Mis on polüuretaan ja kus seda kasutatakse?

Polüuretaani kuuldi esmakordselt 1937. aastal. Selle materjali sünteesis Otto Bayer vedelal kujul diisotsüanaadist ja polüestrist. Ainel oli palju eeliseid plasti ees, mis sel ajal oli üsna nõutud.

Polüuretaani nimetatakse ainulaadseks materjalitüübiks, millel on peaaegu piiramatud kasutusvõimalused ja -väljavaated. Polümeer sisaldab kahte tüüpi tooraineid, nimelt: polüoole ja isotsüanaate. Viimase tootmine põhineb nafta rafineerimisel. Vedelate elementide segamisel saadakse reaktsioonivõimelised preparaadid. Polüuretaani omadused sõltuvad otseselt koostisosadest, millest see on valmistatud, samuti katalüsaatorite, vahuainete, stabilisaatorite ja palju muu vahekorrast.

Polüuretaani eelised hõlmavad järgmisi omadusi:

• kõrge mehaaniline tugevus;
• dielektriline konstant;
• halb hõõrdumine;
• hea elastsus;
• võime säilitada kuju pärast korduvaid deformatsioone;
• kulumiskindlus;
• pikk kasutusiga;
• vastupidavus hapetele, õlidele, lahustitele;
• immuunsus mikroorganismide mõjude suhtes;
• suur töötemperatuuri vahemik;
• vastupidavus madalatele temperatuuridele;
• võime töötada kõrge rõhu all.

See materjal ei vanane, see sobib erinevat tüüpi mehaaniliseks töötlemiseks. Lisaks kaaluvad polüuretaantooted vähe ja seetõttu on neid mugav transportida ja paigaldada. Sellel elastomeeril on vahutamisvõime, seega valmistatakse sellest igasuguseid poorseid tooteid.

Vaatamata paljudele eelistele on polüuretaanil mõned puudused:

• ebastabiilne keerdumise ajal koormustele;
• materjali elastsus ja tugevus sõltuvad otseselt keskkonna temperatuurirežiimist;
• sekundaarseks tooraineks töötlemise keerukus.

Seda tüüpi elastomeerid viitavad materjalidele, mis on kergesti kohandatavad igasuguseks töötlemiseks. Sellele rakendatakse erinevaid vormimismeetodeid.

• Ekstrusioon. See polüuretaani tootmismeetod hõlmab sula kujul oleva materjali surumist läbi ekstruuderi vormimisava.
• Valamine. Surve all süstitakse sulamass spetsiaalsesse vormi, misjärel see jahutatakse.

Hoolimata asjaolust, et kumm ja polüuretaan on üsna sarnased, on sünteetiline elastomeer kvaliteetsem kui looduslik materjal. Erinevalt kummist on polümeerkiududel suurem tugevus ja kulumiskindlus. Seetõttu kasutatakse paljudes tööstusharudes kummi vähem kui polüuretaani.Peamine materjali vastupidavust mõjutav tegur on selle abrasiivne kulumine, vastuvõtlikkus agressiivse keskkonna mõjule. Selle kriteeriumi järgi võrreldes võime järeldada, et polüuretaan on 10 korda kulumiskindlam.

Erinevate ainete vastupidavuse hinnangul peetakse polümeeri ka paremaks kui kummi. See talub lahustite ja toksiliste kemikaalide mõju. Muuhulgas on loodusliku kautšuki tõmbetugevus elastomeeri omast 1,5-3 korda väiksem. Sünteetiline materjal suudab selle suure koormuse korral kiiresti taastada oma kuju ilma deformatsioonita. Kumm omakorda on elastomeerist parem ainult omahinna poolest, mis on palju väiksem kui sünteetikal.

Kuna polüuretaan põhineb polüoolil ja isotsüanaadil, kuulub see polüesterpolüoolide rühma. Tänu sellele, et see tüüp on elastomeer, iseloomustab seda hea venitatavus ja võime taastada oma esialgsed vormid. Polüooli ainulaadsed omadused võivad anda erinevad lisandid, mis võivad muuta elastsuse, pehmuse, kõvaduse ja vastupidavuse näitajaid.

Polüuretaani toodetakse mitmes olekus:

• viskoosses vedelikus;
• pehmes;
• tahkes.

Olenemata kujust ei muuda elastomeer oma tehnilisi omadusi mehaaniliste ja keemiliste keskkonnategurite mõjul. Seda materjali iseloomustab ka vastupidavus ultraviolettkiirgusele, seentele ja hallitusele.

Polüuretaani tehnilised omadused võimaldavad seda kasutada paljudes majapidamis- ja tööstuspiirkondades. Loetleme polüesterpolüooli peamised omadused.

