Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

Получение

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает
Образование полиуретанового полимерапутём реакции между диизоцианатом и полиолом

Полиуретаны получают взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6-изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4′-дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

Гидроксилсодержащими компонентами являются:

  • олигогликоли — продукты гомо- и сополимеризации Тетрагидрофурана, пропилен- и этиленоксидов, дивинила, изопрена;
  • сложные полиэфиры с концевыми группами ОН — линейные продукты поликонденсации адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен- или другими низкомолекулярным гликолями;
  • разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилол-пропана), продукты полимеризации ε-капролактона.

Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло) и диамины (-4,4′-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).

В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Обувь из полиуретана: свойства и плюсы

  • Не вступает в контакт с противогололедными реагентами — никаких белых разводов на вашей обуви.
  • Обувь из полиуретана дешевле, чем из натуральной кожи. Если вам нужны новые туфли на один вечер или вы хотите оригинальную модель сапог, но не уверены сможете ли носить их из-за высокого каблука, купите обувь из полиуретана «на пробу». Кроме того, ее не жалко будет выкинуть, если она испортится.
  • Полиуретаном не брезгуют даже именитые дизайнеры. Например, Стелла Маккартни делает из него не только обувь, но и сумки. Одна из причин — гуманное отношение к животным. Стелла уже очень много лет поддерживает PETA — организацию, ведущей борьбу за права животных.
  • Полиуретан не наносит вреда окружающей среде: не выделяет вредных веществ и сносно разлагается в почве.
  • Обувь из полиуретана с каждым годом все больше похожа на кожаную. Прогресс в текстильной промышленности дает о себе знать, поэтому в последнее время этот материал становится все больше похожим на кожу.
  • Если сравнивать обувь из полиуретана и очень дешевую натуральную кожу, то не всегда последняя будет более выигрышной. На дешевой коже часто появляются царапины даже при легком соприкосновении с каким-либо предметом. Обувь из полиуретана более устойчива к внешним повреждениям.

Как использовать?

Полиуретановый эластомер принадлежит к той категории материалов, которые без особых усилий поддаются обработке. Полиуретаны не имеют одних и тех же качеств, и это интенсивно практикуется во многих сферах народного хозяйства. Так, одни материи могут быть эластичные, вторые – жёсткие и полужёсткие. Обработка полиуретанов производится посредством таких методов.

  1. Экструзия – метод производства полимерных изделий, в котором получивший нужную подготовку растопленный материал продавливается через специализированное приспособление – экструдер.
  2. Литьё – здесь растопленную массу посредством давления впрыскивают в литейную матрицу и охлаждают. Таким образом изготавливают полиуретановые молдинги.
  3. Прессование – технология производства изделий из реактопластов. При этом твёрдые материалы переводят в жидкое вязкое состояние. Затем массу заливают в прессформу и посредством давления делают её более плотной. Данное изделие, остывая, понемногу обретает характеристики высокопрочного твёрдого тела, к примеру, полиуретановая балка.
  4. Заливочный метод на стандартном оборудовании.

Также полиуретановые заготовки подвергаются мехобработке на токарном оборудовании. Деталь создаётся при воздействии на крутящуюся заготовку различными резцами.

Посредством подобных решений можно изготовить армированные листы, заламинированную, пористую продукцию. А это разнообразные блоки, строительные профили, полиэтиленовая плёнка, плиты, волокно и так далее. ПУ может являться основой как для покрашенных изделий, так и для прозрачных.

Создание матриц из полиуретана своими силами

Крепкий и эластичный ПУ – популярный в среде народных умельцев материал, из которого создают матрицы для литья самых разных изделий: декоративного камня, плитки для тротуаров, брусчатки, статуэток из гипса и иных изделий. ПУ для литья форм является основным материалом в силу своих уникальных особенностей и доступности.

Специфика материала

Создание матриц из полиуретана в домашних условиях предполагает использование жидких 2-компонентных составов разных видов, а какой ПУ применять – зависит от назначения литья:

  • для создания матриц под нетяжёлые изделия (к примеру, игрушек);
  • для создания отделочного камня, плитки;
  • для форм под тяжеловесные крупные объекты.

