Полиуретаны – синтетические гетероцепные полимеры. Полиуретаны могут сильно отличаться друг от друга строением цепи, химической природой и свойствами, но их объединяет наличие в основной цепи макромолекулы уретановых групп -NHCOO-.Количество уретановых групп зависит от молекулярной массы конкретного полиуретана и соотношения исходных компонентов при его синтезе. В зависимости от природы последних в макромолекулах полиуретанов могут содержаться и другие функциональные группы: простые эфирные и сложноэфирные (полиэфируретаны), мочевинные (полиуретанмочевины), изоциануратные (полиуретанизоцианураты), амидные (полиамидоуретаны), двойные связи (полидиенуретаны), которые наряду с уретановой группой определяют комплекс свойств полимеров. При увеличении числа функциональных групп в молекулах одного или обоих компонентов до трех или более получаются разветвленные или сшитые полимеры.
Структуру и свойства полиуретанов можно менять в широких пределах путем подбора соответствующих исходных веществ. Они относятся к числу тех немногих полимеров, у которых можно направленно регулировать число поперечных связей, гибкость полимерных молекул и характер межмолекулярных взаимодействий. Это дает возможность получать из полиуретанов самые разнообразные материалы – синтетические волокна, твердые и мягкие эластомеры, жесткие и эластичные пеноматериалы, различные термореактивные покрытия и пластические массы.
Обычное обозначение полиуретанов на рынке – ПУ или PU. Но могут встречаться и другие обозначения: PUR (полиуретан), TPE-U или TPU или TPUR или TP Urethane (термопластичный полиуретан), RTPU (жесткий термопластичный полиуретан), ППУ - пенополиуретан.
Свойства полиуретана:
Свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах. Они зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группировками, от структуры материала – линейная или сетчатая, молекулярной массы, степени кристалличности.Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми аморфными или кристаллическими веществами, жесткость которых простирается от упругости высокоэластичных мягких резин до твердости жёстких пластиков: твёрдость по Шору от 15 по шкале А до 60 по шкале D.
Наибольший практический интерес представляют полиуретановые эластомеры, которые характеризуются высокими значениями прочности и сопротивления раздиру, хорошими диэлектрическими свойствами, износостойкостью, устойчивостью к набуханию в различных маслах и растворителях, а также озоно- и радиационностойкостью. Они водостойки, проявляют высокую стойкость к микроорганизмам и плесени. По некоторым физико-механические параметрам полиуретаны превосходят не только все типы резин, каучуков, но и металлы.
Полиуретан придает изделиям ряд полезных свойств, недостижимых для обычных резин.
Во-первых, это повышенное значение твердости, что позволяет использовать полиуретан для изделий, работающих под особо сильными механическими нагрузками, например, для валов холодной прокатки или гибки стали.Во-вторых, непревзойденная износостойкость и абразивная стойкость. Литьевые полиуретаны превосходят резины, пластики и металлы по своей абразивной стойкости в несколько раз.
В-третьих, при повышенной твердости полиуретан сохраняет высокую эластичность: предел деформации при разрыве обычно не менее 350%. Это обеспечивает очень высокое значение прочности: до 50 МПа.
В условиях постоянной динамической нагрузки верхним пределом температуры эксплуатации полиуретанов является 120 °С. Низкие температуры не оказывают особого влияния на свойства полиуретановых эластомеров вплоть до -70 °С.
Литьевая технология формования деталей из полиуретана позволяет получать изделия практически любой формы и размеров, недоступных для формирования резиновых изделий. Высокая стоимость резинотехнических изделий позволяет полиуретанам конкурировать с резиной и в ценовом плане.
Полиуретановые эластомеры имеют отличную стойкость к маслам и растворителям и подходят для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными, но эксплуатация изделий из полиуретанов показывает, что они очень быстро разрушаются при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.
К недостаткам полиуретанов можно отнести и невысокую стойкость при повышенных температурах к действию щелочей, накопление остаточных деформаций под действием длительных нагрузок, резкую зависимость физико-механических свойств от перепадов температуры.
Особенность полиуретанов:
● Высокое физико- механические свойство, превосходящее все типы резин, каучуков, и металлов.● Полиуретан способен придать изделиям полезные свойства, недостижимые для обычных резин.
● Имеет повышенное значение твердости, позволяющее использовать полиуретан для изделий, при работе с особо сильным механическим воздействием.
● Уникальная износостойкость и абразивная стойкость.
● Если повысить материалу твердость, то он сохранит высокую эластичность.
