Mitä polyuretaani on ja missä sitä käytetään?

Polyuretaanista kuultiin ensimmäisen kerran vuonna 1937. Tämän materiaalin syntetisoi Otto Bayer di-isosyanaatista ja polyesteristä nestemäisessä muodossa. Aineella oli paljon etuja muoviin verrattuna, joka oli tuolloin melko kysytty.

Polyuretaani on ainutlaatuinen materiaali, jolla on lähes rajattomat mahdollisuudet ja näkymät. Polymeeri sisältää 2 tyyppisiä raaka-aineita, nimittäin: polyoleja ja isosyanaatteja. Jälkimmäisen tuotanto perustuu öljynjalostukseen. Sekoittamalla nestemäisiä alkuaineita saadaan reaktiivisia koostumuksia. Polyuretaanin ominaisuudet riippuvat suoraan ainesosista, joista se on valmistettu, sekä katalyyttien, vaahdotusaineiden, stabilointiaineiden ja paljon muuta suhteesta.

Polyuretaanin etuja ovat seuraavat ominaisuudet:

• korkea mekaaninen lujuus;
• dielektrisyysvakio;
• huono hankaus;
• hyvä elastisuus;
• kyky säilyttää muoto toistuvien muodonmuutosten jälkeen;
• kulutuskestävyys;
• pitkä käyttöikä;
• kestävyys happoja, öljyjä, liuottimia vastaan;
• ei-herkkyys mikro-organismien vaikutuksille;
• suuri käyttölämpötila-alue;
• kestävyys alhaisille lämpötiloille;
• kyky työskennellä korkeassa paineessa.

Tämä materiaali ei vanhene, se soveltuu erilaisiin koneistuksiin. Lisäksi polyuretaanituotteet ovat kevyitä ja siksi helppoja kuljettaa ja asentaa. Tällä elastomeerilla on kyky vaahtoaa, joten siitä valmistetaan kaikenlaisia ​​huokoisia tuotteita.

Monista eduista huolimatta polyuretaanilla on joitain haittoja:

• epävakaa vääntökuormille;
• materiaalin elastisuus ja lujuus riippuvat suoraan ympäristön lämpötilajärjestelmästä;
• jalostuksen monimutkaisuus uusioraaka-aineiksi.

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

• Ekstruusio. Tämä menetelmä polyuretaanin saamiseksi sisältää sulassa muodossa olevan materiaalin pakottamisen ekstruuderin muodostusreiän läpi.
• Valu. Paineen vaikutuksesta sula massa ruiskutetaan erityiseen muottiin, jonka jälkeen se jäähdytetään.

Huolimatta siitä, että kumi ja polyuretaani ovat melko samanlaisia, synteettinen elastomeeri ylittää laatuominaisuuksiltaan luonnollisen materiaalin. Toisin kuin kumilla, polymeerikuiduilla on suurempi lujuus ja kulutuskestävyys. Tästä syystä kumia käytetään monilla teollisuudenaloilla vähemmän kuin polyuretaania. Pääasiallinen materiaalin kestävyyteen vaikuttava tekijä on sen hankaava kuluminen, herkkyys aggressiivisen ympäristön vaikutuksille. Tämän kriteerin mukaan verrattaessa voidaan päätellä, että polyuretaani kestää 10 kertaa paremmin kulutusta.

Eri ympäristöjen kestävyyden arvioinnin mukaan polymeeriä pidetään myös kumia parempana. Se sietää liuottimien ja myrkyllisten kemikaalien vaikutuksia.Luonnonkumin vetolujuus on muun muassa 1,5-3 kertaa pienempi kuin elastomeerin. Synteettinen materiaali pystyy nopeasti palauttamaan muotonsa ilman muodonmuutoksia suuressa kuormituksessa. Kumi puolestaan ​​on elastomeeria parempi vain kustannuksiltaan, mikä on paljon vähemmän kuin synteettinen.