Подготовка

Перед началом работ нужно приобрести полиуретан для заливки матриц. Двухкомпонентные составы реализуются в 2-х ведёрках и при вскрытии обязаны быть текучими и жидкими.

Ещё надо купить:

  • оригиналы изделий, с которых выйдет слепок;
  • обрезки МДФ либо ЛДСП и самонарезающие шурупы для опалубки;
  • специализированные смазочные антиадгезионные смеси;
  • чистую ёмкость для перемешивания ингредиентов;
  • устройство для компаундирования (насадка на электродрель, миксер);
  • герметик на силиконовой основе.

Затем собирается опалубка – короб в форме прямоугольника с размером, достаточным для расположения нужного числа моделей.

Изготовление форм

Первичные модели укладывают на низ опалубки на дистанции не меньше 1 см между собой

Чтобы образцы не скользили, осторожно фиксируют их посредством герметика. Прямо перед литьём остов выставляют по строительному уровню

Внутри опалубку и модели покрывают антиадгезионной смесью, и пока она впитывается, делают рабочий состав. Составляющие выливают в чистую ёмкость в требуемом соотношении (исходя из предпочтённого материала) и основательно перемешивают до создания гомогенной массы.

Полиуретан для создания форм льют осторожно, в одно место, позволяя материалу самому выгонять избытки воздуха. Модели необходимо покрыть полимеризационной массой на 2-2,5 сантиметра

О том, что можно сделать из жидкого полиуретана, вы можете узнать из видео ниже.

Что это за материал?

Полиуретаном называют уникальный вид материала, имеющий практически неограниченные возможности и перспективы в использовании. В составе полимера 2 вида сырья, а именно: полиолы и изоцианаты. Производство последних основано на нефтепереработке. Благодаря смешиванию жидких элементов получаются составы с реакционной возможностью. Свойства полиуретана напрямую зависят от ингредиентов, из которых его делают, а также от соотношения катализаторов, вспенивателей, стабилизаторов и многого другого.

К плюсам полиуретана относят следующие характеристики:

  • высокую механическую прочность;
  • диэлектрическую проницаемость;
  • плохую истираемость;
  • хорошую эластичность;
  • возможность сохранять форму после многократных деформаций;
  • износостойкость;
  • длительный срок эксплуатации;
  • устойчивость к воздействию кислот, масел, растворителей;
  • неподверженность к влиянию микроорганизмов;
  • большой диапазон рабочего температурного режима;
  • стойкость к низким температурам;
  • возможность работать под высоким давлением.

Этот материал не стареет, он поддается различным видам механической обработки. Ко всему прочему, полиуретановые изделия весят мало и поэтому их удобно транспортировать и монтировать. У этого эластомера есть способность к вспениванию, поэтому из него производят всевозможные пористые изделия.

Несмотря на массу преимуществ, у полиуретана есть некоторые минусы:

  • неустойчив к нагрузкам при скручивании;
  • эластичность и прочность материала напрямую зависят от температурного режима среды;
  • сложность переработки во вторичное сырье.

Данный тип эластомера относится к материалам, что легко поддаются всевозможным обработкам. К нему применяют разные методы формообразования.

  • Экструзия. Этот способ получения полиуретана подразумевает продавливание материала в расплавленном виде через формирующее отверстие экструдера.
  • Литье. Под действием давления расплавленная масса впрыскивается в специальную форму, после чего подвергается охлаждению.

Особенности

В 40-х годах прошлого века в Европе после длительных опытов немецкий химик-технолог по фамилии Байер синтезировал материал, который отличался потрясающими свойствами. Широкое же применение полимер нашел спустя целых 20 лет. Его начали использовать во многих отраслях человеческой деятельности.

В состав продукта входят и другие компоненты: реагенты, эмульгаторы, полиэфиры. А добавки катализаторов и вспенивателей полностью меняют структуру конечной продукции. По числу вариаций полиуретан обгоняет такие полимеры, как ПВХ, полистирол и полиэтилен.

