Полиуретан листовой, термопластичный: применение, изделия из полиуретана, цены

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:

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.
Пенополиуретаны — изготовление пористых утеплителей, наполнителей.
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».

Полиуретан: применение и свойства

Полиуретан – современное и востребованное в промышленности сырье, которое можно поставить в один ряд с резиной, каучуком, металлом. Полиуретан используется в различных формах: в жидком, твердом, включая формованные листы. Большую популярность этот материал приобрел благодаря особенностям получения, универсальным свойствам, а также доступности.

Итак, знакомимся, полиуретаны: состав, свойства, производство, применение.

История создания полиуретана

Впервые полиуретан был получен в 1937 году. Известный немецкий химик-технолог Отто Байер синтезировал его из диизоцианта и жидкого полиэфира. Полученное вещество превосходило по многим свойствам существующие тогда пластмассы. Дальнейшие исследования в этом направлении были направлены на получение искусственных волокон, а также пены, обладающей высокой эластичностью. Но задуманное пришлось отложить в связи с начавшейся Второй Мировой. Но уже тогда полиуретаны начали использовать, например, в незначительных количествах их применяли для покрытия самолетов.

Вновь к совершенствованию технологии и изготовлению полиуретана в промышленных масштабах вернулись лишь в 1954 году, с помощью. Для синтеза применялся диизоциант толуола и полиолы полиэстра. Массовое производство стартовало в 60-х годах с подачи известных американских компаний Mobay и Union Carbide.

Занимательно, что вспененный полиуретан, обладающий высокой эластичностью, был получен случайным образом. В смесь, подготовленную для реакции, попала вода. Результат был непредсказуем и дал начало производству нового материала.

Свойства полиуретана

Полиуретан – это целый класс синтезируемых полимеров, в молекулах которых присутствуют группы уретанов. В связи с тем, что молекулярная структура их может отличаться, технические характеристики и свойства полиуретанов могут быть различными. Но общее для всей группы полимеров является вязкость и высокая эластичность. По этой причине их относят к эластомерам. Эластомерами называют упругие материалы, которые могут растягиваться и принимать исходное положение, то есть ведут себя как резина.

Впечатляет морозостойкость полиуретанов, они могут использоваться при различных температурах: от — 60°C до +80°C.

Физические свойства полиуретана

Высокая твердость. Это дает возможность применять материал там, где на него оказываются значительные механические нагрузки.
Превосходная износостойкость. В том числе к воздействию абразивных веществ, применяемых для шлифовки, полировки и прочих видов обработки материалов.
Значительная эластичность. При том, что твердость материала остается высокой.
Устойчивость к деформациям, которая обеспечивается значениями прочности до 50 МПа.
Полиуретан – неблагоприятная среда для образования плесени, грибков, микроорганизмов.
Не изменяет свойства при воздействии масел, растворителей.
Метод литья позволяет изготавливать из полиуретана продукты любого размера и конфигурации.

Достоинства и недостатки материала

Полиуретан имеет массу преимуществ, в сравнении с прочими наиболее распространенными материалами.

Он легче, чем металлы, эластичнее, не является проводником электричества, не поддается воздействию абразивов. Изготовленные из полиуретана механизмы производят меньше шума, чем металлические, они не требуют больших затрат при ремонте и обслуживании.
Полиуретан имеет более долгий срок эксплуатации, в сравнении с резиной. Он способен выдерживать значительнее нагрузки, скорее, чем резина возвращает первоначальную форму после внешнего воздействия, эластичен, не видоизменяется при взаимодействии с маслами, не притягивает так сильно грязь, как резина.
В сравнении с пластиками свойства материала полиуретана также более практичны. Он устойчив к механическому воздействию, обладает значительной упругостью и не поддается абразивам. Этот материал сохраняет эластичность даже при экстремально низких температурах. Из него проще формировать материал с толстыми слоями.
Полиуретан выделяется среди всех указанных материалов и по соотношению цены и качества. Применяя его при производстве разнообразных механизмов, удается удешевить себестоимость продукции.

Общие плюсы полиуретана

Небольшая масса. Это позволяет уменьшить общий вес готовых изделий.
Устойчивость к внешним воздействиям среды, химических составов.
Возможность производства материала с определенным показателем коэффициента трения.
Неспособность проводить электричество.
Способность значительно растягиваться.
Возможность использования при критичных температурах, в том числе краткосрочно при температуре до 100°C.
Долговечность.
Твердость.
Износоустойчивость.

Минусы у этого материала также имеются. Главный из них – сложность утилизации. Прочие же могут формироваться из плюсов в неподходящих условиях. Так, резиновые детали могут быть более мягкими, в сравнении с полиуретаном. Иногда это преимущество, например, при конструировании и эксплуатации подвески. Полиуретановые сайлентблоки придают ей больше жесткости. А при применении этого материала в декоре можно получить некачественный рисунок из-за того, что вспененная структура усаживается. Обувь, изготовленная с применением

Как производится полиуретан и полуфабрикаты из него

Полиуретан бывает различных форм. Он может быть жидкий, твердый, выпускающийся в форме стержней, листов, пластинок, а также вспененный (всем знакомый пенопласт, поролон). Есть также напыляемый.

Для производства изделий из него могут применяться самые различные технологии от литья и прессования, до экструзии и заливки с использованием стандартного оборудования.

В современной промышленности применение полиуретана так распространено, что его смело можно назвать самым востребованным полимером. Так, в 2015 году по данным Labyrinth Research&Markets, во всем мире было произведено более 21 миллиона тонн полиуретана. Учитывая растущие потребности в нем, к 2020 году по прогнозу объемы могут вырасти до 30 миллионов тонн. Отмечается, что отрасль находится в положении стабильного развития и темпы ее роста опережают динамику валового продукта мирового хозяйства.

Что касается России, то объем импортного полиуретана незначительно превышает собственное производство. Ведущая разновидность – вспененный полиуретан жесткий и мягкий. Его доля в общей структуре 84%. Больше всего полиуретана используется в мебельной отрасли, автомобильной и строительной. Также это материал используется при изготовлении труб для нефте- и газопроводов.

В мире крупнейшими предприятиями по синтезу этого вещества являются:

Covestro;
Bayer;
BASF;
Huntsman и ряд других.

Области применения полиуретана и его производных

Полиуретан выпускается различных форм, поэтому и области применения полиуретана очень многочисленны.