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. Erilaiset lisäaineet voivat antaa polyolille ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka voivat muuttaa joustavuuden, pehmeyden, kovuuden ja kestävyyden indikaattoreita.

Polyuretaania valmistetaan useissa olomuodoissa:

• viskoosissa nesteessä;
• pehmeässä;
• kiinteässä muodossa.

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 monilla kotitalous- ja teollisuusalueilla. Listataan polyesteripolyolin tärkeimmät ominaisuudet.

• 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 celsiusastetta. 120-140 asteen osoittimella sitä voidaan käyttää lyhyen aikaa. Polyuretaanien sulamispiste on korkea - vähintään 160 celsiusastetta. 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.

Energiaa säästävien ominaisuuksiensa vuoksi polyuretaani on luokiteltu turvalliseksi materiaaliksi. Arvioitaessa sen ympäristöystävällisyyttä on kuitenkin syytä ottaa huomioon mahdollisuus vahingoittaa tätä elastomeeriä nestemäisessä ja kiinteässä tilassa. Kuten käytäntö on osoittanut, kuivassa muodossa tämä polyoli ei päästä haitallisia aineita. Vaaralliset höyryt ovat mahdollisia vain, jos materiaalia käsitellään väärin.

Tuotantotekniikan rikkominen voi kuitenkin johtaa seuraavien myrkyllisten höyryjen vapautumiseen.

• Isosyanaatit... Nämä aineet ovat osa maaleja ja lakkoja, vaahtotuotteita. Niiden läsnäolo voi aiheuttaa astman ilman erityissuojaa.
• Amiinikatalyytit, jotka aiheuttavat lisääntynyttä herkkyyttä, ärtyneisyyttä, näön hämärtymistä. Jatkuvasti hengitettynä nämä aineet aiheuttavat haavaumia, limakalvojen ärsytystä, palovammoja suuhun, kurkkuun ja ruokatorveen.
• Polyol. Hän pystyy ilmaisemaan myrkyllisen vaikutuksensa vain suorassa kosketuksessa elävän organismin kanssa, nimittäin nieltäessä. Polyolimyrkytys ilmenee oksentamisena, myrkytyksenä ja kouristuksena.
• Paloa hidastava. Tämä aine kertyy vähitellen kehoon, 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 heikkolaatuisia suihketyyppejä, samoin kuin erityissuojauksen puuttuessa käytön aikana.

Monet ovat huolissaan asuintiloihin asennetun polyuretaanin vaaroista. Käyttäjien pelot ovat turhia, koska tämä tavaraluokka käy läpi paljon turvallisuustestejä ennen myyntiin menoa. Ongelmia voi syntyä vain, jos elastomeeri ostetaan valmistajalta, jolla ei ole laatusertifikaatteja.

Tietäen 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, kun sitä verrataan niihin.

• Duropolymeeri. Näyttää mattamuovituotteelta. Polyuretaani puolestaan ​​on kuin vaahdotettu jauhe ja se on päällystetty pohjamaalilla. Jälkimmäinen on kevyt ja sopii erinomaisesti katon kanssa työskentelemiseen. Lisäksi sen valikoima on melko laaja. Duropolymeeri kuuluu anti-vandaalipolymeereihin, joten ostajan ei tarvitse miettiä sen entisöintiä pitkään.
• Vinyyli. Tätä materiaalia, toisin kuin polyuretaania, ei ole tarkoitettu suojaamaan pintaa, sitä käytetään useammin koristetarkoituksiin.
• Silikoni. Nämä materiaalit valmistetaan käytettäväksi erilaisissa töissä. Kuluttajien mukaan elastomeerille on ominaista parempi kestävyys ja lujuus. Silikoni puolestaan ​​erottuu siitä, että se on elastinen ja bioinertti.
• Paisutettu polystyreeni. Materiaalien välinen ero on ensisijaisesti kustannuksissa, jotka ovat korkeammat polyuretaanilla. Paisutettu polystyreeni ei johda hyvin lämpöä, se on kätevä ja helppokäyttöinen. Polyuretaani kestää pidempään kuin edellinen materiaali, ei huonone negatiivisten ympäristötekijöiden vaikutuksesta.
• Polyesteri. Sen kanssa polyuretaanilla on monia samoja ominaisuuksia. Kuitenkin jollain tavalla toinen materiaali on laadultaan parempi kuin ensimmäinen. Polyuretaani on joustavampaa, vahvempaa ja kestävämpää kuin polyesteri.