Полиуретан может быть представлен в нескольких возможных состояниях: в жидком с большой степенью вязкости, в качестве мягкой резины, бывает мягким (поролон) и твердым (пенопласт). Он также может иметь как высокую, так и низкую эластичность, а в качестве монтажной пены быть вспененным.

Изначальный цвет полиуретана – желто-коричневый. Он химически инертен, устойчив к маслам, ультрафиолету, а также агрессивным воздействиям окружающей среды, грибкам и бактериям. Материал обладает низкой токсичностью.

Полиуретан в любом своем проявлении не теряет своих характеристик даже при колебаниях температуры (в диапазоне от -60 до +80 градусов), поэтому такие изделия служат людям на Крайнем Севере и в пустыне. Кстати, по сравнению с той же резиной полиуретан не разрушается от озона.

Его потрясающие параметры эластичности впечатляют – растяжимость полиуретана достигает 650% без значительных повреждений. А также он довольно мало весит.

И хотя резина, пластик и металл считаются его основными конкурентами, по некоторым характеристикам они проигрывают полиуретану.

  • Полиуретан характеризуется большими коэффициентами эластичности, износостойкости, стареет медленнее, чем резина. Лучше выносит механическое воздействие, к тому же после любой деформации быстрее возвращает свою первоначальную форму.
  • В сравнении с разными металлами полиуретан легок, невосприимчив к абразивам. А главное – производство полимера куда дешевле. Детали машин из полиуретана создают гораздо меньше шума.
  • Пластмассу же полиуретан превосходит при использовании на жаре или холоде, при ударном воздействии не раскалывается.

Справедливости ради необходимо сказать несколько слов и о слабых сторонах полиуретана. Полимер воздухонепроницаем, а детали из вспененного вида обладают усадкой. И еще наблюдается увеличение хрупкости и твердости при длительном нахождении изделий на холоде. Но самый большой минус состоит в сложности вторичной переработки полимерных изделий.

В чем особенность полиуретана как конструкционного материала.

Полиуретан сочетает в себе, казалось бы, противоположные качества. Он и прочный и эластичный. Секрет в строении молекул полиуретана. Сами молекулы очень большие, состоящие из нескольких (иногда множества) элементов, которые чередуются, создавая очень длинную цепочку. Если такую длинную молекулу сравнить с нитью, то строение полиуретана — это переплетение множества тонких прочных нитей. Прочность этих нитей-молекул обусловлена тем, что элементы молекул связаны между собой множеством химических связей. А эластичность является следствием подвижности элементов молекул относительно оси самой молекулы. Такое строение делает полиуретан стойким к истиранию, вибрационным нагрузкам, агрессивным химическим средам.

Инструкция нанесения полиуретана.

   1. Первым делом необходимо подготовить рабочее место. Полиуретан очень быстро сохнет, поэтому рекомендуется производить нанесение на защищенном напольном покрытии (сделать настил из газет или чего-нибудь подобного). Также рабочее помещение должно хорошо вентилироваться.

   2. Следующим шагом является подготовка поверхности для нанесения жидкого полиуретана. Перед нанесением, поверхность необходимо обработать мелкой наждачной бумагой — это нужно для очистки поверхности от шероховатостей и загрязнений для более лучшего сцепления полиуретана с поверхностью. После обработки протрите поверхность пылесборной салфеткой или тряпкой.

   3. Теперь нужно подготовить полиуретан. Перед нанесением, содержимое банки необходимо хорошо перемешать.

Характеристики и свойства

Так как в основе полиуретана находятся полиол и изоцианат, он относится к группе полиэфирных полиолов. За счет того, что данный вид – эластомер, ему свойственны хорошая растяжимость и возможность возвращаться к первоначальным формам. Уникальные свойства полиолу способны придавать различные добавки, которые могут менять показатели эластичности, мягкости, твердости, стойкости.

Полиуретан производят в нескольких состояниях:

  • в вязком жидком;
  • в мягком;
  • в твердом.

Вне зависимости от формы, эластомер не меняет своих технических характеристик под влиянием механических и химических факторов окружающей среды. Этому материалу также свойственна устойчивость к ультрафиолетовому излучению, грибкам и плесени.