Жидкий. Производится в виде спрея. Используется для покрытия поверхностей из различных материалов: бетона, кузовов технических устройств, баков и резервуаров и пр.
Материал в таком виде оказывается полезен для создания защитной прослойки при сооружении крыш. Он входит в состав красок, лаков, герметиков, клеящих веществ. Из него изготавливаются формы для производства бетонных, гипсовых, восковых изделий, в том числе небольшого размера, архитектурных, декоративных.
Пенополиуретан. Служит сырьем для наполнения, материалом для теплоизолирующих конструкций.
Листовой полиуретан. Является основой защитных элементов, штампов для прессов, применяется для производства колес, роликов, валов.

Если рассматривать отдельные виды промышленности, где используется этот материал, то список получится достаточно длинный.

Тяжелая. Например, в качестве амортизирующих деталей в конструкции станков.
Строительная. Устойчивые к вибрациям полы, нескользящие покрытия, отделка фасадов.
Мебельная. Крепеж, матрасы, наполнители для мягкой мебели.
Автомобильная. Валы, втулки, пружинные элементы, шины, ролики, детали, взаимодействующие с маслами, подшипники.
Медицина. Протезные элементы, имплантаты.
Обувная. Подошвы, материал, имитирующий кожу.
Текстильная. Производство ковров – изготовление подложки для них.

Применение полиуретана ограничивается лишь сложностью его утилизации. Однако этот вопрос решается путем вторичной переработки отходов.

Вторая жизнь полиуретана

Ведущими источниками полиуретана, используемого для вторичной переработки, являются бытовые приборы, вышедшие из строя, автомобильные детали, матрасы и мягкая мебель, ковровые покрытия. И, конечно, весомую долю занимают отходы промышленности. Все вместе это составляет лишь около 5 процентов от пластмассовых отходов.

Методы переработки этого материала различаются. Один вариант – получение энергии путем сжигания отходов и использования выделяемого при этом тепла. Другой, более оптимальный и экологичный – механическое измельчение для повторного включения в производственные процессы, например, в качестве наполнителя при изготовлении формованных продуктов. Третий вариант – химическое разделение на мономеры, из которых снова производятся полиуретаны.

Широкое внедрение вторичной переработки может решить основную проблему, связанную с использованием этого материала. А универсальные свойства и применение полиуретана повсеместно не позволяют сомневаться, что этот материал будет востребован еще длительное время.

Виды, производство и применение полиуретана листового типа

Полиуретан – это искусственный конструкционный материал нового поколения, значительно превышающий по своим техническим характеристикам материалы на основе каучука и резины, а по определенным показателям составляющий серьезную конкуренцию металлу. Так как полиуретан обладает отличными физическими и химическими свойствами, он является весьма востребованным материалом в современном промышленном производстве.

Полиуретан является полимером, содержащий в своем составе вещества полиол и изоцианат, которые, в свою очередь, являются продуктами синтеза нефти. Макромолекулы полиуретана содержат также некоторые функциональные группы (амидная, мочевинная), придающие веществу свойства эластомера. В зависимости от своего состава, полиуретан может иметь жидкое и твердое агрегатное состояние. Одним из самых востребованных в промышленности веществ этого типа является полиуретан листовой.

Историческая справка

Первые разработки синтетического материала, призванного заменить некоторые виды пластика, резины, а также металла были произведены в Германии и Соединенных Штатах в 30-х годах XX века. В США исследованиями в этой области занималась химико-технологическая лаборатория под руководством У. Х. Карозерса. Учеными был успешно проведен синтез искусственного каучука, нейлона и полиамида.

Группе немецких ученых под руководством Бейера удалось провести синтез эластомеров в 1937 году независимо от своих американских коллег. В отличие от последних, немецкие химики синтезировали твердый полиуретан, что не нарушало патент на созданный ранее вспененный аналог. Производство полиуретана в промышленных масштабах было налажено в Германии в 1944 году, в США – в 1957 году и лишь 60-х годах в России.

Масштабное производство твердого полиуретана листового типа для индивидуальных хозяйственных нужд и технических нужд промышленности началось относительно недавно. За короткий промежуток времени состав полимера претерпел значительные изменения, направленные на повышение качества продукции, расширение перечня выпускаемых марок и модификаций, обладающих заданными свойствами.

Свойства и технические характеристики листового полиуретана

Полиуретан обладает большим набором физических свойств, выгодно отличающих его от конкурентов. Эластомер обладает такими физическими характеристиками:

высокие прочностные показатели и сопротивляемость разрыву;
высокие показатели диэлектрических свойств;
материал не впитывает влагу, стоек к воздействию атмосферных осадков;
стоек к воздействию растворителей и масел;
стоек к воздействию радиоактивного излучения;
материал обладает хорошей эластичностью при различных показателях твердости, начиная с 40 и заканчивая 97 единицами Шора;
при деформации полиуретан восстанавливает свои начальные геометрические характеристики (обратная деформация);
листовой полимер выдерживает давление до 100 МПа;
полиуретан сохраняет свои технические характеристики при эксплуатационной температуре до 120 градусов Цельсия. Нижний рабочий предел температуры полиуретана составляет минус 70 градусов;
полиуретан биологически инертен, не поддерживает рост плесени и грибка, не гниет и может сам выступать в роли антикоррозионной защиты.

Химические свойства полиуретана характеризуются высокой стойкостью материала к некоторым агрессивным веществам. В частности, полиуретан может находиться в контакте с растворителями и маслами. Материал стоек к различным нефтепродуктам и может использоваться в работе с горюче-смазочными материалами.

Отлично проявляет себя в соленых средах и в условиях повышенной влажности, а также не разрушается и не меняет своих физико-механических свойств под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Из отрицательных свойств материала можно отметить его неустойчивость к воздействию азотной, фосфорной и муравьиной кислот, а также химически активных сред с высоким содержанием соединений хлора и ацетона. Материал может подвергаться разрушению при продолжительном контакте со щелочами в условиях высоких температур. При эксплуатации полиуретана за пределами рабочего диапазона температур возможны случаи изменения его физико-механических свойств.

Производство, стоимость и размеры листового полиуретана

Основная часть листового полиуретана производится методом литья. Применяется как высокотемпературная технология литья в пресс-формы под давлением, так и способ разливания расплавленного сырья в открытые матрицы без воздействия температуры и давления. Технология экструзии для производства листового полиуретана применяется реже.

