Aukšto atšokimo šaltai formuotos minkštos putos turi puikų atsparumą, mažus histerezės nuostolius, aukštą suspaudimo apkrovos laipsnį, gerą savijautą, gerą oro pralaidumą, gerą savaiminį gesinimą, mažas energijos sąnaudas gamybos metu, gali būti naudojamos gaminant sėdynių pagalvėles, atlošą, galvos atramą, dekoratyvinį. Karštai suformuotas ir užpildytas minkštas putplastis gali būti naudojamas gaminant sėdynių pagalvėles, atlošus, galvos atramas ir kojų pagalvėles. Pusiau kietas putplastis gali būti naudojamas gaminant prietaisų skydelio užpildus, durų stulpų dangčius, valdymo dėžutes, ragines sėdynių pagalvėles, porankius, galvos atramas ir skydus nuo saulės, nes jų tankis ir gniuždymo stiprumas, puiki energijos sugėrimo funkcija, smūgių absorbcija ir atsparumas smūgiams.
Šiuolaikinė rinkos įvairovė skatina toliau tyrinėti termoelastomerų, įskaitant poliuretano elastomerų (PU) ir termoplastinių elastomerų (TPU), panaudojimo galimybes. Dabar daugiau naudojamas kietas burbulas - durų apmušalas, viršutinis pamušalas, mažas šaldytuvas, medžio imitacija, duslintuvas, skėtis nuo saulės, lengvas, didelis tvirtumas, geras automobilio stabilumas, puikios izoliacinės savybės (geriausia organinė izoliacinė medžiaga). Termoplastiniai elastomerai gali būti naudojami amortizacinėse trinkelėse, lakštinių spyruoklių tarpikliuose, spyruoklinių ritinių apvalkaluose, reduktoriuose, stogo dangčiuose ir kėbulo dalyse. Jis turi didelį modulį, didelį stiprumą, didelį pailgėjimą ir didelį elastingumą, puikų atsparumą dilimui, atsparumą alyvai, atsparumą žemai temperatūrai, atsparumą senėjimui. TPU tapo svarbia medžiaga batų, kabelių, drabužių, automobilių, vaistų, vamzdžių, filmų ir lakštų srityse. Dėl linijinės struktūros TPU gali būti apdorojamas naudojant tas pačias technologijas kaip ir įprastas termoplastinis plastikas (liejimas, ekstruzija, pūtimo liejimas, kalendravimas ir kt.).
Pagrindinės poliuretano elastomero savybės ir jų įtaka taikymams
TPU elastomerai pasižymi puikiomis išsamomis savybėmis: didelis stiprumas, atsparumas dėvėjimuisi, atsparumas aliejui, atsparumas žemai temperatūrai, atsparumas senėjimui, atsparumas radiacijai, geras garso pralaidumas, stiprus sukibimas, biologinis suderinamumas ir suderinamumas su krauju. Jie gali būti gaminami iš minkštos arba kietos granulės formos, naudojant liejimą, ekstruziją, pūtimo liejimą, kalendravimą ir pan. Dėl to TPU yra svarbi masinių mažų ir vidutinių komponentų gamybos žaliava. Medžiaga „Plastico TPU“ įgyja pažangias savybes su naujomis technologijomis ir programomis (60A, 80-90 TPU granulės), o vis labiau išvystyta industrija lieka dinamiška.
PU komponentai gali būti naudojami automobilių sėdynėms, durų stiklų dangteliams, skydams nuo saulės, forholdams ir kt. Be to, jų sintezės ir apdorojimo metodai (liejimas, ekstrudavimas, pūtimo liejimas) leidžia masinę gamybą. Dėl šių savybių TPU ir CPU (poliuretano elastomero) atlieka svarbų vaidmenį medicinoje, drabužių, sporto ir buitinių prekių srityse, taip pat logistikoje ir pramonės įrangoje.
Gamyboje yra keli skirtingi poliuretano jungčių mechanizmai: kietojo segmento struktūra, elastinės grandinės ir skersinis susiejimas. Kietojo segmento kokybė, jo simetrija ir subkristalizacija lemia elastingumo ir karščiui atsparumo lygį, o minkštosios grandinės kristalizacijos tendencijos - mechaninį stiprumą ir elastingumą. Skirtingų izocianatų tipai (MDI, TDI, NDI, PPDI ir kt.) lemia skirtingą kietojo segmento perkonfigūravimą, todėl karštį atlaikantys elastomero savybių profiliai gali būti įvairūs.
Poliuretano elastomerų pranašumai ir trūkumai
- Reguliuojamas našumo diapazonas: galima keisti minkštų ir kietų segmentų santykį, nustatant kietumo (Shore) parametrus nuo maždaug 20 iki 70+.
- Atsparumas dilimui: ypatingai geras ilgaamžiškumas įvairiose terpėse, įskaitant vandens ir aliejaus aplinkas. Pavyzdys: mechaniniai komponentai ir sietų plokštės.
- Įvairūs perdirbimo metodai ir platus pritaikymas: MPU, CPU, purškiamas liejimas, kalendravimas, liejimas, formavimas į purusančias dalis; plačios galimybės taikyti tekstilėje, elektronikoje ir išoriniuose įrenginiuose.
- Atsparumas alyvai, ozonui, senėjimui, radiacijai, žemai temperatūrai, geras garso pralaidumas ir biologinis suderinamumas.