Технические особенности полиуретана позволяют использовать его во многих бытовых и производственных сферах. Перечислим основные характеристики полиэфирного полиола.

  • Плотность. Показатель зависит от вида материала, обычно он колеблется от 30 до 300 кг/м3.
  • Твердость. По шкале Шора она может составлять от 50 до 98 единиц. Такие показатели позволяют использовать эластомер при высоких нагрузках.
  • Значительный температурный интервал. Материал может эксплуатироваться при температуре от -60 до +80 градусов по Цельсию. При показателе 120-140 градусов его можно использовать короткое время. У полиуретанов высокая температура плавления – не менее 160 градусов тепла по Цельсию. Если нагреть данные материалы до 220 градусов, то они начнут разлагаться.
  • Коэффициент теплопроводности – 0, 028 Вт/ (м*К).
  • Электропроводность у данного полиола отсутствует.
  • Масса. Весит материал очень мало.
  • Озоностойкость. Полиуретан не разрушается под влиянием озона в отличие от резины.
  • Стойкость к агрессивным средам.
  • Горючесть. Согласно ГОСТу 12.1.044 материал относится к трудногорючим, поэтому он применяется во многих отраслях производства.
  • Экологичность. Полиуретан относят к безопасным материалам, поэтому его часто используют в быту.

Свойства

Механические свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах и зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), молекулярной массы и степени кристалличности. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии. Их свойства варьируют от высокоэластичных мягких резин (твёрдость по Шору от 15[источник не указан 3086 дней] по шкале А) до жёстких пластиков (твёрдость по Шору 75 по шкале D).

Полиуретан относится к конструкционным материалам (КМ), механические свойства полиуретана дают возможность использовать его в деталях машин и механизмов, подвергающихся силовым нагрузкам. К данному виду промышленных материалов предъявляются очень серьёзные требования с точки зрения сопротивляемости воздействию агрессивной внешней среды.

Что представляет собой этот материал

Полиуретан впервые был получен в 1937 году общеизвестным в Германии химиком-технологом Байер Отто Георгом Вильгельмом. В этом же году было организовано промышленное предприятие по выпуску полимера, но в малом количестве. Как все новое полиуретан долго завоевывал место на промышленном рынке. И только в 1957 году стал широко использоваться в стройиндустрии, сельской промышленности, пищевой и других отраслях.Данный материал имеет практически неограниченные возможности из-за своих свойств. Большую часть в его составе занимают два типа сырья: изоцианат и полиол. Остальные компоненты, имеющиеся в составе полиуретана, это: катализаторы, вспениватели, стабилизаторы. Смешивание всех компонентов в жидком состоянии и приводит к образованию эластичного полиуретана. В зависимости от количества добавок, материал может находится в следующих состояниях:

  • Вязкая жидкость.
  • Твердый.
  • Высокоэластичный.
  • Малоэластичный.
  • Мягкая резина.
  • Твердый пластик.

Так полиуретан, содержащий большое количество добавок, входит в состав сложных полиэфир-полиолов.

Именно этот вид синтетического продукта имеет повышенные прочностные свойства. Изначальная форма изделия не претерпевает изменений при тепловом воздействии. Остается неизменным при контакте с техническими маслами и жидкостями, используемыми в гидравлических устройствах. Более упрощенный по своему составу материал имеет уже пониженную прочность, но максимальную устойчивость к сольволизу. Изделия из полиэфир-полиола широко применяют в районах крайнего севера. Ведь только этот материал не теряет свою эластичность при самых низких температурах. Повышенная устойчивость к действию бактерий делает его необходимым в особо жарких климатических зонах. Алифатический полиуретан стойко переносит ультрафиолетовое излучение и минусовые температуры. Этот факт позволяет его использовать даже в космической отрасли. Физическое качество полиуретана обусловлено технологическими методами переработки. Каждый вид синтетика получается при помощи экструзии, прессования, литья или заливки. Благодаря различным видам, полиуретан в последнее время оттесняет на задний план, ранее широко используемые, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и полиуретан.