Применениe полиуретанов :
Полиуретаны перерабатываются практически всеми существующими технологическими методами: экструзией, прессованием, литьем, заливкой на стандартном оборудовании. На их основе получают все известные типы полимерных материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные, листовые, в виде плит, блоков, профилей, панелей, волокон, пленок. Изделия из полиуретанов могут быть как прозрачные, так и окрашенные в разнообразные цвета.Наиболее широкое применение в промышленности получили литьевые полиуретановые эластомеры, из которых изготовляют как крупногабаритные изделия, так и изделия средних размеров: ● массивные шины для внутризаводского транспорта, надежность которых в 6-7 раз больше, чем шин из углеводородных каучуков;
● детали устройств для транспортирования абразивного шлама, флотационных установок, гидроциклонов и трубопроводов, применяемых в горнодобывающей промышленности;
● приводные ремни в ткацких машинах;
● конвейерные ленты;
● разнообразные уплотнительные детали;
● детали машин, валиков для текстильной и бумажной промышленности;
● уплотнения гидравлических устройств и масляно-пневматических амортизаторов железнодорожного транспорта.
Литьевые полиуретаны применяют для изготовления
● деталей внутризаводского транспорта,
● различных валов, шестерен и других изделий для машиностроения, горнодобывающей, авиационной, автомобильной, нефтегазодобывающей, строительной, полиграфической и других отраслей промышленности.● собый интерес представляет применение литьевых полиуретанов в производстве вибростойких деталей и уплотнительных элементов.
В автомобилестроении полиуретановые термоэластопласты широко применяются для изготовления подшипников скольжения рулевого механизма, элементов для передней подвески, вкладышей рулевых тяг, самосмазывающихся уплотнений, топливостойких клапанов, маслостойких деталей.
В обувной промышленности из них изготавливают износостойкие подошвы, а также используют в качестве искусственной кожи. Полиуретаны используют также в качестве связующих для изготовления древесностружечных плит, полимербетонов, пенопластов, имитирующих древесину, эффективных клеевых составов и покрытий в строительстве и машиностроении, а также клеев и протезов медицинского назначения. Благодаря своим ценным свойствам, применение полиуретана экономически выгодно в широком спектре отраслей промышленности, в том числе при производстве опорных элементов, уплотнительных колец, покрытий валов, колес и роликов.Уретановые эластомеры, как конструкционные материалы, не просто заменяют металлы, а иногда и превосходят их по эксплуатационным свойствам в силу уникального сочетания физико-механических характеристик. Однако, если посмотреть на денежное соотношение промышленного производства различных видов полиуретанов, то 90% объемов их реализации приходится на рынок пенополиуретанов.
Характеристики и показатели наиболее распространенных видов полиуретанов:
Полиуретан литьевой ЛУР-90 создан специально для использования в авиационной промышленности. Полиуретан литьевой ЛУР-СТ (ЛУР-СП)Характеристики ЛУР-90
Предел прочности при растяжении: 400-450 кг/см2Относительное удлинение при разрыве: 650-750 %
Твердость по Шору A: 70-80
Сопротивление раздиру: 100-130 кн/м
Относительное остаточное удлинение после разрыва: 0-2 %
Условное напряжение при 100% удлинении: 2-4 МПа
Температурный диапазон: (-60)-(+110) °С
Полиуретан литьевой ЛУР-СТ (ЛУР-СП) обладает высокими диэлектрическими свойствами. Имеет высокую стойкость к маслам, растворителям, микроорганизмам и плесени. Подходит для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными. Не имеет озонового старения.
Разрушается при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.
Применение ЛУР-СТ :
Полиуретан литьевой ЛУР-СТ (ЛУР-СП) создан специально для использования в авиационной промышленности.Полиуретан литьевой СКУ 7Л
Характеристики
Предел прочности при растяжении: 350-450 кг/см2Относительное удлинение при разрыве: 550-650 %
Твердость по Шору A: 76-86
Сопротивление раздиру: 100-140 кн/м
Относительное остаточное удлинение после разрыва: 2-4 %
Условное напряжение при 100% удлинении: не нормируется
Полиуретан литьевой СКУ 7Л обладает высокими диэлектрическими свойствами.
Имеет высокую стойкость к маслам, растворителям, микроорганизмам и плесени. Подходит для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными. Не имеет озонового старения.
Разрушается при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.
Применение:
Полиуретан литьевой СКУ 7Л применяется 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.Полиуретан литьевой СКУ ПФЛ
Характеристики:
Предел прочности при растяжении: 450-500 кг/см2Относительное удлинение при разрыве: 350-400 %
Твердость по Шору A: 90-95
Сопротивление раздиру: 140-160 кн/м
Относительное остаточное удлинение после разрыва: 3-5 %
Условное напряжение при 100% удлинении: не нормируется
Температурный диапазон: (-70)-(+150) °С
Полиуретан литьевой СКУ ПФЛ обладает высокими диэлектрическими свойствами. Имеет высокую стойкость к маслам, растворителям, микроорганизмам и плесени. Подходит для работы со смазочными маслами, нефтью и ее производными. Не имеет озонового старения.
Разрушается при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.
