Разновидности и типы полиуретанов

Полиуретан – это синтетическое вещество с полимерной структурой, основу которой составляет группа уретанов. Присоединение к ней тех или иных компонентов позволяет наделять конечный продукт (сырье) специфическими свойствами. Материал может иметь пластичную или относительно жесткую структуру, отличаться коэффициентом трения. Главное качество полиуретана - эластичность, способность к растяжению до 500-650% с полноценным возвращение изначальной формы. Также материал отличается широким диапазоном рабочих температур (от минус 60 до плюс 120 градусов по Цельсию), химической, механической и абразивной стойкостью, долговечностью и относительно малым удельным весом (особенно в сравнении с металлом).

В этой статье мы рассмотрим основные разновидности материала полиуретана и особенность их применения.

Основные виды и применение

Химические производства выпускают полиуретан в трех формах:

• твердом, который подразделяется на листовой, стержневой и гранулированный;
• жидком;
• пенистом.

Первый применяется для производства втулок, манжет уплотнителей прессов, сайлентблоков в машиностроении. Твердый листовой и стержневой полиуретан получил широкое распространение в качестве сырья для изготовления бескамерных шин для спортивной продукции (роликов, скейтбордов), складского передвижного оборудования (электрокары, роклы, тележки, направляющие для транспортеров), колясок для детей и т.д.

Специфический жидкий полиуретан выпускается в виде спреев и используется, чаще всего, как противокоррозионное покрытие для бетонных конструкций, крыши, поверхности транспортных лент и т.д. Также он получил широкое распространение как один из компонентов герметизирующих веществ, клеев, красок, лаков. Жидкий полиуретан может подвергаться последующей обработке и становится сырьем для производства манжетов и молдингов.

Востребованным в самых различных сферах является полиуретан вспененный, который на 85-90 % состоит из инертной газовой фазы. Список товаров, которые из него изготавливают, можно перечислять очень долго. Это и губки для мытья посуды, и строительные материалы, и эластичные подошвы для спортивной обуви, и облегченные шины для малонагруженных конструкций. Он выступает в качестве сырья для наполнения, материалом для теплоизолирующих конструкций.

Производство материала

Современный двухкомпонентный полиуретан производится путем синтеза изоцианата и полиола - веществ, выделяемых из нефти. Конечная физическая форма и свойства продукта зависит от процентного содержания этих компонентов в составе и наличия дополнительных веществ в составе. В результате получается исходное волокно в виде твердой, жидкой или вязкой субстанции, которая отправляется на производство для переработки в листовой, гранулированный,  стержневой полиуретан ли полиуретан в жидкой форме.

Такой способ оформления материала является оптимальным для дальнейшей обработки (формовки) материала и превращения его в продукт для конечного потребителя.

Литьевой полиуретан – самый востребованный тип формовки

Помимо своей физическй формы, полиуретаны классифицируются по способу формовки сырьевого продукта. Полиуретан, в целом, подвергается всем способам обработки, которые используются для обработки пластмасс:

• литье;
• экструзия;
• прессование;
• заливка.

Литьевой полиуретан – это самый востребованный материал полиуретан, в классификации по способу формовки. Методом литья изготавливаются товары специфической формы: втулки, манжеты, уплотнители, опоры, подшипники и т.д.

Популярность этого метода обусловлена тем, что процесс по большей части автоматизирован, а значит позволяет наладить интенсивное производство. Технология литья практически аналогична литью пластмасс: в форму заливается разжиженная масса. а для ускорения операции используется повышенное давление.

Методом литья также можно создавать защитный слой на металле.

В целом, литьевой полиуретан – недорогой и простой в эксплуатации материал, с помощью которого легко получить качественные изделия с любой сложностью геометрии. Его характеристики можно варьировать добавлением наполнителей-модификатров. При помощи красителя можно без труда задать цвет состава и не тратить времени на финишную покраску изделия.

Другие методы формовки

Экструзионный термопластичный полиуретан менее востребован, чем литой, но также демонстрирует высокие эксплуатационные показатели. Листы, стержни или гранулы полиуретана нагреваются, размягчаются и подаются в выходное отверстие экструдера. таким образом получаются плоские листы или прутки с заданным сечением.

Для производства интерьерных, декоративных, штучных изделий используется метод заливки (схож с литьем). Разжиженный материал помещается в подготовленную заранее форму. После материал полимеризуется одним из двух способов:

• Холодным, при комнатной температуре. Таким образом получаются стандартные полиуретановые изделия.
• Горячим, при температуре 60-120˚С. Такие изделия обладают повышенной стойкостью к трению, вибрациям, агрессивной среде.

Таким способом производятся небольшие партии любых заготовок.

Последний способ формовки – прессование. Подготовленный стержневой, гранулированный или листовой полиуретан подается на формовочный аппарат, где способом эстрадавления в узком пространстве придается нужная форма. Предварительно сырье может быть нагрето или смягчено через сжатие.

В результате прессования получается деталь четкой заданной формы.

Марки по ГОСТ

Согласно ГОСТ полиуретан производится под несколькими марками, которые, благодаря различиям в составе, разнятся по температурному диапазону, значению твердости и, как следствие, сфере применения:

• СКУ ПФЛ-100. Обладает стандартными характеристиками полиуретанов: устойчивость к стабильно высоким и динамическим нагрузкам, не “боится” влаги, абразивных нагрузок, очень низких (от -60 градусов) температур. Марка является самой универсальной и востребованной. Она используется в самых разных сферах производства, в том числе - связанных с пищевой промышленностью. Наиболее частое использование - в качестве связующего компонента в различных соединениях.
• СКУ-6. Полиуретан этой марки характеризуется повышенной эластичностью, прочностью и обеспечивают долгую работу при активных механических нагрузках.
• СКУ-7Л. Материал этой марки используется для изготовления изнашивающихся деталей. Сырье данной марки обладает стойкостью к нефтепродуктам и производным, потому из него делают детали для работе в масляной среде. Специфика марки: назначение для работы при высоких температурах – +10-+80 градусов.

В данной статье мы подробнее рассмотрели основные виды полиуретана и его использование, однако рассмотреть все способы применения практически невозможно. Материал востребован в сотнях разных отраслей промышленности и сельском хозяйстве.