Набирающий популярность эластомер относят к конструкционным материалам. Его механические свойства позволяют его широко использовать практически во всех отраслях промышленности — именно там, где очень высоки требования к сопротивляемости, износостойкости и влиянию окружающей среды, особенно агрессивной. Плотность полиуретана колеблется от тридцати до трехсот килограмм на кубический метр. Твердость по шкале Шору (А, Д) колеблется от пятидесяти до семидесяти четырех единиц. Любое механическое свойство полиуретана испытывают на специальных образцах. Их отливают в особенных формах и используют только для лабораторных испытаний. Для начала образец хорошо высушивается. Затем он помещается в печь для обжига. Вся процедура длится около двадцати часов при температуре в сто градусов. Далее закаленный образец закрывают в камеру с температурой двадцать три градуса и влажностью пятьдесят процентов на двадцать четыре часа. Далее в лабораториях ведется проверка полученного материала разрыву и раздиру, предельная возможность морозоустойчивости, изменение состава полиуретана и величина деформации после продолжительного сдавливания, появление нарушения микроструктуры после воздействия агрессивной среды и устойчивость к микроорганизмам. Высокие показатели испытаний еще раз подтверждают незаменимость полиуретана в современной промышленности. Диапазон механических качеств изделий из полиуретана весьма емок. И все это благодаря широкому разнообразию типов материала.

Примеры готовых изделий

Архитектурный декор из полиуретана — альтернатива традиционной гипсовой лепнине. Дизайнеры давно оценили безграничные возможности современных полимерных материалов.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

Отдельные элементы украшают потолок, карнизы, молдинги, плинтусы прекрасно смотрятся на стенах, изысканно и тонко обрамляют дверные и оконные проемы. Полиуретановые детали могут использоваться отдельно, а могут соединяться друг с другом (как конструктор), участвовать в создании целостной картины, они идеально вписываются в любую концепцию интерьера.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

Рама для зеркала – это только один из вариантов использования полиуретана в интерьере. Вариантов обрамления зеркал столько же, сколько и модификаций самих зеркальных поверхностей.

Это прямоугольное зеркало в пол добавляет интерьеру роскоши. И на первый взгляд кажется, что обрамление из металла. Небольшое круглое зеркало, украшенное богатой лепниной из полиуретана, покрытое золотой краской, сделает любое помещение солнечным, уютным и в то же время роскошным.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бываетПенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

Легкий полиуретан как нельзя лучше подходит для изготовления потолочных розеток. Они могут быть как очень сложными и витиеватыми, так и простыми, но в то же время элегантными.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бываетПенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

А вот пример того, каким изысканным может быть интерьерный декор, полностью выполненный из полиуретана. Здесь есть все: колонны, молдинги, карнизы, плинтусы и, конечно, розетка для шикарной люстры.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

Изысканная арка, опирающаяся на пилястры. Все довольно сдержанно, но очень шикарно, и даже не подумаешь, что это тоже полиуретан, а не гипсовая лепнина.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

О свойствах полиуретана смотрите в видео ниже.

Литье изделий

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает

В создании изделий из данного полимера методом литья применяются три технологии: ротационное литье, свободное литье в форму и литье под давлением.

Ротационное литье применяется для покрытия полиуретаном больших площадей и деталей цилиндрической формы. Полимер наносится специальным оборудованием на вращающийся вал, всю процедуру контролирует компьютер. Ротационное литье проводится без нагрева, является малоотходным производством и позволяет полностью подстроиться под задачи клиента.

Свободное литье применяется для создания сложных форм, в некоторых случаях готовое изделие может весить полтонны. Благодаря компьютерному управлению литье в форму проходит под точным контролем дозирования полимера, его температуры и давления, под которым он поступает. Это позволяет производить изделия высокого качества.

Литье под давлением позволяет ускорить производство, оно необходимо для создания больших партий. Этот метод подходит не только для полиуретана, но и других полимеров.

Особенности и интересные факты

Впервые полиуретан был получен в 40-х годах в Европе. В ходе долгих лабораторных исследований известный химик, ученый и технолог Байер Отто Георг Вильгельм получил ранее неизвестный материал с ошеломляющими техническими свойствами.

