изделия, многочисленные заменители резиновых изделий. Также производят амортизирующие и демпфирующие элементы для всех отраслей, например конвейерные ленты, приводные ремни, нескользящие покрытия, различные упругие валики и ролики, уплотняющие прокладки, буферы и бамперы и т.д. ПУ изделия, благодаря своим свойствам и прежде всего износостойкости с успехом используются в высоконагруженных устройствах и механизмах. Из отраслей это железнодорожная, автомобильная, машиностроительная, обувная, медицинская, спортивная и прочие.

Рис.3. Полиуретановые износостойкие ролики

Жидкий полиуретан, который еще выпускается в виде спрея используют для изоляции различных конструкций и механизмов, например, вагонов, грузовых автомобилей, люков и т.д. Кроме того, он входит в качестве компонента в разнообразные герметики, клеи, лаки, краски и прочие изолирующие и декорирующие поверхности агенты.

Несмотря на широчайшее применение полиуретановых эластомеров, большая часть рынка ПУ пластмасс занимает пенополиуретан. Помимо теплоизоляции труб ППУ применяют для напыления на практически любые поверхности, выпуска сэндвич-панелей и прочих легких и прочных стройматериалов. Также ППУ используют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, хранилищ; в электротехнике и производстве интерьеров автомобилей, рулей; в самолетостроении, вагоностроении и т.п. Мягкий ППУ – непревзойденный материал для мебельной и легкой промышленности.

Вторичная переработка ПУ

Несмотря на инертность полиуретана для окружающей среды, его вторичная переработка задача непростая. Это не касается термопластичного эластомера, который может подвергаться переработке многократно. Однако, пенополиуретан по своей природе является реактопластом и практически не перерабатывается повторно.

Этот факт является серьезным минусом, сдерживающим еще более широкую поступь ППУ по планете.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Полиуретан: характеристики, применение и цены

На сегодняшний день полиуретан является одним из самых востребованных полимеров в крупнейших сегментах промышленности.

Особенность полиуретанов — исключительно высокие физико-механические свойства, по некоторым параметрам превосходящие не только все типы резин, каучуков, но и металлы.

Пластины и стержни из полиуретана можно приобрести оптом или в розницу.

Современное оборудование позволяет изготавливать разнообразные изделия из полиуретана по чертежам заказчика с точным соблюдением всех размеров.

Удобные сервисы транспортировки позволят организовать быструю доставку полиуретана.

Закупка полимеров и пластиков у крупных поставщиков имеет ряд преимуществ:

  • широкая география поставки;
  • опт и розница;
  • востребованные типоразмеры;
  • персональный подход к клиентам.

Ознакомиться с ассортиментом.

На сегодняшний день полиуретан является крайне востребованным сырьем в промышленности. Этот полимер составляет серьезную конкуренцию резине, каучуку и металлу. Полиуретан применяется в жидком и твердом виде, в том числе в формованном — в листах.

Свойства полиуретана

Полиуретан — чуть ли не самый известный полимерный материал, а точнее, целый класс синтетических полимеров, молекулы которых содержат уретановые группы. Свойства этих полимеров существенно варьируются в зависимости от их молекулярной структуры. Однако отличительным свойством данной группы материалов является высокая эластичность и вязкость, именно поэтому полиуретаны относятся к группе эластомеров.

Полиуретаны отличаются высокими прочностными характеристиками и широким температурным диапазоном эксплуатации — от −60 °С до +80 °С.

Приведем некоторые свойства полиуретанов:

  • Высокая степень твердости — позволяет использовать этот материал при сильных механических нагрузках.
  • Высочайшая износостойкость, в том числе абразивная стойкость (устойчивость к воздействию абразивов твердых материалов, использующихся для шлифовки, полировки и другой обработки поверхностей).
  • Высокая эластичность при высокой твердости. Значение прочности — до 50 МПа — обеспечивает невероятную устойчивость к деформациям.

