Полиуретан
Полиуретан: эксплуатационные свойства изделий
Полиуретан - это современный конструкционный материал
Благодаря своим особенным эксплуатационным свойствам, полиуретаны широко используется в качестве замены резины различных марок, каучуков, металла, пластика во многих отраслях промышленности. Примечательно, что готовый термостатированный полиуретан может быть, как мягким, так и очень твердым материалом. Степень твердости полиуретана определяется по шкале Шора и может варьироваться в диапазоне от 40 до 98 единиц. В первом случае (40 единиц по Шору) полиуретан будет обладать повышенной мягкостью и эластичностью, а во втором случае (98 единиц по Шору), мы получим материал твердый, как железо.
При этом износостойкость полиуретана не меняется! Изделия из полиуретана отлично переносят резкие атмосферные изменения, ударопрочны, долговечны в промышленной эксплуатации и обладают свойствами, которые недостижимы для обычных резин:
• эластичность
(относительное удлинение при разрыве в 2 раза больше, чем у резины)
• низкая истираемость
(условная износостойкость в 3 раза выше, чем у резины)
• высокая прочность (превышает прочность резины в 2,5 раза)
• высокое сопротивление раздиру и многократным деформациям
• возможность работы при высоком давлении (до 105 МПа)
• кислотостойкость и стойкость ко многим растворителям
• повышенная твердость (до 98 единиц Шора)
• температурный интервал от -50°С до +80°С (при введении специальных добавок верхний предел рабочей температуры может быть до +120°С)
• стойкость к микроорганизмам и плесени
• вибростойкость и маслобензостойкость
• упругость при низких температурах
• высокие диэлектрические свойства
• озоностойкость
• водостойкость.
Полиуретан может быть предложен Вам
в виде заготовок (пластины и цилиндры), а также в виде готовых изделий:
• гидроциклоны, сита грохотов, обтираторы, муфты, изоляторы;
• уплотнительные манжеты и кольца круглого и прямоугольного сечения;
• валы нажимные и амортизаторы для промышленного оборудования;
• ремни зубчатые, круглые, широкоугольные, многоручьевые и т. д.;
• ролики, колеса, катки, втулки, диаметром от 10 мм и более;
• листы для облицовки и футеровки рабочих камер различного оборудования.
Полиуретан: физико-механические показатели изделий
|
Физико-механические показатели изделий из полиуретана |
Условия сильного износа, многократного изгиба и ударных нагрузок |
Детали для пневматич. тормозных систем на ж/д транспорте |
Работа в качестве эластичн. пуансона при давлении жидкости 50 - 100 МПа |
Детали подвижных и неподвижных соединений при интенсивном абразивном износе и высоких ударных давлениях в штамповочном производстве |
||||||
|
группы |
группы |
группы |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
ППУ-1 |
ППУ-2 |
СПУ-1 |
СПУ-2 |
||
|
Условная прочность при растяжении, МПа, не менее |
18 |
30 |
30 |
30 |
25 |
20 |
31 |
31 |
31 |
30 |
|
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее |
300 |
300 |
300 |
400 |
450 |
500 |
300 |
400 |
400 |
370 |
|
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа, не менее |
3,0 |
12,0 |
15,0 |
- |
- |
- |
15,0 |
8,0 |
8,0 |
3,0 |
|
Твердость по Шору А, ед. Шор А |
75-85 |
85-95 |
95-100 |
87-93 |
85-91 |
78-91 |
87-97 |
87-95 |
87-95 |
- |
|
Относительная остаточная деформация при сжатии в воздухе на (25+5)% в течении 24 ч. При температуре 100°С, %, не более |
- |
- |
- |
90 |
85 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Изменения массы после воздействия СЖР-3 при температуре (70+2)°С в течении 24 ч., %, не более |
- |
- |
- |
14 |
20 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия при температуре -60°С, не менее |
- |
- |
- |
0,05 |
0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Прочность связи с металлом при отслаивании Н/мм, не менее |
- |
- |
- |
- |
- |
18 |
30 |
30 |
- |
- |
|
Сопротивление раздиру, кН/м, не менее |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
70 |
50 |
50 |
50 |
Полиуретан: фото некоторых готовых изделий.