Tačiau PU elastomero savybės turi ir trūkumų: endogeniška šiluma, didelis pakilus temperatūrai diapazonas, ribotas atsparumas stipriems tirpikliams ir ašros terpėms. Aukštos temperatūros sąlygomis elastomero patvarumas gali mažėti; ridos metu svarbu žinoti darbo temperatūros ribas ir galvoti apie modifikacijas.]
Poliuretano elastomero pritaikymo ir tobulinimo perspektyvos
1. Automobilių pramonė: TPU elastomeros vis dažniau naudojamos kaip papildomi komponentai automobilio kietėje sandaroje, kraštų plokštėse ir oro pagalvėse, taip pat ankščiau eksperimentuojama su naujomis ekologiškomis poliuretano kompozicinėmis padangomis, kurios jungia poliuretano paviršių su natūraliais gumos sluoksniais. Tokios medžiagos gali suteikti didelį patvarumą ir sumažinti svorį, įtakojant transporto saugumą ir efektyvumą.
2. Statyba ir hidroizoliacija: poliuretano elastomeras naudojami stadionų takams, tiltais, tunelių dangoms, hidroizoliacinėms dangoms; jų atsparumas UV ir ilgaamžiškumas atlieka svarbų vaidmenį. Lietuvoje ir pasaulyje tokios medžiagos padeda užtikrinti šiuolaikinių infrastuktūrų patvarumą.
3. Kasimo ir pramonės įranga: elastomerinės sietinės plokštės, ilgas tarnavimo laikotarpis, sumažintas triukšmas, didelis atsparumas dilimui ir atsparumas radiacijai - tai puikiai prisitaiko prie sunkios darbo aplinkos.
Kaip medžiagos struktūra lemia karščiui atsparias savybes
Karščiui atsparių PU elastomero savybes daugiausia lemia izocianatų tipas (NDI, PPDI, MDI, TDI), grandinės ilgintuvai (KMI-MOCA, HQEE), ir kryžminio rišimo agentai. Kietojo segmento tankis ir taisyklingumas, taip pat mikrofazių atskyrimas, didina temperatūrinį stabilumą, o karbamido ir karbamitų frakcijų išsivystymas padeda išlaikyti formą esant aukštai temperatūrai. Tuo tarpu minkštosios grandinės kristalizacijos jautrumas ir šoninių grupių blokų pobūdis gali leisti karštį atlaikyti geriau ar blogiau.
Gamybos įtaka ir proceso pasirinkimas
Vieno etapo metodas turi paprastą procesą, bet gali suteikti netaisyklingą molekulinę struktūrą; prepolimerizacijos ar pusiau prepolimerizacijos metodai dažnai užtikrina geresnį mechaninių savybių ir terminio stabilumo balansą. Pirmiausia reikia išlaikyti reikalaujamą reagentų grynumą ir kontroliuoti karbamido/grandinės prailginimo reakcijos sąlygas, kad susidarytų optimali karbamido/grandinių skersinių ryšių koncentracija, kas pagerina karščiui atsparumą.
Modifikacijų įtaka elastomero savybėms
Silikoidų modifikacijos gali suteikti dar didesnį karščiui atsparumo lygių, pagerinti elastingumą žemose temperatūrose bei padidinti stabilumą. Intramolekulinių grupių įvedimas (izocianurato žiedai, poliimidas, oksazolidinono žiedai) gali žymiai pakelti karščiui atsparias savybes ir mechaninį stabilumą. Nanodalelių ar užpildų įvedimas gali pagerinti mechanines savybes, atsparumą karščiui ir senėjimo atsparumą, suteikdami papildomų funkcijų, tokių kaip atsparumas cheminėms medžiagoms ir ilgesnį tarnavimo laiką.
Wevo tipo reaktyviosios dervos ir LAM procesas
Lam procesas - tai skysčių priedų gamyba, leidžianti spausdinti komponentus ant tekstilės, naudojant reaktyvias dervas ir kietiklius. Reaktyviosios dervos pasižymi puikiomis savybėmis ir dideliu patvarumu, o jų kietėjimo laikas yra trumpas ir gali būti valdomas katalizatoriaus pagalba. LAM proceso pranašumai: didesnė dizaino laisvė, tekstilės ir komponentų integracija, ir galimybė sukurti išmanią tekstilę su jutiklių ar šviesos diodų integracija.
Medicininis poliuretano elastomeras
Medicinos taikymams svarbiausios savybės yra biologiškas suderinamumas ir kraujo suderinamumas be perdirbimo priedų. Sukurti produktai apima trachėjos vamzdelius, protezus, prezervatyvus, kaukolės defektų taisymo medžiagas ir kt. Potencialas medicinos ir sveikatos srityje dar daug plėtojamas.
Apibendrinimas
Poliuretano elastomerų savybės yra labai įvairios ir priklauso nuo žaliavų, izocianatų tipo, grandinės ilgintuvų, kryžminio rišimo bei procesų sąlygų. Dėmesys skiriamas karščiui atsparumo gerinimui per karbamido/grandinės struktūros kontrolę, modifikacijas (silikonų, silikono dioksido, oksazolidinono žiedų), bei nanodalelių diegimą. Gamybos ir plėtros perspektyvos apima automobilių, statybos, medicinos ir išmaniųjų tekstilės srityse naujų elastomerojų brandų bei kompozitų diegimą, atsižvelgiant į aplinkosaugos ir efektyvumo reikalavimus.
tags: #medziagu #poliuretano #ir #elastomero