В настоящее время на рынке конструкционных материалов представлен широкий выбор полиуретана листового типа, как отечественных производителей, так и зарубежных. Среди иностранных производителей материала наибольшей популярностью пользуются компании США, Германии, Италии и, конечно же, Китая.

Среди отечественных производителей наибольшее распространение получили листы полиуретана модификаций СКУ7Л, СКУ-ПФЛ100. Марки отличаются друг от друга по следующим показателям:

твердость в единицах Шора;
прочность на раздир;
сопротивляемость сжатию и растяжению;
способность к восстановлению формы.

В зависимости от марки, толщины, габаритов листа и фирмы-производителя, на полиуретан листовой цена может изменяться в значительной степени. Стоимость полиуретановых листов типа СКУ7Л размером 0,5х0,5 м и толщиной 5 мм начинается с 1100 рублей, а стоимость материала модификации СКУ-ПФЛ100 таких же габаритов составляет 1300 рублей и выше. Цена листового материала с аналогичными техническими характеристиками, но импортного производства, обычно, в полтора-два раза выше.

Каждая фирма-изготовитель листового материала имеет свою линейку стандартных габаритов. Толщина листов полимера начинается с 2 мм и может доходить до 40 мм. Форма листов может быть квадратной размерами 400х400 мм, 500х500 мм, 1000х1000 мм, 1200х1200 мм и прямоугольной размерами 800х1000 мм, 800х1200 мм, 2000х3000 мм.

Встречаются листы полиуретана длиною до 8 м и шириною до 2,5 м. Как правило, при оформлении заказа на изготовление материала у официальных представителей заводов существует возможность выпуска партии продукции с индивидуальными габаритными размерами. В этом случае максимальный размер листов ограничивается только техническими возможностями заводского оборудования.

Применение листового полиуретана

Благодаря уникальным свойствам и относительно низкой стоимости применение полиуретана листового типа получило широкое распространение во многих отраслях промышленного производства. Вот некоторые примеры использования полиуретана в промышленности:

листы полиуретана применяются в качестве футеровочных элементов бункеров, хопперов, закромов, течек и других агрегатов технологических линий дробления, измельчения и транспортировки концентрата горнорудной промышленности. Применение полиуретановой футеровки позволяет сэкономить значительные средства на ремонте, восстановлении и замене быстро истирающихся металлических поверхностей;
материал используется также и для футеровки внутренних поверхностей емкостных сооружений химической промышленности, которые контактируют с агрессивными средами и веществами;
из листового полиуретана изготавливают пластины для прессовых штампов кузнечно-штамповочных цехов;
пластины синтетического полимера применяют для производства различных элементов уплотнения и опорных поверхностей роликов, валиков, колес;
в строительной отрасли из полиуретана изготавливают отдельные слои вибростойких полов и покрытий, а также противовибрационных уплотнителей окон и дверей;
материал применяется в качестве антискользящих покрытий полов в ванных комнатах и бассейнах;
из листового полимера производят коврики в салоны и багажные отделения автомобилей;
материал используется для производства фасадных систем;
полиуретан является наиболее подходящим материалом для включения в конструкции фундаментов под оборудование с большими динамическими нагрузками. Пластины полиуретана служат амортизирующими прокладками различных станков и агрегатов, уменьшая вибрационные воздействия на строительные конструкции зданий и сооружений.

Современный конструкционный материал – полиуретан листовой

Листовой полиуретан – это современный полимерный материал, который по своим эксплуатационным свойствам превосходит каучуки, резину, а в некоторых аспектах – и металлы. За счет своих уникальных свойств данный материал применяется в различных отраслях промышленности.

К полиуретанам относится обширная группа полимеров, в макромолекуле которых присутствует уретановая группа -NHCOO-.

Краткая история изобретения материала

Возникновение полимеров связано с именем американского химика У. Карозерса, который в 30-е годы разрабатывал технологию синтеза полиамидов. На основании его исследований в немецком концерне Farbenindustrie были созданы первые материалы, подобные полиамидам.

В то время главной целью исследователей было найти заменитель таким важнейшим видам сырья, как пробка, каучук и даже сталь. Уже в 40-х годах в Германии, а в 50-х – в Америке начинается промышленное производство ПУ. В СССР исследования в этой области начались в 60-х гг.

Основные свойства

Физико-механические свойства полиуретана

ПУ эластомеры обладают многими ценными физическими свойствами в сравнении с другими материалами:

высокие значения прочности и сопротивления раздиру;
хорошие диэлектрические свойства;
устойчивость к набуханию в различных растворителях и маслах;
высокая эластичность при любом показателе твердости ( от 40 до 97 единиц Шора А);
радиационно- и озоностойкость;
хорошие показатели обратной деформации;
возможность работы при повышенном давлении (до 100 МПа);
при постоянной динамической нагрузке предельная верхняя температура эксплуатации данного материала составляет 120°С. Низкая температура существенно не влияет на качества полиуретановых эластомеров до -70 °С.

Химические свойства полиуретана

Пластины полиуретана характеризуются высокой стойкостью к растворителям и маслам, и применяются для работы с нефтью и производными нефти, а также смазочными маслами. Кроме того, данный материал устойчив к воздействию соли и водяного тумана, ультрафиолетовому излучению.

Однако опыт показывает, что полимер быстро разрушается при воздействии азотной кислоты, веществ, содержащих значительный процент хлора, ацетонов, муравьиной и фосфорной кислот, скипидара.

Из недостатков материала можно выделить невысокую стойкость к воздействию щелочей при высоких температурах, значительную зависимость физических свойств от изменений температуры.

Применение листового полиуретана

Данный материал применяют практически во всех отраслях промышленности.

В горнодобывающей промышленности ПУ эластомеры применяются для футеровки технологических агрегатов, которые связаны с транспортировкой, измельчением и сепарацией рудного концентрата. Дело в том, что металлические поверхности бункеров, пульпопроводов и мельниц быстро истираются, требуется их замена, что стоит очень дорого. Проблема износа решается при помощи футеровки этих поверхностей ПУ листом, замена которой обходится гораздо дешевле.

В химической промышленности футеровку полиуретаном используют для внутренних поверхностей емкостей, предназначенных для хранения агрессивных жидкостей.

В кузнечном и штамповочном производстве листовой полимер применяется в качестве пластин для штампов.

Кроме того, пластины ПУ используются в следующих сферах:

в уплотнительной технике, для изготовления вибростойких деталей;
покрытие полов для уменьшения уровня шума и гашения вибраций;
производство уплотнительных и опорных элементов, колес, валов и роликов;
в строительстве: для изготовления уплотнительных элементов для дверей, окон;
производство амортизирующих листов под станки и другое оборудование и проч.