В этом же году был создан первый завод, и новый полимер был выпущен на рынок. Но широкое применение он нашел только через 20 лет, когда его стали повсеместно использовать в различных отраслях промышленности. Американские компании Union Carbide и Mobay Chemical Corporation были первыми, кто начал производить полиуретан и изделия из него.

Что это за материал?

Как и все пластмассы он получен при взаимодействии изоцианатов с рядом полиолов. В зависимости от желаемого конечного продукта (чтобы сделать его более жестким или гибким), химические составы могут содержать другие ингредиенты, такие как катализаторы, пенообразователи и, возможно, антипирены для смешивания в условиях высокого давления, придающих ему высокую теплоизоляционную плотность. Эти различные комбинации позволяют изготавливать различные виды изделий.

  1. Медицинские протезы и имплантаты.
  2. Валы, шины, амортизаторы и другие детали для строительной и автомобильной промышленности.
  3. Текстиль для производства мебели, одежды, обуви, спецодежды, экипировки для туризма и товаров для дома.
  4. Прочие товары широкого потребления (контейнеры, бутылочки, подгузники).

Можно сказать, что на сегодня это самый востребованный полимер, используемый во всех областях человеческой жизни, даже в нефтяной промышленности для производства бонов (огнестойкие плавучие заграждения от утечек). Ткань полиуретан представляет собой легкий и чрезвычайно прочный, водонепроницаемый материал. Все используют его в той или иной форме каждый день — дома, в офисе, автомобиле, в отпуске для отдыха и занятий спортом.

Состав и свойства

Полиуретаны (ПУ) являются крупнейшим классом полимеров с различными свойствами. Существуют тысячи природных и искусственных полимеров, другие самые известные: нейлон, кремний, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Они могут быть термореактивными или термопластичными, жесткими и твердыми или гибкими и мягкими. Плотность продукта определяется количеством используемого вспенивающего агента, а гибкость или жесткость — типом используемых полиолов и изоцианатов.

Свойства полиуретанов в значительной степени зависят от структуры основной цепи полимера. Они могут быть приспособлены для обеспечения высокой прочности, высокой жесткости или высокой гибкости и ударной вязкости. Большинство имеют хорошую устойчивость к нефти, углеводородам, кислороду и озону. Двумя главными недостатками являются их восприимчивость к микробной атаке и склонность ароматических уретанов к обесцвечиванию при воздействии ультрафиолетового излучения.

Искусственная кожа представляет собой композитный материал, состоящий из одного или нескольких слоев полимерных смол, соединенных уретановыми связями, а также тканой или нетканой текстильной основы, такой как полиэстер, хлопок, нейлон или молотая кожа.

Технические характеристики

Существует множество различных полиуретановых тканей, качество которых регламентируются государственным стандартом России. Для одежных, галантерейных, обувных и обивочных искусственных кож это ГОСТы под номерами: 28461-90; Р 56621-2015; Р 56626-2015; Р 57020-2016 и другие.

В зависимости от типа, у них бывают следующие характеристики.

  1. Разрывная нагрузка от 8 до 25 даН.
  2. Жесткость не более 7-70 сН.
  3. Устойчивость к многократному изгибу, не менее 50-150 килоциклов.
  4. Устойчивость окраски к трению (сухому и мокрому) не менее 4-5 баллов.
  5. Прочность связи между слоями не менее 0,3-0,5 Н/мм.
  6. Водоупорность не менее 250 мм вод. ст.
  7. Морозостойкость от -10 до -20 градусов.
  8. Светостойкость для светлых тонов от 3 до 4 баллов.
  9. Величина прогиба от многократного растяжения не более 5-7 мм.

Применение

Благодаря разнообразию механических свойств различных типов полиуретана, полиуретан применяется практически во всех сферах промышленности, для изготовления самых разнообразных уплотнений, эластичных форм для изготовления декоративных камней, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей маломощных машин (валов, роликов, пружин и т. п.), изоляторов, имплантатов и прочих изделий. Из полиуретана, благодаря его чрезвычайно высокой износостойкости, изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности, причем в последнем случае полиуретановая втулка более долговечна, чем металлическая. Растворы полиуретана в органических растворителях — высокопрочные клеи. Из полиуретана изготавливают отбойники для автомобильных амортизаторов. Однако, использование полиуретанов значительно ограниченно температурным диапазоном применения (от −60 до +80 °С).

