Полиуретаны

    * У полиуретана отличные адгезивные свойства;

    * Имеет хорошую прочность и устойчивость к деформациям;

    * Полиуретан оберегает объекты от действия воды, погоды, образования ржавчины, коррозии, устойчив к действию микроорганизмов, плесени, гниению, может «работать» в грунте;

    * Эластичен, не растрескивается, не расслаивается и не отслаивается при температуре от −40 до +100°С;

Благодаря этому, полиуретан применяется во многих производствах, что делает универсальным, многопрофильным материалом с очень большим потенциалом и огромными перспективами использования в будущем.

Полиуретановые  эластомеры

   * Твёрдость,  по Шору — 55—95 Sh A

   * Модуль  упругости 100% — 1,6—26 МПа

   * Модуль  упругости 300% — 2,4—35 МПа 

   * Прочность  на растяжение — 13—52 МПа 

   * Удлинение  при разрыве — 250—600 %

   * Прочность  на раздир — 30—110 н/м

   * Эластичность  по отскоку — 20—65 %

   * Истираемость  — 20—130 мм3

   * Удельный  вес — 1,1—1,25

Эластомеры  — полиуретановые эластомеры представляют собой каучукоподобный материал. Высокая прочность, износостойкость, эластичность, абразивостойкость и  ряд других качеств позволяют  с большим эффектом использовать этот материал практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства взамен резины, традиционных пластмасс, а в ряде случаев, и металлов.Эластомеры обладают ценными качествами по сравнению со многими другими традиционными материалами.

Полиуретаны по сравнению с резинами характеризуются повышенной абразивной стойкостью и механической прочностью.[7]

Эластомеры  по сравнению с пластиками имеют  меньшую хрупкость, повышенную абразивную стойкость, более высокий срок службы.

Полиуретаны по сравнению с металлами обеспечивают снижение массы изделия, снижение шума при работе, менее интенсивное изнашивание, не подвержены коррозии.

Преимущества  эластомеров:

    * высокая эластичность в диапазоне твердости 55 — 97 единиц Шора А;

    * высокая износостойкость;

    * хорошее воспроизведение формы после деформации;

    * высокая стойкость к динамическим нагрузкам;

    * высокие характеристики поглощения ударов и вибраций;

    * высокие масло-бензостойкость и атмосферостойкость.

 

5. Применение полиуретанов

 

Благодаря своей  универсальности, полиуретан применяется  практически во всех сферах промышленности, для изготовления самых разнообразных  уплотнений, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей машин (валов, роликов, пружин и т. п.), изоляторов, имплантатов и прочих изделий.

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

 

5.1. Производство изделий из литьевых полиуретанов

 

Особенность полиуретанов - исключительно высокие физико - механические свойства, по некоторым  параметрам превосходящие не только все типы резин, каучуков, но и металлы. Полиуретан придает изделиям такие полезные свойства, которые недостижимы для обычных резин.

Во-первых, это  повышенное значение твердости (до 95 ед. по Шору А.), что позволяет использовать полиуретан для изделий, работающих с особо сильным механическим нагружением, 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 высокой температуры эксплуатации полиуретанов является 1200С. Низкие температуры не оказывают особого влияния на свойства полиуретановых эластомеров до -700С.

 

 

5.2. Футеровка валов

 

Под футеровкой принято понимать процесс отделки  поверхности изделия специфическим  защитным материалом, в качестве которого может выступать гомогенный или гетерогенный элемент, например полиуретан.

В качестве защитного  слоя может также выступать резина, пластмасса, углепластик и любой  другой защитный материал. Футеровка  защищает готовые изделия от истирания  и порчи поверхности даже при многократном использовании. Например, такие изделия как промышленные валы, которые используются в трубопрокатном производстве, полиграфии и любых других производственных циклах, нуждаются в надежной защите от истирания, которое пагубно влияет на качество выпускаемой продукции. Наибольшее значение в футеровке валов имеет такой универсальный и надежный материал, как полиуретан. Именно футеровка валов полиуретаном является самой выгодной при соотношении цена / степень защиты.

Полиуретан, как защитный материал, прочно связывается с поверхностью каждого валика и образует защитный слой от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, в зависимости от необходимой степени защиты от нагрузки.