Размеры листов

Каждое предприятие изготавливает листовой полимер в нескольких стандартных типоразмерах. Минимальная толщина пластин составляет 2мм, а максимальные габаритные размеры – до 8000×2500мм. Обычно существует возможность изготовить полиуретановые листы и плиты на заказ, в этом случае их размеры практически не ограничены.

Технология изготовления полиуретана

Листовые элементы получают способом литья полиуретановых эластомеров. Литье может производиться как в открытые формы при низком давлении (литё RIM), так и в пресс-формы под давлением и при t° до 220°С.

Читайте также:

Проект маленькой гардеробной комнаты

Полиуретан листовой: производители, марки и цены

Сегодня на российском рынке представлен листовой материал как отечественного производства, так и импортного (среди стран-поставщиков – Китай, США, Германия, Италия).

Наиболее распространенными отечественными марками ПУ являются СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ-100, отличающиеся друг от друга такими характеристиками, как твердость полиуретана по Шору, показателем сопротивления раздиру, пределом прочности при растяжении и прочими характеристиками.

Что касается цены, то для общего представления можно привести следующие цифры. Плита 500×500×5мм марки СКУ-7Л стоит около 1000 рублей, а марки СКУ-ПФЛ-100 – около 1200 рублей.

В данной статье были перечислены лишь некоторые сферы применения материала. На самом деле, список этот намного длиннее. Благодаря тому, что по различным свойствам ПУ превосходит резину, каучук и другие материалы, его использование более экономически выгодно, чем применение других традиционных материалов.

Марки полиуретана и жидкого пластика

Краткая история изобретения материала

Свойства полиуретана

Полиуретановые изделия широко применяются в разных отраслях промышленности: штамповка, катки, колеса, покрытия валов, опорные элементы, манжеты, корпусные детали, уплотнительные кольца и т.д. , и их потребление постоянно возрастает.

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, вулколаны, 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.

Уретановые эластомеры можно получать с широким диапазоном свойств. Благодаря высокому модулю полиуретанов по сравнению с другими эластомерами изделия из них можно делать с более тонкими стенками.

В таких странах как США, Англия, Германия, Япония и др. вместо резины успешно используется полиуретан. Стойкость против старения у полиуретановых эластомеров выше, чем у натурального и синтетического каучуков.

Физико-механические характеристики полиуретана

Полиуретан обладает высоким сопротивлением разрыву, высокой износоустойчивостью и способностью выдерживать большое давление наряду с большой эластичностью, маслостойкостью и теплостойкостью. Полиуретан можно подвергать механической обработке различными способами.

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 750 атм) в широком температурном диапазоне (от -60 до 140 °С). При специальной обработке полиуретан создает прочные связи с металлом.

Сравнительные характеристики резины и полиуретана

Показатель	Значение для резины	Значение для полиуретана	Примечание
Условная прочность при растяжении, МПа (кгс/см кв.)	12,7 (130)	35 (350)	Полиуретан прочнее резины в 2,5 раза
Относительное удлинение при разрыве (не менее), %	300	500 — 600	Полиуретан эластичней резины в 2 раза
Твердость, ед. Шора А	40 — 50	55 — 97	Полиуретан может быть изготовлен различной твердости
Истираемость, м куб/т.Дж	45 — 80	11,25 — 26,6	Условная износостойкость полиуретана в 3 раза выше

Плотность резины 1,37; плотность полиуретана 1,259;

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 ед.

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.

Особо успешно применяется полиуретан в производстве вибростойких деталей (например, устройство амортизации установок погружного электроцентробежного насоса, протектора центратора подвески НКТ), а также в уплотнительной технике и кузнечно-штамповом производстве.

Основные свойства

Физико-механические свойства полиуретана

ПУ эластомеры обладают многими ценными физическими свойствами в сравнении с другими материалами:

высокие значения прочности и сопротивления раздиру;
хорошие диэлектрические свойства;
устойчивость к набуханию в различных растворителях и маслах;
высокая эластичность при любом показателе твердости ( от 40 до 97 единиц Шора А);
радиационно- и озоностойкость;
хорошие показатели обратной деформации;
возможность работы при повышенном давлении (до 100 МПа);
при постоянной динамической нагрузке предельная верхняя температура эксплуатации данного материала составляет 120°С. Низкая температура существенно не влияет на качества полиуретановых эластомеров до -70 °С.

Химические свойства полиуретана

Технические характеристики

Технические характеристики полиуретанов могут различаться, однако их объединяет несколько параметров:

Механическая прочность разного полиуретана.
Устойчивость к истиранию.
Эластичность.
Широкий диапазон рабочих температур.
Диэлектрические свойства.
Малая теплопроводность.
Маслостойкость.
Химическая стойкость к растворителям.
Водостойкость.

В целом полимер надежен. Но стоит отметить, что эксплуатация деталей из полиуретана в условиях пониженных температур может привести к повышению хрупкости и потере полезных свойств.

Применение листового полиуретана

Данный материал применяют практически во всех отраслях промышленности.

В кузнечном и штамповочном производстве листовой полимер применяется в качестве пластин для штампов.

Кроме того, пластины ПУ используются в следующих сферах:

в уплотнительной технике, для изготовления вибростойких деталей;
покрытие полов для уменьшения уровня шума и гашения вибраций;
производство уплотнительных и опорных элементов, колес, валов и роликов;
в строительстве: для изготовления уплотнительных элементов для дверей, окон;
производство амортизирующих листов под станки и другое оборудование и проч.

Виды полиуретана

Виды
*

Есть много видов материала, каждый из который обладает своими характеристиками. Но практически во всех странах самое важное место занимают три основных типа промышленного полиуретана.

Адипрены

Материал, отличающийся высокими показателями эластичности и прекрасно удерживающий форму. Адипрены широко применяются для создания покрышек, прокладок, различных покрытий. Главным назначением материалов считают защиту других деталей конструкций от износа, вызванного повышенной, повторяющейся нагрузкой.

Вулколланы

Отдельная группа материалов, которые способны работать при температуре до +120 градусов. Такой показатель позволяет использовать детали в большом количестве отраслей, связанных преимущественно с созданием опор или втулок.

Вулкопрены

Тип, который редко используется в чистом виде. Обычно вулкопрены применяют вместе с другими полимерами, чтобы придать им необходимые прочностные свойства.