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

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

Termoplastinen polyuretaani on joustava, joustava materiaali, joka kestää kulutusta ja epäsuotuisia sääolosuhteita. Se valmistetaan ja värjätään eri menetelmillä. Termoplastinen elastomeerikäsittely suoritetaan suulakepuristus-, puristus-, iskukoneilla. Tämä joustava tuote soveltuu erilaisiin sovelluksiin, kuten rakentamiseen, autoteollisuuteen, jalkineet.

Polyesteripolyolia käytetään nykyään laajalti. Polyuretaanilevyistä valmistetaan vuoraukset, puristusosat, tela, pyörä, telapinnoite, tiivisterenkaat, hihansuut, tulpat. Nestemäisessä muodossa sitä on käytetty betonirakenteiden, vaunujen, luukkujen ja kattojen pinnoittamiseen. Usein elastomeeri on osa tiiviste-, liima-, maali- ja lakkatuotteita.

Raskaassa teollisuudessa tästä materiaalista valmistetaan iskuja vaimentavia osia. Rakentamisessa sitä käytetään liukastumisenestopinnoitteen, tärinää kestävien pintojen, julkisivujen luomiseen. Auto- ja huonekaluteollisuus ovat välttämättömiä ilman elastomeeria. Polyuretaanin kysyntä on havaittavissa tekstiiliteollisuudessa. Se sopii päällisten, vetoketjujen, niittien, pohjallisten, pohjallisten valmistukseen. Lääketiede käyttää elastomeeria kondomien, proteesien ja implanttien valmistukseen.

Nykyään polyuretaanin kierrätyksestä on tulossa yhä tärkeämpi kysymys. Ongelma liittyy kaatopaikkojen pinta-alan kasvuun sekä niiden poistamiskustannusten nousuun. Viime vuosina elastomeerien käsittelyyn liittyvien uusimpien teknologioiden kehitystä on havaittu ja tähän asiaan kiinnitetään yhä enemmän huomiota.

Tässä on tärkeimmät menetelmät kierrätettyjen materiaalien saamiseksi polyuretaanista.

• Fyysinen. Tässä tapauksessa muovi murskataan hienoksi jakeeksi, jota käytetään myöhemmin täyteaineena rakentamisessa.
• Uudelleensulatus. Tämän menetelmän tuloksena tuotetaan raaka-aineita, joita käytetään myöhemmin polyuretaanituotteiden valmistukseen.
• Korkean lämmön glykolyysi. Tällä menetelmällä hiilihydraatit hajotetaan.
• Kemiallinen. Prosessointi perustuu depolymerointiin, jonka jälkeen elastomeerista muodostuu alhaisen molekyylipainon omaavia aineita.
• Palaa. Tätä energian saantimenetelmää pidetään vaarallisimpana kaikista edellä mainituista, koska se vapauttaa haitallisia aineita ilmakehän ilmaan.

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

Huolimatta siitä, että tämä on synteettinen aine, se on turvallinen ihmisille, joten sitä käytetään lääketieteessä, rakennus-, tekstiili- ja jalkineteollisuudessa. Huolimatta korkeista kustannuksista muihin materiaaleihin verrattuna, polyuretaani maksaa itsensä takaisin luotettavuudellaan ja kestävyytensä ansiosta.

Seuraavassa videossa on lisätietoja polyuretaanin käytöstä.