Например, при  использовании валов в качестве прокатной дорожки для небольшого производства (например, производство полнотелого кирпича), их футеровка выполняется при относительно небольшом слое в 5-10 миллиметров.

В тоже время, при  использовании их в трубопрокатном производстве или для полиграфии, где возникают большие силы трения, футеровку валов необходимо выполнять особо прочным слоем полиуретана толщиной в несколько сантиметров.

Необходимо  понимать, что во время каждого  процесса футеровки, ее слой должен рассчитываться индивидуально для каждого изделия, будь то ведущий вал, манжеты, механизмы доменной печи или любые другие детали.[5]

 

5.3. Форполимеры уретановые

 

Предназначены для изготовления изделий и различных  деталей машиностроения, работающих в интервале температур от –60 до +50°С, в листоштамповочном производстве для изготовления деталей и плит, а также в качестве антикоррозионного покрытия, устойчивого в условиях абразивного и гидроабразивного износа.

Изделия из форполимеровуретановых характеризуются повышенной износостойкостью, высокой прочностью, маслобензостойкость, устойчивостью к среде кислорода, озона. Форполимеры перерабатываются в изделия методом литья.

Форполимеры уретановые упаковывают во фляги, барабаны, стальные бочки или герметично закрывающиеся  емкости. Гарантийный срок хранения - 6 месяцев со дня изготовления.

 

Таблица 5.1. Технические  характеристики уретановых форполимеров:

Характеристика  полимера	СКУ-ПФЛ-100	СКУ-ПФЛ-74	СКУ-ПФЛ-65
Массовая доля NCO-групп, %	5,3-6,4	3,9-4,3	4,9-5,6
Вязкость, Па*с, при 250С	7,5-13,0	-	-
Вязкость, Па*с, при 300С	-	12-22	12-26

 

 

Таблица 5.2. Физико-механические показатели для вулканизатов

Показатели	СКУ-ПФЛ-100	СКУ-ПФЛ-74	СКУ-ПФЛ-65
Условное напряжение, Мпа не менее при 300 % удлинении	-	7,5	11
Условное напряжение, Мпа не менее при 100 % удлинении	-	7,5	11
Условная прочность  при растяжении, МПа, не менее	38	45	40
Относительное удлинение, %, не менее	380	400	450
Относительная остаточная деформация после разрыва, %, не менее	10	6	14
Твердость по Шору А., усл. ед.	-	90±3	95±3

 

5.4 Изделия из  полиуретана

 

Изделия из полиуретана  получают методом жидкофазного литья  непосредственно из исходных мономеров  или из предварительно полученных полиуретановых полимеров. Так как полиуретан используют в виде пен, каучуков, термопластов и волокон, то возможно изготовление изделий любых форм и размеров. Именно поэтому изделия из полиуретана являются такими востребованными и практичными.

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Полиуретаны благодаря  комплексу ценных свойств, являются широко используемыми полимерными  материалами, мировое производство которых ежегодно растет.

Свойства полиуретана:

- Полиуретаны  обладают высокими диэлектрическими  свойствами, имеют отличную стойкость  к маслам и растворителям, не  склонны к озоновому старению, имеют высокую стойкость к  микроорганизмам и плесени.

- Литьевая технология  формования деталей 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.

Благодаря этим качествам применение полиуретана  экономически выгодно в широком  спектре отраслей промышленности в  том числе при производстве опорных  элементов, уплотнительных колец, покрытий валов, колес и роликов, сайлентблоков, манжет для очистки внутренней поверхности труб нефтегазопроводов, и т.д.

Широкое применение в техники находят полиуретановые эластомеры, в том числе композиционные слоистые материалы на их основе, обладающие ограниченной горючестью. В настоящее  время одним из самых распространенных способов снижения горючести полиуретанов является введение в их состав антипиренов, среди которых часто обращаются к фосфорсодержащим полиолам. [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

   1. Высокомолекулярные  соединения Киреев В.В., М.: Высшая  школа, 1992 – 512 с.

   2. Высокомолекулярные  соединения Семчиков Ю.Д., М.: Академия, 2003 – 493 с.

   3. www.wikipedia.org

   4. www.google.com

   5. http://bse.sci-lib.com/article114450.html

   6. http://pslc.ws/russian/urethane.html

   7. http://revolution.allbest.ru/chemistry/00158962_0.html