Полиуретан листовой: производители, марки и цены

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы
*

Как и другие материалы, полиуретан имеет преимущества и недостатки, которые отличают его от аналогов. К преимуществам можно отнести:

Долговечность и медленное старение.
Выдерживает большие нагрузки.
Хорошо восстанавливает форму после механических деформаций.
Эластичность.
Практически не прилипают загрязнения.
Гораздо меньший вес, по сравнению с металлическими деталями.
Не проводит электричество.
Устойчив к воздействию различных абразивов.

Полиуретан гораздо дешевле других материалов, что позволяет значительно снизить затраты на производство деталей. Механизмы из полиуретана работают практически бесшумно, так как детали не сильно трутся друг об друга и не вызывают скрежета.

По сравнению с металлом, требует гораздо меньших затрат на обслуживание. Выделяется повышенной стойкостью к воздействиям, упругостью и твердой поверхностью, на которой сложно оставить царапины. Воздействие температур не сильно влияет на свойства, так как рабочий диапазон довольно широкий. Отдельно стоит выделить небольшой вес, который представляется принципиальным фактором во множестве механизмов и деталей.

Существует возможность создания вещества с любыми необходимыми свойствами. Преимущественно, это касается коэффициента трения для полиуретана. Он может быть любым.

Важно! Полиуретан в процессе использования может менять свои размеры вплоть до 600%, а затем возвращаться к исходному положению. Ни один другой распространенный материал такими свойствами не обладает.

Но не обошлось и без недостатков. К минусам полиуретана относят:

Сложности по переработке отходов.
При низких температурах материал становится хрупким и быстро разрушается под воздействием нагрузки. Эластичность практически нулевая.
Плохая сопротивляемость к скручиванию.
Вспененный материал дает усадку, что может приводить к нечетким очертаниям и нарушению формы.
Отсутствие воздухопроницаемости делает материал малопригодным для изготовления некоторых деталей.

Иногда возникает вопрос, вреден ли для человека полиуретан. Чтобы на него ответить, надо знать состав конкретного материала. А так как они различаются, то точного ответа никто не даст. Некоторые компоненты могут действительно быть опасными для здоровья, но в большинстве случаев все в пределах нормы.

Читайте также:

Порядок работы дренажа

Листовой

a	b	s	p
500	500	5	1,5
		5	1,6
		10	3
		10	3,1
		15	4,3
		15	4,7
		20	5,8
		20	6,3
		25	7,5
		25	7.8
		30	9
			9,2
			9,4
		40	11,5
		40	12,5
		50	15,6
		60	19,6
		70	22,5
		80	24,5
1000	3000	10	13

Листовой полиуретан принято также называть пластиной. Изготовление листов изделия происходит, с помощью таких процессов как: литье, прессование и экструзия. А вот, чтобы создать данный продукт, необходимо воспользоваться специальным синтетическим сырьем, в состав которого входят составные части. Они позволяют получить жидкое или твердое изделие.

Рассматриваемый материал является очень прочной и качественной продукцией из аналогичных каучуковых изделий, ПВХ и металлов. Полиуретан в виде пластины можно применять в сложных условиях работы, при любой погоде и разных температурах.

Если говорить про характеристики листового полиуретана, то у него:

Высокая гибкость и эластичность
Устойчивость к агрессивным воздействиям
Небольшой удельный вес
Низкая электропроводность

Эксплуатировать листовой материал можно при температурах от -60°С до +80°С. Также существует термопластичный полиуретан, который может использоваться при температуре + 120 °С.

Полиуретан листовой. Применение и свойства

Листовой полиуретан представлен в виде твердых заготовок – прямоугольных пластин. Он достаточно конкурентоспособен даже в сравнении с аналогами из дерева, металла.

Производство листового полиуретана

Компоненты, используемые для изготовления полиуретана являются нефтепродуктами (полиол, изоционат). Материал для производства должен соответствовать требованиям ТУ 84-404-78.

Есть несколько технологий производства листового полиуретана. Это:

литье, где сырье подается в пресс-формы в условиях высоких температур и под определенным давлением;
заливка, схожа с первым способом, но отсутствуют специально созданные параметры среды;
прессование чаще применяется для изготовления предметов сложной конфигурации. Смолу определенной твердости прессуют в изделия;
экструзия позволяет получить потоковое производство путем выталкивания сырья из формирующих отверстий. Впоследствии заготовки нарезаются по размерам и на выходе получается большое количество изделий, которые будут поставляться погонными метрами.

Зачастую для получения листового полиуретана применяется литьевой метод.

Современный рынок может предложить обширный выбор листового полиуретана. Это разные воплощения в размерах, цене, в зависимости от производителя, марки. В нашей стране распространены модификации – СКУ7Л, СКУ-ПФЛ100, СКУ-ПФЛ74, Аркол100, НИЦ ПУ-5 и другие. Друг от друга каждая марка отличается техническими характеристиками.

Марка, обозначающая класс материала, включает следующие переменные:

твердость (измеряется по методу Шора);
сопротивляемость раздиру;
устойчивость на сжатие и растяжение;
способность после деформации возвращать исходную форму.

Номенклатурное описание листов указывает на габаритные размеры. К примеру, артикул плиты 500х500х5мм, где первые две величины соотношения сторон, а последняя – толщины. Сам материал сокращенно обозначается ПУ или PU, PUR.

Свойства полиуретана

Рассмотрим свойства материала, подчеркивающие его индивидуальные характеристики.

Физические свойства листового полиуретана выгодно выделяют его среди аналогов. Это:

высокая прочность;
износостойкость даже при воздействии абразивов;
продолжительный срок эксплуатации;
повышенная сопротивляемость разрыву;
свойство обратной деформации;
устойчив к коррозии, не гниет, не способствует росту грибка, плесени;
не впитывает влагу.

Химические свойства листов полиуретана заключаются в высокой степени устойчивости к воздействию некоторых агрессивных сред. Так, материал может долгое время контактировать с:

растворителями;
маслами;
нефтепродуктами, горюче-смазочными составами.

Не меняет лист ПУ своих характеристик и при воздействии ультрафиолета, при долгом нахождении в воде пресной или соленой. Но возможно разрушение от воздействия кислот, щелочей, веществ, содержащих хлор, ацетон,

Технические характеристики показывают в каких условиях материал сохраняет рабочие качества:

при диапазоне температур от -70 0 С до +120 0 С;
эластичность по шкале Шора от 47 до 97 единиц;
максимальное давление – 100 МПа.