Также применяется во вспененном виде, благодаря тому что ряд реакций создания полиуретана сопровождается выделением газа (см. пенополиуретан).

Сферы применения

Двухкомпонентные литьевые полиуретаны практикуются для самых различных задач: от отливки шестерёнок до создания украшений.

Особенно значимыми областями использования этого материала являются следующие:

  1. холодильное техническое оснащение (хладо-, теплоизоляция торгового холодильного оборудования и холодильников бытового назначения, морозильных камер, складов и хранилищ продуктов);
  2. транспортное холодильное оборудование (хладо-, теплоизоляция автомобильных холодильных установок, изотермических ж/д вагонов);
  3. сооружение быстромонтируемых объектов гражданского и промышленного назначения (теплоизолирующие свойства и способность выдерживать нагрузку жёстких полиуретанов в структуре сэндвич-панелей);
  4. возведение и капремонт жилых сооружений, частных домов, особняков (утепление внешних стенок, изоляция элементов кровельной конструкции, проёмов окон, дверей и так далее);
  5. промышленное гражданское строительство (внешнее утепление и защита кровли от воздействия влаги жёстким полиуретаном способом напыления);
  6. трубопроводы (тепловая изоляция нефтепроводов, утепление труб низкотемпературной среды на химпредприятиях методом заливки под заблаговременно установленный кожух);
  7. теплосети городов, посёлков и так далее (тепловая изоляция посредством жёсткого полиуретана труб горячего водоснабжения при новом монтаже либо при капремонте с задействованием различных технологических способов: напыление и заливка);
  8. электрорадиотехника (придание ветроустойчивости разным электротехническим приборам, гидрозащита контактов при неплохих диэлектрических характеристиках жёстких конструкционных полиуретанов);
  9. автопромышленность (формованные элементы внутреннего оформления автомашины на базе термопластичных, полужёстких, эластичных, интегральных полиуретанов);
  10. мебельное производство (создание предметов мягкой мебели с применением поролона (эластичный ППУ), декоративных и корпусных компонентов из жёсткого ПУ, лаки, покрытия, клеевые составы и другое);
  11. текстильная промышленность (изготовление кожзаменителя, композитных тканей на пенополиуретановой основе и другое);
  12. авиационная промышленность и строительство вагонов (продукция из эластичного ППУ с высокой огнеустойчивостью, изготовленная методом формовки, шумо- и теплоизоляция на основе специализированных видов ПУ);
  13. машиностроительная промышленность (изделия из термопластических и специализированных марок пенополиуретанов).

Свойства 2-компонентных ПУ дают возможность использовать их для производства лаков, красок, клеев. Такие лакокрасочные изделия и клеевые составы стабильны к воздействиям атмосферы, крепко и продолжительное время держатся.

Также востребован жидкий эластичный 2-компонентный полиуретан для создания форм для отливок, к примеру, для литья из бетона, полиэфирных смол, воска, гипса и так далее.

Полиуретаны практикуются и в медицине – из них делают съёмные зубные протезы. К тому же из ПУ можно создавать всевозможную бижутерию.

В отдельных сферах произведённые из ПУ изделия по ряду характеристик имеют превосходство даже над сталью.

Вместе с тем простота создания этих изделий даёт возможность создавать как миниатюрные составные части весом не более грамма, так и громоздкие отливки по 500 килограммов и больше.

В общей сложности можно выделить 4 направления использования 2-компонентных ПУ смесей:

  • крепкие и жёсткие изделия, где ПУ заменяет собой сталь и остальные сплавы;
  • упругие изделия – здесь требуется высокая пластичность полимеров и их гибкость;
  • изделия, стабильные к агрессии – высокая стабильность ПУ к агрессивным субстанциям либо к абразивным воздействиям;
  • изделия, поглощающие механическую энергию посредством высокой вязкости.

Пенополиуретан: что это такое, где используют и каких видов бывает