Poliuretanas: pagrindinės savybės, tipai ir taikymo sritys, kai pagrindinė spalva – pilka

Kas yra Poliuretanas? Vadinamasis poliuretanas yra poliuretano, kuris susidaro reaguojant poliizocianatui ir polioliui, santrumpa, kurio molekulinėje grandinėje yra daug pasikartojančių uretano grupių (-NH-CO-O-). Faktinėje sintetinėje poliuretano dervoje, be uretano grupės, taip pat yra tokių grupių kaip karbamidas ir biuretas. Polioliai yra ilgos grandinės molekulės, kurių gale yra hidroksilo grupės, kurios vadinamos „minkštaisiais segmentais“, o poliizocianatai - „kietais segmentais“.

Poliuretano dervoje, kurią sukuria minkšti ir kieti segmentai, uretano yra tik mažuma, todėl nebūtinai tikslinga jį vadinti poliuretanu. Plačiąja prasme poliuretanas yra papildomas izocianato polimeras. Įvairių tipų izocianatai reaguoja su polihidroksi junginiais, sudarydami įvairių struktūrų poliuretanus ir taip gaunamos skirtingų savybių polimerinės medžiagos, tokios kaip plastikai, gumos, dangos, pluoštai, klijai ir kt.

Poliuretano kaučiukas Pirmą kartą poliuretano kaučiukas buvo sėkmingai sukurtas Vokietijoje 1940 m., o pramoninė gamyba buvo pradėta po 1952 m., o mano šalis buvo sukurta ir pradėta gaminti viduryje -1960. Poliuretano kaučiukas priklauso specialios gumos rūšiai, kuri gaunama reaguojant polieteriui arba poliesteriui su izocianatu. Yra daug veislių dėl skirtingų žaliavų tipų, reakcijos sąlygų ir kryžminio susiejimo metodų. Pagal cheminę struktūrą yra poliesterio tipo ir polieterio tipo, o pagal apdorojimo būdą - trys tipai: maišymo, liejimo ir termoplastinio tipo.

Sintetinė poliuretano guma paprastai gaminama linijiniam poliesteriui arba polieteriui reaguojant su diizocianatu, kad būtų sudarytas mažos molekulinės masės prepolimeras. Po grandinės pratęsimo reakcijos susidaro didelės molekulinės masės polimeras, o po to pridedamas tinkamas kryžminio ryšio agentas, kad jį pašildytų. Sukietėjęs, kad taptų vulkanizuota guma, šis metodas vadinamas prepolimerizacijos metodu arba dviejų pakopų metodu.

Taip pat galima naudoti vieno etapo metodą - linijinis poliesteris arba polieteris tiesiogiai sumaišomas su diizocianatu, grandinės ilgintuvu ir kryžminiu ryšiu, kad reakcija įvyktų ir susidarytų poliuretano kaučiukas.

1. Termoplastinė poliuretano guma (TPU) Termoplastinis poliuretano kaučiukas yra (AB) n tipo blokinis linijinis polimeras, A reiškia didelės molekulinės masės poliesterį arba polieterį (molekulinė masė 1000-6000), vadinamą ilga grandine, B reiškia 2-12 linijines anglies atomus. Atominis diolis yra trumpa grandinė, o cheminis ryšys tarp AB segmentų yra diizocianatas.
2. Ryšys tarp TPU struktūros ir fizinių savybių 1) Segmentų struktūra. A segmentas suteikia lengvą pasukimą didelėje grandinėje, todėl poliuretano guma yra elastinga; B segmentas riša makromolekulinės grandinės sukimosi laisvę, didina kietumą ir mechaninį stiprumą. 2) Kryžminė struktūra. Be pirminio kryžminio sujungimo, yra antrinis kryžminis ryšys per tarpmolekulinius vandenilinius ryšius, kurie įtakoja savybes. 3) Grupės stabilumas. Tyrimai rodo, kad stabilumo tvarka poliuretano kaučiuke nuo didelio iki žemo: esteris, eteris, karbamidas, uretanas, biuretas.

Poliuretano gumos savybės TPU tamprumo modulis yra tarp gumos ir plastiko. Jo ypatingas bruožas - derinys kietumo ir elastingumo. TPU skirstomas į poliesterio ir polieterio tipus. Poliesterio guma geriau atspari alyvoms, karščiui ir metalui, o polieterio guma geriau atspari hidrolizei, šalčiui ir turi antibakterinių savybių.

Redagavimo aplinka ir eksploatacinės savybės

Aplinkos charakteristikos TPU paprastai turi gerą atsparumą temperatūrai. Nuolatinė temperatūra naudojimo metu - 80-90 °C, trumpai gali pasiekti apie 120 °C. Žemos temperatūros atsparumas taip pat geras: poliesterio PU trapumo temperatūra apie -40 °C, polieterio PU apie -70…-80 °C. Hidrolizė: vandens įsiskverbimas lemia savybių praradimą, ypač esterių turinčiuose TPU. Esteriniai PU degraduoja greičiau dėl oro drėgmės, o polieterio PU atlaiko vandens poveikį geriau.