Габаритные размеры и толщина листового полиуретана разнятся в зависимости от сферы применения. Но, чаще всего, это прямоугольные или квадратные полотна толщиной 20 мм – 300 мм, соотношением сторон – 800Х1000мм, 500Х500 мм. и т.д. Возможно изготовление по индивидуальным размерам заказчика.

Сфера применения

Листовые ПУ изделия, в силу уникальных свойств, широко используются в различных сферах. Способствует этому и относительно низкая стоимость материала. В таблице ниже подробнее о применении:

Область применения полиуретана

Продукция

Функционал

Горнорудная промышленность

футеровочные элементы агрегатов, используемых для дробления, измельчения, транспортировки пород

– защита металлической поверхности от быстрого износа и истирания

Химическая промышленность

футеровочные элементы емкостей, резервуаров, в которых работают с агрессивными составами

– защита поверхности оборудования

Кузнечно-штамповочное производство

в качестве пластин для кузнечно-прессового оборудования

– штамповка деталей полиуретаном увеличивает надежность подвижного состава при эксплуатации

Производство уплотнительных, опорных элементов

покрытие колес, узлов, валиков, роликов

– защита от износа динамичных частей механизмов

Строительство и ремонт

вибростойкие покрытия для полов, уплотнения дверей, окон;

– снижения уровня вибрации при механическом воздействии;

– оформление фасадов жилых домов, общественных зданий

Производство элементов интерьера

антискользящие напольные покрытия для ванных комнат, бассейнов;

подложка под ковры

– увеличения удобства эксплуатации предметов;

– обеспечение простоты уборки, чистки поверхностей

Элементы интерьера, экстерьера авто

коврики для автомобилей (в салон, багажник), покрытия для педалей, дверные ручки;

детали внешнего тюнинга (спойлеры, бамперы и т.д.)

– повышение удобства, безопасности эксплуатации авто

Легкая промышленность

изготовление подошв обуви;

Читайте также:

Мрамор в интерьере кухонь

материала, имитирующего кожу

– обеспечение удобства и длительности ношения обуви

Различные сферы промышленного производства

элемент конструкции – фундамента под станки, агрегаты с большой долей вибрационного воздействия на здание

– пластины ПУ амортизируют, снижают вибрационную нагрузку

Таким образом, листовой полиуретан применяется в различных сферах и выполняет обширный перечень функций. Его можно резать или сверлить, при необходимости производить шлифовку, фрезерование.

Переработка. Одной из главных проблем использования полиуретана в листах является утилизация. Хоть он и занимает малую долю в структуре пластмассового мусора, но экологичное применение очень важно. И переработка позволяет решить эту задачу.

Листы ПУ или изделия из них могут быть:

сожжены в специальных условиях с целью регенерации энергии, что является наименее приемлемым способом утилизации;
измельчены механически для последующего использования в производстве;
химически разложена на исходные мономеры (путем гидролиза, гликолиза, аминолиза, пиролиза), из которых снова производят полиуретан. Метод подойдет для переработки относительно чистых отходов.

Переработка позволяет создать замкнутый круг и сэкономить средства на вывоз отходов. А главное, максимально снизить уровень загрязнения окружающей среды.

Инфраструктура нашей страны недостаточно развита для предоставления полноценной возможности организации безотходного производства. Но компании своими силами, а также государство, в свете поэтапного осознания актуальности вопроса защиты экологии, пытаются выстроить некоторый порядок переработки отходов полиуретана.

Достоинства и недостатки

Листы полиуретана являются одним из наиболее востребованных полимеров. Рассмотрим, какие достоинства есть у данного материала и какие недостатки могут выявиться при использовании.

Плюсы листового полиуретана можно выстроить в достаточно пространный список. Вот наиболее важные из них:

твердость в сочетании с эластичностью;
долговечность при сохранении оптимальных технических условий;
оптимальное соотношение цены и качества;
практичность, нет нужды в особом уходе;
малый вес, что позволяет снизить вес изготавливаемого изделия;
возможность изготовления листов любой толщины и конфигурации литьевым методом.

Замена полиуретаном частей, деталей продукта приводит к значительному удешевлению процесса производства без изменения свойств конечного изделия. Меньшая себестоимость приводит и к снижению цены на товар.

Минусы листов ПУ также нужно отметить. Это:

сложный процесс утилизации;
материал «не дышит», что важно при изготовлении подошв для обуви;
невозможность использовании в контакте с кислотами, щелочами;
жесткость, что при некоторых способах эксплуатации нежелательно.

Для многих сфер производства перечисленные минусы не являются существенными. Поэтому, выбирая между полиуретаном и аналогами, предпочтение отдается первому материалу.

Сравнительная характеристика листов ПУ с аналогичными материалами покажет, в чем он превосходит их, а в чем уступает.

Лист металла или полиуретана? Выбор между ними следует сделать, руководствуясь тем, что полимер легче, пластичнее, он диэлектричен. Также дешевле и, в отличие от металла, не подвержен коррозии, гасит часть инерции в некоторых условиях. При этом, есть вид работ, в которых необходимо использование именно стальных листов.

Лист ПУ или резиновое полотно? В данной паре ПУ жестче, устойчивее к загрязнениям, высоким нагрузкам. Он в два раза эластичнее, прочнее, а срок службы в 3 раза дольше. Но резина мягче.

Лист пластика или полиуретана? Здесь последний эластичнее, даже в условиях очень низких температур. Также лист ПУ устойчивее к абразивному, механическому воздействию, безопаснее, так как не используются пластификаторы. Он может быть толще, чем лист пластика.

Таким образом, полиуретан достаточно распространен, прост в эксплуатации. несмотря на появление полипропиленов, он не теряет актуальности. Ведь их существенным недостатком, в сравнении с ПУ листами, является особенность производства, необходимость сложного оборудования. Это значит, что за рубежом и в странах СНГ подавляющее большинство предпочитают работать с полиуретаном.

Качественный и выгодный материал для успешного развития большого или малого производства!

Полиуретан: что это за материал, характеристики, состав, применение

В сороковых годах двадцатого века известным немецким ученым Байером Отто Георг Вильгельмом впервые был синтезирован уретановый эластомер, которому суждено сделать революцию в технологиях. Общественность узнала, что это за материал, полиуретан, только через 20 лет.