• Tihedus. Näitaja sõltub materjali tüübist, tavaliselt jääb see vahemikku 30–300 kg / m3.
• Kõvadus. Shore'i skaalal võib see olla vahemikus 50 kuni 98 ühikut. Sellised indikaatorid võimaldavad elastomeeri kasutamist suure koormuse korral.
• Märkimisväärne temperatuurivahemik. Materjali saab kasutada temperatuuril -60 kuni +80 kraadi Celsiuse järgi. Indikaatoriga 120-140 kraadi saab seda kasutada lühikest aega. Polüuretaanidel on kõrge sulamistemperatuur - vähemalt 160 kraadi Celsiuse järgi. Kui soojendate neid materjale 220 kraadini, hakkavad need lagunema.
• Soojusjuhtivuse koefitsient - 0,028 W / (m * K).
• Sellel polüoolil puudub elektrijuhtivus.
• Kaal. Materjal kaalub väga vähe.
• Osoonikindlus. Polüuretaan ei lagune erinevalt kummist osooni mõjul.
• Vastupidavus agressiivsele keskkonnale.
• Tuleohtlikkus. Vastavalt standardile GOST 12.1.044 klassifitseeritakse materjal aeglaselt põlevaks, seetõttu kasutatakse seda paljudes tööstusharudes.
• Keskkonnasõbralikkus. Polüuretaan on klassifitseeritud ohutuks materjaliks, seetõttu kasutatakse seda sageli igapäevaelus.

Energiasäästlike omaduste tõttu on polüuretaan klassifitseeritud ohutuks materjaliks. Selle keskkonnasõbralikkuse hindamisel tasub aga arvestada selle elastomeeri kahjustamise võimalusega vedelas ja tahkes olekus. Nagu praktika on näidanud, ei eralda see polüool kuivas vormis kahjulikke aineid. Ohtlikud aurud on võimalikud ainult siis, kui materjali käideldakse valesti.

Tootmistehnoloogia rikkumine võib aga kaasa tuua järgmiste mürgiste aurude eraldumise.

• Isotsüanaadid. Need ained on osa värvist ja lakist, vahttoodetest. Nende esinemine võib spetsiaalse kaitse puudumisel põhjustada astmat.
• Amiinkatalüsaatorid, mis põhjustavad ülitundlikkust, ärrituvust, nägemise hägustumist. Pideva sissehingamise korral põhjustavad need ained haavandeid, limaskestade ärritust, suu, kõri ja söögitoru põletusi.
• Polüool. See on võimeline avaldama oma toksilist toimet ainult otsesel kokkupuutel elusorganismiga, nimelt allaneelamisel. Polüooliga mürgitamine avaldub oksendamise, joobeseisundi ja spasmidena.
• Tuld tõkestavad. See aine koguneb kehas järk-järgult, misjärel see põhjustab mürgistust.

Kõigest eelnevast tulenevalt võime järeldada, et polüuretaan võib olla tervisele kahjulik ainult siis, kui seda valesti kasutatakse. Sageli juhtub see madala kvaliteediga pihustitüüpide kasutamisel, samuti spetsiaalse kaitse puudumisel töö ajal.

Paljud on mures eluruumidesse paigaldatud polüuretaani ohtude pärast. Kasutajate hirmud on asjatud, kuna see kaubakategooria läbib enne müüki minekut palju ohutusteste. Probleemid võivad tekkida ainult siis, kui ostate elastomeeri tootjalt, kellel pole kvaliteedisertifikaate.

Teades polüuretaani omadusi, võime öelda, et sellel on palju rohkem eeliseid kui kummil. Nagu juba mainitud, ületab see polümeer seda vastupidavuse, venitavuse, tugevuse ja paljude muude omaduste poolest. Sageli seisavad tarbijad silmitsi raskustega polüuretaani ja muude sarnaste toodete vahel valimisel, kui võrrelda seda nendega.