Mechaninės savybės Tempimo stipris dažnai 28-42 MPa, pailgėjimas iki 400-600 %, kai kuriais atvejais iki 1000 %. Elastingumas didelis, tačiau didelių ciklų ekspozicija ir dideli greičiai gali lemti šilumos kilimą. Kietumo diapazonas plačiai: Shore A 10-95; didelius kietumus (70-90) lydi didesnis tempimo stipris ir atsparumas plyšimui. Atsparumas dilimui very didelis: TPU 9 kartus viršija natūralų kaučiuką ir 1-3 kartus viršija stireno-butadieno gumą.

Procesų poreikiai Formavimo sąlygos reikalauja specifinio dizaino, liejimo įpurškimo ir reljefų; reikia atsižvelgti į sriegio išardymo nuolydį, šaltų šulinių įrengimą, išmetimo griovelių gylį, aušinimo sistemą ir susitraukimo greičio dinamiką, kuri priklauso nuo prekės ženklo, storio ir struktūros.

Injekcinis procesas

Žaliavų džiovinimas yra būtinas - drėgmė TPU gali pabloginti mechanines savybes. Įpurškimui atliekama statinio valymas, temperatūros kontrolė ir lydymosi greičio reguliavimas. Purkštukai turi būti sureguliuoti taip, kad sklandžiai formuotų gaminį be deformacijų.

Taip pat svarbu dėmesys formų aušinimui, nes TPU rekonstrukcija įaudrintų ryšių gali būti atstatoma tik gerai atvėsus. Susitraukimas priklauso nuo prekės ženklo, plėtinio, storio ir temperatūros režimo.

PU tarpinės ir jų taikymas

PU tarpikliai - elastingi, amortizuojantys plastikai, kurie gali būti naudojami sandarikliams, izoliacijai ir mechaniniams jungtims. Pagrindinės savybės: didelis ilgaamžiškumas, gebėjimas grįžti į pradinę formą po deformacijų, vibracijų slopinimas, atsparumas chemikalams ir mažas trintis. Pritaikymas: gamyba, inžinerija, statyba, automobilių pramonė, drabužiai, kilimėliai, pavaros ir t. t.

PU tarpinės putos yra atviros kameros, lengvai apdirbamos ir naudojamos amortizacijai, sandarinimui ir izoliacijai. Pagrindinės spalvos dažnai pilkos spalvos atspalviai, kurios derinamos su industriniais sprendiniais.

Konkrečios taikymo sritys

• Gamyba ir inžinerija: krumpliaračiai, volai, sandarikliai, įvorės ir kt.
• Medžiagų ir konstrukcijų pramonė: rezonansinių vibracijų slopinimas, šiluminė izoliacija.
• Automobilių pramonė: pakabos komponentai, apsauginės dangos.
• Pilkos spalvos PU oda automobiliniams interjerams: natūralios odos efektas su dirbtinio odos faktūra.
• Putų gamyba naujoms izoliacijos ir sandariklių sistemoms.

Papildoma informacija apie tarpiklius ir jų naudojimą konstrukcijose pateikta PENOSIL Backer Rod PE 450 pavyzdžiu: uždarų porų PE tarpinė, skirta deformacinių siūlių užpildymui ir hermetiko dengimui. Svarbiausia - pasirinkti tarpinę su skersmens 25-30% didesniu nei siūlės plotis, užtikrinant atsparumą trišaliam sukibimui ir tvirtą laikymą vietoje.

Poliuretano taikymas priklauso nuo pasirinktos žaliavos tipo (polieteris ar polieteris), nuo to, kaip yra formuojamos grandinės, už ką atsakingas kryžminis ryšys ir kaip veikia antrinis vandeniliniai ryšiai. Tai lemia mechanines savybes, atsparumą aplinkos sąlygoms ir galimybes prisitaikyti prie specifinių užduočių.

Taip pat svarbu pasirinkti tinkamą šaltinio formavimo metodą: per šiuolaikinius sprendimus galima panaudoti linijinius poliesterius arba polieterus su diizocianatu, užtikrinant reikiamą kryptinį ir fizinį charakterį. PU tarpikliai ir putos turi būti laikomi tinkamomis sąlygomis, laikymo temperatūra nuo +5 °C iki +30 °C, o ištuštinimo ir naudojimo procesai turi būti aiškiai aprašyti ir laikomi gamykliniuose reikalavimuose.

PU tarpinės spalvos, savybės ir taikymo sritys gali būti skirtingos, tačiau pagrindinė jų funkcija - užtikrinti sandarumą, izolaciją ir atsparumą ligoms. Poliuretano tarpinės gali būti įvairių tipų, o jų savybės priklauso nuo to, kur jos naudojamos ir kokias užduotis atlieka.

tags: #medziaga #poliuretanas #pagrindine #spalva #pilka