Что представляет и чем хорош

Синтетическое вещество с полимерной структурой за счет смешивания компонентов, способно приобретать разнообразные качества. Оно может быть пластичным и жестким, а также иметь разные коэффициенты трения. Выдерживает растяжение до 500 % и температурные перепады от -60 до +80 градусов.

Пластик является эластомером, способным вернуть форму после снятия деформационных нагрузок. Основу составляют длинные цепочки из макромолекул уретановой группы. Специфичные черты приобретаются за счет присоединения дополнительных элементов.

Полиуретан технические характеристики: химические и физические свойства

Главным преимуществом этого вида сырья является возможность придания ему самых разных качеств. Как эластомер, он отлично сохраняет геометрию и способен возвращаться к первоначальному состоянию много раз. По этому показателю данный материал опережает главного конкурента – резину. Благодаря этому он показывает высокую износоустойчивость.

Что это такое полиуретан, химический состав материала и свойства

• полиолы – длинные цепочки;
• диолы – короткие;
• диизоцианаты.

За счет комбинации составляющих придаются необходимые качества по эластичности. Получаются устойчивые соединения, сохраняющие свои параметры при разных температурах, несклонные вступать в реакцию с окружающей средой. Пластик удерживает свою структуру в присутствии: масел, кислоты, щелочей и жиров. Не подвергается гидролизу, устойчив к воздействию микроорганизмов (грибков, бактерий, архей). Вещество спокойно переносит умеренное влияние ультрафиолета. Не окисляется озоном, как резина. Это повышает срок службы изделий.

Физические качества

Главное преимущество – это способность временно изменять геометрию и возможность придания разнообразных дополнительных свойств. Продукты на основе этого материала применяются в различных областях промышленности, так как он:

• способен возвращать начальную форму после снятия усилия;
• показывает высокую износостойкость;
• сохраняет добротность при нагреве и охлаждении;
• не пропускает электричество;
• имеет коэффициент теплопроводности от 0,19 до 0,25 в зависимости от твердости;
• создает воздухонепроницаемую пленку;
• обладает относительно низким удельным весом;
• возможно создать детали с разными коэффициентами прозрачности.

Виды полиуретана

Химическая отрасль выпускает три основных класса.

Адипрены

Это эластичные вещества, имеющие хорошие характеристики сохранения формы. Из них изготавливают защитные пыльники, протекторы шин для автомобильного транспорта, прокладки и уплотнители, валики для тележек и конвейеров, покрытие для решеток и узлов в обрабатывающей промышленности. Применяют детали в циклонах, грохотах и сепараторах (для предохранения изделий от износа). Изготавливают оправы для литья из гипса и бетона.

Вулколланы

Благодаря повышенной твердости и диапазону температур от -60 до +120 градусов, при которых не меняются параметры, этот материал необходим для создания опор, втулок, сайлентблоков.

Вулкопрены

Это типы, которые используются для последующей вулканизации в сочетании с другими полимерами (каучук). Позволяют достичь высоких показателей по истиранию.

Технические характеристики

Группа имеет достаточно разнообразные свойства в зависимости от молекулярного состава и технологии изготовления. Это определяет распространенность данного сырья в разных сферах жизни.

• Плотность колеблется в пределах от 30 до 300 кг/м3, и достигается с помощью присадок и способа производства.
• Обладает твердостью от 40 до 98 единиц по шкале Шору. Это позволяет расширить диапазон использования.
• Полиуретан обладает большим интервалом температур эксплуатации от -60 до +80 градусов. Существуют виды, способные не утрачивать своих качеств при 140℃.
• Эластичен. Возможна деформация до 650%.
• Имеет высокое сопротивление, может работать, как изолятор.
• Удельная масса маленькая, что позволяет облегчить вес конструкции.
• Не подвержен разрушению под действием азота, как резина.
• Устойчив к воздействию углеводородных растворителей (смазочные жиры, керосин, масло, дизельное топливо, изооктан, петролейный эфир).
• Плохо реагирует на присутствие бензола и толуола. Набухает с увеличением объема до 60 % и теряет свои технические характеристики.
• Обладает разным коэффициентом трения. Возможно программирование в зависимости от необходимости.
• Не подвержен к поражению от микроорганизмов и грибков.
• Возможно придания разного коэффициента поглощения света от прозрачного до черного.
• Имеет хорошие свойства по водостойкости при комнатной температуре.

Преимущества и недостатки

В зависимости от того, из чего состоит полиуретан, он имеет как положительные, так и отрицательные черты.

К достоинствам можно отнести:

• Эластичность. По этому показателю он уверенно обгоняет резину.
• Износоустойчивость. Благодаря этому качеству он нашел широкое применение в обувной промышленности и в изготовлении разных колес и роликов для складского оборудования. На сайте «МПласт» вы можете подобрать необходимые изделия по приемлемой цене.
• Поверхность имеет гладкую структуру, что позволяет сохранять товарный вид в процессе эксплуатации.
• Со временем технические характеристики остаются прежними (не подвержен старению).
• Устойчив к воздействию большинства органических растворителей.
• Невосприимчив к ультрафиолету.
• Этому пластику можно придать разный коэффициент трения. В зависимости от потребностей возможно создать скользкую поверхность или хорошее сцепление.
• Прост при обработке. Допускает литье, термическое формование, вспенивание и другие способы.
• Не пропускает воздух. Тонкое покрытие делает герметичным.
• Является диэлектриком. 2 мм не допускают пробоя при приложении 20 киловольт.

К недостаткам относятся:

• Неустойчивость к средам, содержащим ароматические углеводороды (бензол, толуол), а также к некоторым кислотам, скипидару и хлорсодержащим составам.
• Ограниченное использование в изготовлении одежды и обуви из-за воздухопроницаемости.
• Приобретает ломкость при долговременном воздействии отрицательных температур.
• Имеет сложную технологию утилизации.
• С трудом поддается вторичной переработке.

Где используется полиуретан

Химические заводы выпускают этот материал в трех формах: твердый (листовой, прутковый, гранулированный), текучий и пенистый. Первый используется для выпуска прокладок, защитных манжет, втулок, сайлентблоков и уплотнителей прессов. Большую популярность это вещество приобрело при производстве бескамерных шин для спорттоваров (роликовые коньки, скейтборды), для детских колясок, технологического оборудования (рохли, электрокары, складские тележки, направляющие для транспортеров). Эти изделия в широком ассортименте представлены в компании «МПласт».