Кроме того, полиуретан не подвержен образованию микроорганизмов и плесени, обладает стойкостью к маслам и растворителям. Из него можно изготавливать изделия любой формы и размеров (литьевым методом).

Плюсы и минусы материала

Полиуретан имеет многочисленные преимущества перед резиной, металлами и пластиками. В сравнении с резиной полиуретан медленнее стареет, выдерживает бόльшие нагрузки, быстрее восстанавливает форму при деформациях, обладает большей эластичностью, устойчив к воздействию масел. К полиуретану гораздо меньше прилипает грязь.

По сравнению с металлическими поверхностями материал обладает большей эластичностью, меньшим весом, он не проводит электричество, устойчив к воздействию абразивов. По соотношению стоимость/долговечность полиуретан также выигрывает. Если говорить о применении в производстве и различных механизмах, то полиуретан позволяет удешевить процесс производства, а полученные с его применением механизмы обладают меньшим уровнем шума. Наконец, оборудование из полиуретана требует меньших затрат на обслуживание и ремонт, нежели металлические аналоги.

По сравнению с разными видами пластика полиуретан обладает превосходной устойчивостью при механических воздействиях, большей упругостью и стойкостью по отношению к абразивам. Он не теряет эластичности в условиях низких температур, не раскалывается при ударных нагрузках. В отличие от пластика из полиуретана легче формируются толстые слои.

К общим плюсам полиуретана можно отнести следующие качества:

  • Низкая масса, дающая возможность уменьшения веса изделий.
  • Устойчивость к атмосферным воздействиям и различным химическим веществам.
  • Диэлектрические свойства.
  • Программируемый коэффициент трения — возможность изготовления материала с необходимым коэффициентом трения — от очень низкого до очень высокого.
  • Способность к удлинению до 650%.
  • Возможность кратковременной эксплуатации при температуре до +100 °С.
  • Высочайшая долговечность, эластичность, упругость, твердость и прочность.

К абсолютным минусам полиуретана относится трудность с переработкой его отходов. В остальном же его плюсы могут превратиться в минусы в зависимости от сферы применения. Например, полиуретановые сайлентблоки делают подвеску более жесткой по сравнению с резиновыми. Кроме того, материал обладает плохой сопротивляемостью к скручиванию. При низких температурах сайлентблоки из ПУ становятся излишне твердыми и хрупкими, и значит, легко разрушаются. Что касается использования материала в декоре и лепнине, то вспененный полиуретан дает усадку из-за пористой структуры, а рисунок может ложиться нечетко. Полиуретан широко используется при изготовлении обуви, и в данном случае его очевидным недостатком является отсутствие воздухопроницаемости.

Производство полиуретана и полуфабрикатов из него

Для производства изделий из полиуретана используются практически все технологические методы — литье, прессование, экструзия, заливка на стандартном оборудовании. При использовании литья не требуются дорогостоящие и сложные формы, как при использовании других материалов. Полиуретан представлен на рынке во множестве форм: жидкий, вспененный (поролон, пенопласт), твердый (в виде листов, пластин, стержней и пр.), напыляемый (полимочевина).

На данный момент полиуретан является одним из самых востребованных полимеров в крупнейших сегментах промышленности. По оценкам компании Labyrinth Research&Markets, в 2015 году мировой объем производства полиуретана составил 21,3 млн тонн. Согласно их прогнозу, к 2020 году эта цифра достигнет 30 млн тонн. Специалисты отмечают стабильное развитие отрасли, темп роста которой превышает динамику мирового ВВП. В России объем рынка полиуретана в 2014 году составил 270 тыс. тонн, из которых 150 тыс. тонн — импорт, 120 тыс. тонн — собственное производство. При этом 84% пришлось на вспененный полиуретан (38% — жесткий, 46% — мягкий). Наибольший спрос приходится на мебельную промышленность (34%), автопром (22%), строительство (22%), трубопроводный транспорт (8%), холодильную промышленность (7%).