• Duropolümeer. See näeb välja nagu mattplastist toode. Polüuretaan on omakorda sarnane vahustatud pulbriga ja on kaetud kruntvärviga. Viimane kaalub vähe ja sobib suurepäraselt laetöödeks. Lisaks on selle valik üsna lai. Duropolümeer viitab vandaalivastastele polümeeridele, nii et ostja ei pea selle taastamisele pikalt mõtlema.
• Vinüül. See materjal, erinevalt polüuretaanist, ei ole ette nähtud pinna kaitsmiseks, sagedamini kasutatakse seda dekoratiivsetel eesmärkidel.
• Silikoon. Neid materjale toodetakse mitmesuguste tööde jaoks. Tarbijate sõnul iseloomustab elastomeeri parem vastupidavus ja tugevus. Silikoon omakorda erineb selle poolest, et see on elastne ja bioinertne.
• Vahtpolüstürool. Materjalide erinevus seisneb eelkõige maksumuses, mis on polüuretaani puhul kõrgem. Vahtpolüstüreen ei juhi hästi soojust, seda on mugav ja lihtne kasutada. Polüuretaan kestab kauem kui eelmine materjal, ei rikne negatiivsete keskkonnategurite mõjul.
• Polüester. Sellega on polüuretaanil palju samu omadusi. Kuid mõnes mõttes on teine ​​materjal esimesest parem. Polüuretaan on paindlikum, tugevam ja vastupidavam kui polüester.

Polüuretaan on läbipaistev energiasäästlik universaalne materjal, mis kogub maailmas iga päevaga populaarsust. Sellel materjalil on oma spetsiaalne märgistus. Kõige populaarsemad elastomeeriklassid on SKU-PFL-100, NITs PU-5, neid iseloomustab Shore'i kõvadus 85-90 ühikut.

Amortisaatorina on tavaks kasutada painduvat polüuretaanvahtkummi. Lisaks kasutatakse seda voodipesu, voodri, pakendite, autode interjööride loomiseks.

Termoplastne polüuretaan on elastne, painduv, kulumis- ja ilmastikukindel materjal. Seda toodetakse ja värvitakse erineval viisil. Termoplastse elastomeeri töötlemine toimub ekstrusiooni-, surve-, löökmasinatel. See paindlik toode on võimeline kohanema mitmesuguste rakendustega, nagu ehitus, autotööstus, kingade tootmine.

Polüesterpolüooli kasutatakse praegu üsna laialdaselt. Polüuretaanlehtedest toodetakse vooderdusesemeid, pressosad, rull, ratas, rullkate, tihendusrõngad, mansetid, korgid. Vedelal kujul on see leidnud rakendust betoonist, vagunite, luukide ja katuste kattekonstruktsioonides. Sageli on elastomeer osa hermeetiku-, liimi-, värvi- ja lakitoodetest.

Rasketööstuses valmistatakse sellest materjalist lööke neelavaid osi. Ehituses kasutatakse seda libisemisvastase katte, vibratsioonikindla pinna ja fassaadide loomiseks. Autotööstus ja mööblitootmine ei saa hakkama ilma elastomeerita. Nõudlust polüuretaani järele täheldatakse tekstiilitööstuses. See sobib katete, tõmblukkude, neetide, sisetaldade, taldade valmistamiseks. Meditsiin kasutab elastomeeri kondoomide, proteeside, implantaatide tootmiseks.

Tänapäeval muutub polüuretaani ringlussevõtu küsimus üha olulisemaks. Probleem on seotud prügilate pindala suurenemisega, aga ka nende kõrvaldamise kallinemisega. Viimastel aastatel on täheldatud elastomeeride töötlemise uusimate tehnoloogiate arengut ja sellele küsimusele pööratakse üha enam tähelepanu.

Siin on peamised meetodid polüuretaanist taaskasutatud materjalide saamiseks.

• Füüsiline. Sel juhul purustatakse plast peeneks fraktsiooniks, mida hiljem kasutatakse ehituse ajal täiteainena.
• Ümbersulatamine. Selle meetodi tulemuseks on tooraine tootmine, mida hiljem kasutatakse polüuretaantoodete saamiseks.
• Glükolüüs kõrge kuumusega. See meetod lagundab süsivesikuid.
• Keemiline. Töötlemine põhineb depolümerisatsioonil, mille järel moodustuvad elastomeerist väikese molekulmassiga ained.
• Põlemine. Seda energia saamise meetodit peetakse kõigist ülalnimetatutest kõige ohtlikumaks, kuna see eraldab atmosfääriõhku kahjulikke aineid.

Tänu ringlussevõtu ulatuslikule kasutuselevõtule on võimalik lahendada tegelik polüuretaani kasutamise probleem. Selle materjali omadused on mitmekesised, neil pole praktiliselt piire. Elastomeer toimib suurepäraselt mitte ainult koduses keskkonnas, vaid ka ekstreemsetes tingimustes.

Hoolimata asjaolust, et tegemist on sünteetilise ainega, on see inimestele ohutu, seetõttu kasutatakse seda meditsiinis, ehituses, tekstiili- ja jalatsitööstuses. Vaatamata kõrgetele kuludele võrreldes teiste materjalidega tasub polüuretaan ära oma töökindluse ja vastupidavusega.

Järgmisest videost leiate rohkem teavet polüuretaani kasutamise kohta.