Жидкий используется для герметичного антикоррозийного покрытия самых разнообразных конструкций: бетонных перекрытий, кровли, поверхности грохотов, транспортерных лент. Он применяется как компонент в составе герметика, клея, лака, краски. При последующей обработке путем вулканизации из него изготавливают сложные защитные элементы: молдинги и манжеты.

Пенистый применяется для утепления зданий, технологических устройств. Из него получаются легкие и эластичные подошвы для спортивной обуви, малонагруженные шины. Перечислить, что делают из полиуретана, не представляется возможным. Этот материал широко востребован:

• В тяжелой промышленности, где используются вибростенды, и где необходимо применение условно подвижных узлов.
• В строительной отрасли. Им утепляют поверхности зданий, создают пленку, защищающую от атмосферных воздействий.
• В автомобилестроении. Из него делают шины, сайлентблоки, манжеты и прокладки, защитные кожухи.
• В медицине. Широкое распространение получил из-за нейтральности. Изделия не выделяют вредные вещества и не реагируют с лекарственными препаратами. Гибкость и высокая износоустойчивость позволяет применять его в приготовлении протеза, презерватива, имплантата и покрытия для оборудования (костыль, кровать, поручень, инвалидная коляска).
• В мебельной индустрии. Используется в производстве матрасов, мебели для сада, крепежей, стульев и столов, элементов для декоративной отделки.
• В изготовлении спортивных принадлежностей: беговых дорожек, роликов, ограничителей в тренажерах, кроссовок и кед, противоскользящих покрытий, пропитка чехлов.
• В легкой промышленности. Из материала производятся подошвы для обуви, заклепки, коврики для ванной комнаты, ортопедические стельки. Выпускается ткань, имитирующая натуральную кожу.

Читайте также:

Мрамор в интерьере кухонь

Из чего и как делают полиуретан

Изначальным сырьем для производства является нефть. Из нее выделяются два основных компонента – изоцианат и полиол. Их процентный состав, а также наличие добавок определяют физические свойства конечного продукта. В результате может получиться твердая, жидкая или тягучая субстанция, пригодная для дальнейшей обработки, как обычный полимер.

С завода волокно поступает на переработку в виде гранул, прутков, листа или в жидком состоянии. Изначально придается соответствующий цвет и степень прозрачности. Такие типы поставок позволяют простыми технологическим решениями изготавливать ту или иную продукцию, необходимую для потребителя.

Методы формовки

Покупателю требуется функциональное изделие, имеющее определенные свойства. Для достижения этого применяются способы обработки, которые аналогичны работе со всеми пластмассами.

Экструзия

Полиуретан полимер отлично подходит для формования методом продавливания. Под давлением нагретый и размягченный материал подается в выходное отверстие экструдера. В этой же зоне происходит отвердение. В результате на выходе получается пруток с заданным сечением или плоский лист. Полученный прокат нарезается или скручивается в рулоны.

Литье

Этот метод является самым распространенным. С помощью него изготавливаются товары со сложной геометрией: втулки, опоры, манжеты, уплотнители, элементы для гидравлики и подшипники. Преимуществом является легкая автоматизация процесса, возможность выпуска больших партий. Для изготовления штучных деталей, размеры которых могут быть до нескольких тонн, используется литье на стенде. В оправу заливается размягченная масса, с последующим отверждением и приобретением устойчивой формы.

Для ускорения процесса в автоматических линиях применяется повышенное давление. Метод мало отличается от технологий изделий из любой пластмассы. Часто необходимо покрыть полимером заготовку из металла. Тогда размягченный полиуретан вручную или под контролем компьютера наносится на вещь. Остывая, слой становится упругим и создает защитную пленку.

Прессование

Подготовленный материал (листовой, прутковый или гранулированный) подается на аппарат, где методом экстремального давления в ограниченном пространстве придается форма. Процесс может сопровождаться предварительным нагревом или размягчением субстанции за счет сжатия. При этом получается деталь с измененными свойствами, имеющая четко заданную геометрию. На производствах такое действие контролируется с помощью программного обеспечения.

Заливка

Для выпуска художественных или штучных изделий используется метод естественного литья. Вручную в подготовленную оправку помещается жидкий материал. Под влиянием высокой температуры или реагентов устройство застывает, сохраняя необходимую конфигурацию. Таким способом можно сделать небольшую серию любых заготовок. Чаще применяется для изготовления больших форм и элементов декора.

Переработка во вторсырье

Устойчивость к атмосферным воздействиям и к влиянию агрессивных сред является проблемой при вторичной переработке уретановых эластомеров. В естественных условиях они не разлагаются десятилетиями. Способность противостоять ультрафиолету и озону делает этот вид пластика вечным загрязнителем окружающей среды. Поэтому остро встал вопрос о рециркуляции.

Существуют несколько методов решения проблемы:

• Сжигание. Как все углеводороды, полимер хорошо подвержен высокотемпературному окислению. Но технологические присадки содержат вещества, опасные для экологии. При горении продукты распада попадают в атмосферу.
• Физический способ. Измельченные изделия нашли применение в строительстве, как добавка в бетон, асфальт. За счет этого они приобретают вторую жизнь.
• Переплавка. При нагреве отходам придается необходимая форма и снова пускается в оборот. Недостатком данного метода является то, что из разнородных составляющих трудно получить продукт с четко заданными характеристиками.
• Гликолиз – процесс расщепления длинных молекул при высокой температуре в присутствии катализаторов. На выходе получается коротко молекулярные соединения, которые в дальнейшем находят службу в промышленности (производство красок, лаков, добавок в асфальтобетон).
• Химический способ. Это расщепление цепочек при помощи реагентов. Целью является получение вещества, годного для дальнейшего использования.

Неординарность и интересные факты по применению полиуретана

Возможность придать материалу разнообразные характеристики позволила ему появиться во многих отраслях. Занимаясь спортом, мы используем изделия из этого полимера. Из него делается одежда, обувь, медицинское оборудование. В современном транспорте (автомобили, самолеты, железнодорожные вагоны) давно используют уникальные свойства этой субстанции. Ее неуязвимость стала проблемой для экологии. Несколько лет назад был обнаружен вид грибов, для жизни которых достаточно наличие этого пластика. Pestalotiopsis microspora успешно разлагает полиуретан, при этом его можно употреблять в пищу. Гурманы утверждают, что по вкусу он напоминает хлеб. Может быть, в будущем это станет решением проблемы утилизации.