Полиуретан: история создания и применение
Краткий исторический экскурс: Первые работы по созданию полиуретанов началась в 30-е годы в США и Германии. Основная цель исследователей того времени заключалась в необходимости найти заменитель стратегическим видам сырья – натуральному каучуку, стали и пробке. В 1937 году всемирно известный ученый Байер (Германия) с сотрудниками синтезировали полиуретановые эластомеры взаимодействием диизоцианатов с различными гидроксилсодержащими соединениями. Уже в 1944 году в Германии, а в 1957 году и в США началось промышленное производство полиуретанов на основе сложных полиэфиров. В СССР исследования в этом направлении были начаты в 60-х годах и велись в нескольких НИИ при Академии Наук СССР.
Применение в современной промышленности: Полиуретаны – это эластомеры, которые могут отличаться химическим составом и строением, но обязательно содержат уретановые группы -NHCOO- и при специальной обработке образуют прочные связи с металлом. Благодаря этим качествам применение полиуретана экономически выгодно в широком спектре отраслей промышленности. Из них изготовляют, как крупногабаритные изделия, так и изделия средних размеров. Например, шины для внутризаводского транспорта (надежность таких шин в 6-7 раз больше, чем шин из углеводородных каучуков), листовые элементы (от тонких пленок до массивных пластин; опорные элементы, уплотнительные кольца, манжеты и втулки; покрытия металлических валов, колес и роликов; детали устройств для транспортирования абразивного шлама, флотационных установок и гидроциклонов, применяемых в горнодобывающей промышленности; для футеровки внутренней поверхности труб нефтегазопроводов. Литьевые полиуретановые эластомеры используют также для изготовления приводных ремней в ткацких машинах, конвейерных лент, разнообразных уплотнительных деталей, деталей станков и машин, валиков для текстильной и бумажной промышленности, уплотнений гидравлических устройств и масляно-пневматических амортизаторов железнодорожного транспорта. Полиуретаны, также, широко применяются в автомобилестроении. Из них изготавливают подшипники скольжения рулевого механизма, элементы для передней подвески, вкладыши рулевых тяг, самосмазывающиеся уплотнения, топливостойкие клапаны и маслостойкие детали. А в обувной промышленности из полиуретана изготавливают износостойкие каблуки и подошвы.
Полиуретан: исходный материал и методы изготовления изделий
Изготовление полиуретана это сложный и энергоемкий технологический процесс, происходящий путем смешивания и термостатирования двух основных компонентов: изоцианата и полиола, а также полиэфираминов с помощью достаточно дорогостоящего оборудования. Исходное сырье производится в России, США, Италии и Германии.
Для получения готовых изделий, полиуретаны перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами: экструзией, прессованием и литьём в свободные формы. Наиболее широкое применение в промышленности получили литьевые полиуретановые эластомеры. Литьевая технология формования полиуретановых деталей (метод свободного литья в открытые формы) позволяет получать изделия практически любой формы и размеров недоступных для формирования резиновых изделий. Изделия из полиуретана могут быть, как полупрозрачные с желтоватым оттенком, так и окрашенные в разнообразные цвета.
Сравнительные характеристики резины и полиуретана
Это важно!
На свободном рынке России, Вам могут быть предложены полиуретановые композиции по достаточно привлекательной цене. Причем, их тоже могут назвать полиуретаном. Следует помнить о том, что эти материалы обладают лишь некоторыми свойствами настоящего полиуретана, т. к. производятся из более дешевого сырья и образно говоря «делаются на коленке». Хороший полиуретан это достаточно дорогой материал, и в отличие от полиуретановых композиций будет работать существенно дольше с неизменными физическими свойствами.
Если у Вас остались вопросы или Вам нужны дополнительные сведения о полиуретане и изделиям из него, Вы можете обратиться за консультацией к нашим специалистам по телефону или по электронной почте.