Применение материала и изделий из него

Сферы применения полиуретана разных форм:

  1. Жидкий и в виде спрея:
    • покрытие поверхностей бетона, кузовов, люков, резервуаров, тоннелей;
    • гидроизоляция крыш, изготовление лакокрасочных изделий, клеев, герметиков;
    • изготовление форм для литья из бетона, гипса, воска, в том числе для производства небольших скульптур, декора и архитектурных элементов.
  2. Пенополиуретаны — изготовление пористых утеплителей, наполнителей.
  3. Листовой — производство футеровочных элементов, прессовых штампов, опорных поверхностей роликов, валиков, колес.

Применение в отраслях промышленности:

  • Тяжелая (амортизирующие прокладки для станков и агрегатов).
  • Строительная (вибростойкие полы, антискользящие покрытия, фасадные системы).
  • Автомобильная (шины, сайлентблоки, валы, ролики, пружины, втулки, подшипники, маслостойкие детали и пр.).
  • Мебельная (изготовление матрасов, крепежных элементов).
  • Текстильная и обувное производство (коврики, искусственные кожи, подошвы).
  • Медицина (имплантаты, презервативы, протезы) и т.д.

В целом полиуретан — очень распространенный материал, который применяется практически во всех сферах производства. Особо широко он востребован в строительстве, мебельной и автомобильной промышленности.

Стоимость полиуретана

Стоимость полиуретана зависит от фирмы-производителя, вида материала и многих других факторов. Например, цены на листовой полиуретан зависят от толщины и габаритов листа.

Стоимость листа размером 0,5 х 0,5 м и толщиной 5 мм составляет не менее 1100 рублей, оптовая цена — порядка 500–900 рублей.

Цены на пластины толщиной 10 мм — в диапазоне 1000–1700 рублей, 20 мм — 2000–3500 рублей, 80 мм — от 12 000 рублей.

Полиуретановые стержни от 20 мм будут стоить около 80 рублей за штуку, 35 мм — 300 рублей, 50 мм — 400 рублей, 100 мм — 1600 рублей, 200 мм — 9 800 рублей.

Жидкий ПУ обойдется в 300–500 рублей за 1 кг.

Стоимость вспененного полиуретана отечественного производства — примерно 400 рублей за 1 кг; иностранного — 1000–2000 рублей за 1 кг.

Итак, полиуретан обладает уникальными характеристиками и во многом превосходит резину, каучук, пластик и даже металл. Потребление этого полимера в мировой промышленности из года в год растет, расширяются сферы его применения. Полиуретан на российском рынке представлен как отечественными, так и зарубежными производителями, поэтому цены на него могут существенно варьироваться. Необходимо учитывать, что на сегодняшний день производство полиуретана в России зависит от импорта химических компонентов, входящих в его состав.

Где можно купить полиуретан?

На вопрос отвечает специалист компании «МетПромСтар»:

«Рынок полиуретанов достаточно насыщенный, однако большинство продавцов ориентируются в основном на какой-либо один вид материала. Например, «МетПромСтар» специализируется на поставках полиуретана в пластинах и стержнях, которые на сегодняшний день наиболее востребованы на рынке. Мы работаем с отечественными и зарубежными производителями из Китая, в ассортименте компании — листы полиуретана толщиной от 5 до 80 мм и полиуретановые стержни диаметром от 20 до 200 мм. У нас можно купить листовой полиуретан как оптом, так и в розницу.

Мы располагаем собственным современным складом, который соответствует европейскому уровню и оснащен передовым импортным оборудованием. Кроме полиуретана, на нем хранятся и другие полимеры — капролон (полиамид-6) в гранулах, стержнях и листах, стержневой и пластинчатый полиацеталь, фторопласт, текстолит и стеклотекстолит, листовой винипласт и оргстекло. Вся продукция имеет множество типоразмеров. Мы работаем с 2005 года и поставляем технические пластики по всей России».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector