Rbremont.ru

РБ Ремонт
13 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Полиуретан характеристики термостойкость

Полиуретаны

Свойства и характеристики полиуретана

Общие сведения

Полиуретан (ПУ, polyurethane) является одним из синтетических полимеров гетероцепного типа. Отличительной особенностью ПУ является наличие в основной полимерной цепи повторяющейся «белковой» группы атомов -O-CO-NK-, которая придает пластику особые свойства, с возможностью их модификации. Полиуретан относится к виду полиэфир-полиолов, а широкое разнообразие его характетистик возможно благодаря различиям в молекулярной структуре полимерной цепи.

Рис.1. Схема синтеза полиуретана.

Как правило, ПУ получают путем поликонденсации в ходе реакции двух компонентов полиола и изоцианата. Определенные свойства полиуретану могут придать различные добавки, например они помогают увеличить эластичность или твердость, термостойкость и т.п.

Основные виды полиуретанов, которые имеют между собой очень немного общего по свойствам, используемых в современной жизни – это вспененный полиуретан или пенополиуретан, термопластичный в гранулах, жидкий, листовой. Пенополиуретан (ППУ) и жидкий ПУ в больших количествах используют в строительстве – первый для термо- и звукоизоляции, второй – для гидроизоляции кровель. Термопластичный полимер в гранулах применяют для производства (обычно литья) гибких изделий, напоминающих резиновые, например подошвы обуви. Листовой полиуретан, частный случай термоэластопласта, отформованного в лист, который имеет области применения в машиностроении, автомобильной и других отраслях промышленности.

Литьевой полиуретан перерабатывают в изделия тремя способами: ротационным литьем, свободным литьем в форму и литьем под давлением. Последний метод практически ничем не отличается от литья полиолефинов и прочих пластмасс общего назначения. Изделия ППУ производят методом заливки материала под высоким давлением через специальные смесительные головки в формы или прямо в полость изделий, например оболочек труб. Из листового ПУ или из пластин, стержней и профилей получают разные изделия методом механической обработки.

Полиуретан был впервые описан в 1930-е годы, химиком Отто Бэйером и его коллегами, которые изначально занимались химией полиамидов. В 1937 году они получили разновидности термоэластопластов после реакции диизоцианата с некоторыми химикатами, имеющими в составе гидроксильные группы.

Первые товарные марки ПУ были разработаны в США компанией Dupont и поступили в продажу в 1956 году. Практически одновременно полиуретаны выпустили BASF и Dow Chemical в США по истечении одного года. Изначально полиуретан предназначался для замены других ценных материалов, например каучука, металла, дерева, и во многих темах это удалось.

В Советском Союзе полиуретаны начали разрабатывать в 1960-х годах, когда в мире уже производили тысячи тонн ПУ материалов. Наиболее глубоко исследования продвинулись в НПО «Полимерсинтез» (г. Владимир), а также в некоторых других научно-исследовательских учреждениях, плотно изучавших полиуретан. В России существует множество государственных и частных компаний, а также совместных предприятий (например владимирское «Дау-Изолан») хорошо зарекомендовавших себя в области производства полиуретанов с различными свойствами.

Свойства полиуретана

Основные характеристики полиуретановых эластомеров – это высокая прочность, стойкость к раздиру, стойкость к износу и к набуханию в маслах и растворителях, озоностойкость (важный фактор, выгодно отличающий ПУ от резины) и радиостойкость. Важнейшая особенность ПУ термоэластопластов – это комбинация отличной эластичности с большим разнообразием возможных твердостей.

Важные особенности полиуретанов: очень высокие физико-механические характеристики, которые во многом выше резин, каучуков, и даже некоторых металлов. Среди них высокая твердость, одна из самых лучших износостойкость и отличная абразивностойкость. По последним двум характеристикам литьевые ПУ на голову выше резин, других пластмасс и металлов. Кроме того, важна комбинация свойств, например сочетание высокой твердости и высокой эластичности дает превосходную прочность материала.

Температура эксплуатации полиуретана имеет верхний предел не ниже 120 градусов С, а нижний предел эксплуатации – минус 70С или даже еще ниже (при кратковременном воздействии). В этих пределах полиуретан сохраняет свои основные свойства неизменными.

Полиуретаны имеют хорошие диэлектрические характеристики, высокую химическую стойкость, в том числе устойчивость к маслам, кислотам и растворителям. Также полиуретан – очень экологичный материал, который не загрязняет окружающую среду, но при этом стоек к микробам, плесени и прочим простейшим.

Из минусов полиуретана можно отметить воздухонепроницаемость (одежда и обувь «не дышат»), плохо поддается печати, падение прочностных характеристик при продолжительном воздействии низких температур, слабую сопротивляемость скручиванию.

Пенополиуретан

Особняком среди всех полиуретанов стоит пенополиуретан. ППУ входит в класс газонаполненных пластмасс, они же пенопласты. Такие пластики состоят из воздуха или другого газа на величину порядка 90 процентов по объему. ППУ делится на две большие группы: жесткий или интегральный пластик и мягкий (эластичный) пенополиуретан или поролон.

Рис.2. Применение эластичного ППУ в мебели

ППУ интересен тем, что его синтез обычно происходит на месте применения, а не в заводских условиях (при этом мебельный поролон или трубы в ППУ изоляции все-таки производятся на заводах). Пенополиуретан синтезируется при смешении полиола и полиизоционата с получением высоконаполненной углекислым газом полимерной матрицы.

ППУ биологически нейтрален, опасность может представлять его компонент высокотоксичное вещество изоцианат, в случае если он взят в избытке. При применении антипиренов в компонентах полиуретана материал не поддерживает горение и гаснет при удалении пламени.

Применение полиуретанов

Из литьевых полиуретановых термоэластопластов производят крупные продукты, например износостойкие шины, конструкционные, корпусные и технические изделия, многочисленные заменители резиновых изделий. Также производят амортизирующие и демпфирующие элементы для всех отраслей, например конвейерные ленты, приводные ремни, нескользящие покрытия, различные упругие валики и ролики, уплотняющие прокладки, буферы и бамперы и т.д. ПУ изделия, благодаря своим свойствам и прежде всего износостойкости с успехом используются в высоконагруженных устройствах и механизмах. Из отраслей это железнодорожная, автомобильная, машиностроительная, обувная, медицинская, спортивная и прочие.

Рис.3. Полиуретановые износостойкие ролики

Жидкий полиуретан, который еще выпускается в виде спрея используют для изоляции различных конструкций и механизмов, например, вагонов, грузовых автомобилей, люков и т.д. Кроме того, он входит в качестве компонента в разнообразные герметики, клеи, лаки, краски и прочие изолирующие и декорирующие поверхности агенты.

Несмотря на широчайшее применение полиуретановых эластомеров, большая часть рынка ПУ пластмасс занимает пенополиуретан. Помимо теплоизоляции труб ППУ применяют для напыления на практически любые поверхности, выпуска сэндвич-панелей и прочих легких и прочных стройматериалов. Также ППУ используют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, хранилищ; в электротехнике и производстве интерьеров автомобилей, рулей; в самолетостроении, вагоностроении и т.п. Мягкий ППУ – непревзойденный материал для мебельной и легкой промышленности.

Вторичная переработка ПУ

Несмотря на инертность полиуретана для окружающей среды, его вторичная переработка задача непростая. Это не касается термопластичного эластомера, который может подвергаться переработке многократно. Однако, пенополиуретан по своей природе является реактопластом и практически не перерабатывается повторно.

Этот факт является серьезным минусом, сдерживающим еще более широкую поступь ППУ по планете.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Важные свойства полиуретана

К огромной группе полиуретанов относят полимерные высокомолекулярные соединения, мономеры которых связаны уретановой связью. Среди представителей имеются пластмассы различной плотности: мягкие, средние и очень жесткие.

Сфера применения полиуретанов широка, определяется структурой и характеристикой отдельных представителей. Большое распространение получила противопожарная полиуретановая пена, используемая повсеместно при выполнении строительных работ; существуют другие популярные виды продукции, свойства которых полезно знать.

Что такое пенополиуретан и как его получают

Корень названия – уреа – знаком всем и вызывает совсем другие, физиологические ассоциации. Известно, что врач-уролог занимается не химией пластмасс. Оказывается, уретановая связь полимера идентична той, которая присутствует в молекуле мочевины. Тогда происхождение названия становится понятным; следует разобраться – чем обусловлено такое разнообразие материалов на полиуретановой основе.

Полимеры уретана имеют разные свойства по следующим причинам:

  • различается количество мономеров, молекулярная масса, длина цепи;
  • в качестве сополимеров в линейную структуру могут вводить различные компоненты;
  • отличаются условия получения полимеров;
  • используются разные наполнители, добавляемые в полимеризованный продукт;
  • готовые высокомолекулярные вещества могут подвергать или не подвергать вспениванию;
  • насыщение пены газами отличается по интенсивности.

В результате образуется большое количество продуктов, отличающихся термостойкими свойствами, другими характеристиками, возможностями применения в различных сферах.

Высоким спросом пользуется эластомер из полимеризованного уретана (ПУ) и вспененный термостойкий полиуретан, который часто обозначают сокращением ППУ (пенополиуритан) (не путать с ППА, ППЕ и пр.) Полимерную продукцию применяют как монтажный, конструкционный, изолирующий материал.

Технические характеристики

Эластомер ПУ имеет разную степень жестокости в зависимости от использованной технологии получения, применяется для изготовления втулок, прокладок, уплотнителей, прокатных валов.

По износостойкости он превосходит все виды резин, каучуков и даже многие металлы.

Полиуретан с термостойкими свойствами применяют в виде плит теплоизоляции или монтажной пены для заделывания полостей, щелей.

Характеристики ПУ и ППУ материалов имеют много общего, тем не менее, присутствуют некоторые отличительные особенности.

Таблица. Физико-механические параметры некоторых типов полиуретана

Показатель полиуретанаНИЦ ПУ-5СКУ-ПФЛ-100ТСКУ-ФЭ-4Ур-70 ВПТГФ-1000СУРЭЛ-20ФСКУ-ПФЛ-100МДиафор-ТДИЛУР-СТТТ 129/194
Твердость по Шору, ед.88—9395— 9840—9070—8095—9893—9795—10086—8875—8580—100
Предел прочности при растяжении, кгс/см²320—450350—400250—350230—390350—420390—500450—500380—460400—470380—520
Относительное удлинение при разрыве, %450—580310—350400—55075—10090—11020—3070—8030—4590—11090—110
Условное напряжение при 100 % удлинении, кгс/см²75—95130—16025—3020—35130—160140—16045—5550—80140—160
Относительное остаточное удлинение после разрыва, %Не более10Не более10Не более10Не более 8Не более 15Не более 10Не более 10Не более 10Не более 10Не более 10
Температурный диапазон, °С50708080808080805050

Теплопроводность

В связи с популярностью применения термостойкого полиуретана, как изолирующего материала, большое значение имеют его показатели теплопроводности. В огромной мере способность проводить тепло зависит от плотности материала, его пористости. Значения плотности в линейке полиуретановой продукции изменяется в очень больших пределах от 30 кг/м 3 до 300 кг/м 3 . Способность проводить тепло варьируется в интервале от 0,019 Вт/м×К до 0.035 Вт/м×К.

Чем больше полых ячеек имеется в изолирующем слое термостойкого полиуретана, тем меньше его плотность, больше способность пропускать тепло.

Читать еще:  Какой толщины нужен пенопласт для утепления дома?

Правомерно обратно утверждение — уменьшение количества полостей, приводит к увеличению плотности, уменьшению способности проводить тепло, повышенной склонности его изолировать.

Горючесть

Потребители и проверяющие организации большое внимание уделяют противопожарным характеристикам всех термостойких и других материалов, применяемых в строительстве или на производстве. Горючесть ППУ и эластомера активно обсуждается в специальной и профессиональной литературе. Термостойким полиуретан можно назвать с натяжкой, так как максимальная температура его применения составляет 80 ℃. Нижний температурный предел достигает -60°.

В целом представляемая информация о термостойких свойствах полиуретана существенно отличается. Самые дешевые виды полиуретана относятся к классу Г4 (горючий), что вполне объяснимо высокой концентрацией воздуха (до 90 %) в материале. Многие производители заявляют о принадлежности их изделий из термостойкого полиуретана к классу Г2. Это возможно только в том случае, когда в состав введены антипирены. Других способов понизить горючесть полимера не существует.

Негорючие ППУ содержат большое количество добавок, что обязательно должно быть указано в сертификате. Введение в полимерную среду антипиреновых веществ может в некоторой мере повлиять на другие характеристики термостойкого полиуретана, поэтому на все показатели нужно обратить внимание.

Для обеспечения безопасности конструкций очень важна их воспламеняемость, которая у термостойкого полиуретана характеризуется как умеренная (В2). Учитывая широту ассортимента, не удивительно, что в линейке имеются трудно воспламеняемые изделия, которые отличаются от остальных составов, наличием добавок, характеристиками.

Различные модификации термостойкого полиуретана значительно отличаются по способности возгораться, гореть, затухать, что очень важно учитывать в момент приобретения, до начала монтажа. К абсолютно безопасным материалам полимер отнести нельзя, но многие его разновидности вполне могут быть использованы, в связи с соответствием нормативным требованиям.

Другие важные свойства

Важным свойством эластомерных продуктов является твердость, которую принято измерять в условных единицах по шкале с фамилией ее разработчика Шора. У различных видов ПУ этот показатель варьируется от 74 до 95 единиц, в то время как у резины он равен максимум 60.

Модуль упругости при растягивающих нагрузках у обычного и термостойкого полиуритана укладывается в диапазон от 40 % до 98 %, при этом параметр может задаваться при технологии производства. Для резины максимальное значение модуля упругости составляет только 75 %.

Физико-химические качества оценивают дополнительно эластичностью по отскоку, которая у ПУ равна 29 %, а для резины 12 %.

Таблица. Поведение полиуретана в различных средах (Ст- стоек, Нт — нестоек)

РеагентыКонцентрация, %Стойкость
Вода водопроводнаяСт
Морская водаСт
Соляная кислота36Нт
Серная кислота45Ст
Фосфорная кислота40Ст
Едкий натр40Ст
Аммиачная вода25Ст
Азотная кислота68Ст
АцетонНт
КетоныНт
Четырёххлористый углеродНт
ТолуолСт
Бензин, нефтепродуктыСт
СодаСт
Этил ацетатНт
Метиловый спирт96Ст
Этиловый спирт96Ст
ЭфирыНт
Уксусная кислотаСт
Минеральные маслаСт
Растительное маслоСт
Муравьиная кислотаНт

Впечатляет предел прочности при разрывающих нагрузках, который для полиуретана равен 312 %, в то время как для качественной резины характерен показатель 115 %.

В такой же мере (в 3 раза) у продукции из полиуретана выше коэффициент морозостойкости, чем у резиновых изделий. Стойкость к действию абразивов у полимера в 5 раз превышает аналогичный показатель резины.

Направления использования

Литьевые полиуретаны применяются для производства продукции разнообразных размеров. Из них делают большие шины для большегрузов, детали узлов для перемещения шламов, флотационные агрегаты, трубопроводные комплексы, гидроциклоны.

Литьевой полимер применяют для изготовления ремней, конвейерных полос, уплотнителей, валиков в легкой промышленности.

Для железнодорожного транспорта из полиуретана производят пневматические амортизаторы и уплотнители гидравлических узлов. Полиуретановые материалы незаменимы в автомобилестроении. Из них делают подшипники, элементы подвесок, вкладыши рулевой тяги, уплотнения и клапаны.

На обувных производствах изготавливают полиуретановые подошвы, применяют полимер как искусственную кожу.

ПУ является хорошей связующей добавкой при производстве плит ДСП, полимербетонов, имитаторов древесины из пенопластов, клеев и покрытий. Интересно отметить, что клеевые полиуретановые композиты применяются также в медицине. Еще из полимеров изготавливают протезы.

В остальных отраслях из эластомеров производят опорные элементы; уплотнительные кольца; покрытия для валов, роторов, роликов, барабанов, колес.

90 % полиуретановой продукции составляют пеноматериалы, которые являются разновидностью пенопластов. Пена может форматироваться в изолирующую продукцию разнообразной формы в производственных цехах или на месте, посредством наполнения рабочего пространства. Называется процесс заливкой. Если компоненты смешиваются с воздухом, затем оседают на поверхности, происходит напыление. Таким способом утепляют трубы, другие конструкции и детали.

ППУ используют в автомобиле и авиастроении, в пищевой и мебельной отраслях, при производстве обуви, упаковочных материалов, в строительном деле. Вспененный термостойкий полиуретан применяют как утеплитель теплотрасс, кровельных и других конструкций. Так напыление кровли ППУ экономит 80 % времени, 50 % средств, по сравнению с использованием других материалов.

Полиуретановыми пластинами утепляют вертикальные стены, полы, фундаменты, чердаки. Полимер не гниет, не подвергается разложению, может эксплуатироваться до 30 лет и более.

Термостойкий полиуретан – многофункциональный материал с большими возможностями, которые определяются характеристиками каждого отдельного вида продукции.

Виды и свойства полиуретана. Как выбрать материал и прочесть техническую документацию?

Литьё полиуретана — это очень универсальный производственный процесс, охватывающий широкий спектр материалов. Поэтому выбор подходящего варианта может включать множество факторов.

Так, полиуретаны одного типа или группы твёрдости могут показаться очень похожими, но при рассмотрении подробных характеристик и уникальных свойств различия могут стать основой выбора или источником вдохновения.
Даже самый продвинутый гик не запомнит всех свойств материала, а также не все, кому нужно сделать выбор обладают навыками инженера: здесь становится бесценной техническая документация и наше пособие по её чтению.

В этой статье мы рассмотрим основные типы полиуретанов, области их применения, ответим на вопросы: как выбрать материал и прочесть его технические данные, чтобы вы могли сделать правильный выбор.

Полиуретаны можно разделить на две большие группы по твердости: жёсткие (пластик) и эластичные (резиноподобные), а также выделить силикон, как материал для получения очень мягких и эластичных отливок.

Твёрдость

Полиуретаны можно разделить на две большие группы по твёрдости: жёсткие (пластик) и эластичные (резиноподобные), а также выделить силикон, как материал для получения очень мягких и эластичных отливок.

Под твёрдостью понимают показатель устойчивости пластика к деформации, вызванной механическим вдавливанием или истиранием.

Классификация полиуретана по твёрдости определяется шкалой Шора или методом вдавливания, обычно применимым для полимеров, каучуков и продуктов их вулканизации.
Твёрдость по Шору обозначается в виде числового значения шкалы, к которому приписывается буква, указывающая тип шкалы и иногда метод измерения или прибор.

Различают типы A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S и R. Все шкалы делятся от 0 до 100 условных единиц, при этом высокие значения соответствуют более твёрдым материалам. Для полиуретана или силикона применимы шкалы A и D.

! Примеры обозначения
Твёрдость по Шору 80D, Твёрдость по дюрометру 80D
Твёрдость по Шору 80 по шкале А, Твёрдость 80 ед. Шора D

Жёсткий полиуретан (75-90 ед. Шора D) Доступные материалы в разделе Жёсткие полиуретаны.

В спектре шкалы Шора D находятся полиуретановые смолы от жёстких до очень жёстких.
Для представления, большинство материалов твёрдостью от 65 ед. по Шору D покажутся абсолютно твёрдыми для руки человека и не будут иметь поверхностной гибкости.
Жёсткие полиуретаны имитируют большинство материалов, используемых для литья под давлением, таких как ABS, PMMA, PS и PP. Основное применение — корпуса приборов бытовой техники, медицинского оборудования, детали автомобилей, оптически прозрачные компоненты.

! Защитная каска – 80 ед. Шора D

Резиноподобный полиуретан (30-90 ед. Шора А) Доступные материалы в разделе Резиноподобные полиуретаны.

Для эластомеров с твёрдостью в пределах шкалы A характерна большая гибкость и низкий модуль упругости, другими словами — они эластичны.
Такие полиуретаны имитируют свойства резин TPE, TPU и могут быть применимы для производства уплотнителей, чехлов приборов, заглушек, кабельных вводов и капсулирования.

! Ластик карандаша – 40 ед. Шора А

Силикон (5-50 ед.Шора А) Доступные материалы в разделе Силиконы.

Чаще всего, силиконы имеют очень низкую твёрдость и используются для создания деталей, требующих повышенной эластичности и прочности на растяжение, а также для изготовления форм, с помощью которых отливаются детали конечного пользования.
Силикон отлично зарекомендовал себя как материал кнопок, уплотнительных прокладок и колец, а также биосовместимых деталей медицинского назначения.

! Жевательная резинка – 10 ед. Шора А

Независимо от типа полиуретана есть основные свойства, которые требуют понимания для оптимального выбора материала.

Свойства при растяжении

Не смотря на существующие типы полиуретана, есть основные свойства, которые требуют понимания для оптимального выбора материала.

В зависимости от вида нагрузок выделяют статическую, динамическую и усталостную прочность.

При статических нагрузках производят испытания на растяжение, сжатие, изгиб и кручение, при динамических — на ударную вязкость, на усталостную — определяют способность образца выдерживать циклические нагрузки.

Показателем прочности для возможности сопоставления материалов является предел прочности — максимальная нагрузка, которую выдерживает материал без разрушения.

Статическое растяжение — один из наиболее распространенных видов испытаний для определения механических свойства материала, которые наиболее часто содержат технические документации, поэтому мы уделим внимание ему.
При испытании на растяжение образец специальной формы помещается в установку с гидравлическим прессом, где к нему, закрепленному с двух концов, прикладывают продольную силу пока не наступит разрушение, таким образом определяют диаграмму прочности и следующие показатели:

Предел пропорциональности (Proportional limit) МПа (МPa)
Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука: деформация, возникающая в упругом теле, пропорциональна приложенной к этому телу силе.

Предел упругости на растяжение (Elastic limit) МПа (МPa)
Напряжение, после снятия которого, в теле не возникает остаточных деформаций — форма образца сохраняется.

Читать еще:  Шторы до подоконника в гостиную

Предел текучести на растяжение (Yield Strength) МПа (МPa)
Максимальная нагрузка, которую выдерживает материал до окончательного разрушения: начинают происходить необратимые изменения, появляются значительные пластические деформации.

Предел прочности на расятжение (Maximal/Ultimate tensile strength) МПа (МPa)
Критическая точка напряжения или такая нагрузка, превышение которой приведёт к разрушению тела.

Модуль упругости при растяжении (Tensile modulus of elasticity/Youngs Modulus) Па (Pa)
Дополнительно можно определить физическую величину, характеризующую способность материала к растяжению, сжатию при упругой деформации — модуль Юнга. Исследуя этот показатель можно понять отношение напряжения к линейной деформации — как будет вести себя тело на участке диаграммы от предела текучести до предела прочности.
Материал с более крутым уклоном графика — например, ABS, будет жёстче, чем материал с более пологим – TPU.

Относительное удлинение при разрыве (Elongation at maximal tensile strength) %
Важный показатель, особенно если речь идет об эластичных материалах, который показывает на сколько удлинилось тело — какую часть от первоначальной длины составляет удлинение в процентах.

Свойства изгиба

Свойства изгиба близки к свойствам при растяжении, и для многих изотропных материалов (с постоянными физико-механическими свойствами во всех направлениях), таких как сталь, они будут равны.

Для пластика же характерна неравномерность свойств в связи с поверхностным упрочнением, поэтому для обеспечения точности проводят дополнительное испытание на изгиб: образец помещается на две опоры с грузом приложенным по центру, с помощью чего определяют показатели аналогичные растяжению:

Предел прочности при изгибе(Maximal/Ultimate flexural strength) МПа (МPa)
Модуль упругости при изгибе (Flexural modulus of elasticity) Па (Pa)

Ударные свойства

Тест на ударную вязкость (способность тела поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения) как и другие механические испытания, очень прост: образец закрепляется в зажиме под тяжёлым маятниковым рычагом, рычаг поднимается — при падении маятник ударяет по образцу.

Испытания проводятся на образцах с надрезом или без надреза.
Тест с надрезом является более реалистичным индикатором ударной вязкости, когда на поверхности продукта могут быть дефекты (iPhone бросают в карман с ключами), в то время как тест без надрезов лучше подходит для ситуаций, когда материал будет работать в менее агрессивной среде.

В любом случае, ударные свойства пластика важны, когда мы хотим иметь представление о прочности в заданных условиях.
Возьмём два обычных прозрачных пластика: поликарбонат и акрил. Оба они имеют одинаковую прочность на разрыв (около 40 МПа), но поликарбонат выдерживает до 40 раз большую ударную нагрузку. Акрил же обеспечивает лучшую прозрачность.

По месту приложения нагрузки в момент испытания различают:

Ударная вязкость по Шарпи (Сharpy impact strength) кДж/м2 (kJ/m2)
Ударная вязкость Изоду (Izod impact strength) кДж/м2 (kJ/m2)

Тепловые свойства

Аналогично тому, что материал не выдержит нагрузку или силу удара, стоит беспокоиться о воздействии окружающей среды на деталь, а именно нагрева или чрезмерного охлаждения.
Ожидаемое поведение пластика при повышенных температурах — размягчение, поэтому в разделе тепловых свойств технических характеристик вы найдёте:

Температура изгиба под нагрузкой или деформационная теплостойкость (Deflection temperature) ℃

Покажет при какой температуре пластмассовый образец будет изгибаться на стандартное значение под воздействием нагрузки.
Найдите максимальную температуру, при которой будет работать ваша конструкция, а затем убедитесь, , что она в рамках значений термостойкости.

Температура стеклования (Glass transition temperature) ℃

Температура, при которой полимер охлаждаясь переходит из высокоэластического или вязкотекучего в стеклообразное состояние.
Важная эксплуатационная характеристика полимерного материала, соответствующая верхней температурной границе теплостойкости пластмасс и нижней границе морозостойкости каучуков и резин.

Специальные свойства

В дополнительной документации на материал вы можете найти:

Сертификат безопасности FDA (Food and Drug Administration)
Материал нетоксичен и безопасен для прямого контакта с пищевыми продуктами.

Паспорт безопасности MSDS (Material Safety Data Sheet)
Информация о безопасности и мерах осторожности при работе с материалом.

Показатель огнестойкости
Результаты испытаний на устойчивость к горению, обычно проводимые в соответствии со стандартом UL-94, определяющим классификацию пластмасс по огнестойкости от медленного горения до самозатухания в течение 60 секунд.

Электрические характеристики

Электрическое сопротивление – свойство материала сопротивляться прохождению электрического тока. В зависимости от области сопротивления различают:

Поверхностное сопротивление (Surface resistivity) Ом (Ohm)
Объёмное сопротивление (Volume resistivity) Ом·метр (Ohm metre)

В заключении, основные факторы или шаги по выбору материала:

Назначение детали, условия работы и возможные механические воздействия. Требуются ли повышенные электрические свойства, ударная прочность, несущая способность или же деталь выполняет функцию амортизатора? То есть факторы, которые помогут уточнить набор требуемых характеристик.

Устойчивость к факторам окружающей среды

Будет ли деталь подвергаться воздействию экстремальных температур, влажности, ультрафиолетового излучения или агрессивной химической среды?

  • Ожидания
    Точность изготовления, визуальные требования к качеству поверхности и цвету детали, а также другие требования в отношении срока службы, скорости производства и стоимости изделия.
  • Neukadur ProtoCast — жидкий полиуретан

    • Описание

    Характеристики модификаций Neukadur ProtoCast:

    Наименование материалаАналогичный по свойствам материалВремя жизни, мин.Твердость по ШоруВремя полимеризации, мин.Пропорции смешивания
    ProtoCast 100-05АБС4D 7860100:130
    ProtoCast 103-05АБС5D 8030100:200
    ProtoCast 105АБС5D 8260100:200
    ProtoCast 110Полиэтилен высокого давления/ Полипропилен4D 77-8075100:100 / 100:85
    ProtoCast 112Полиэтилен / Полипропилен1.5D 7815100:75
    ProtoCast 113АБС3D 74-7520100:110 /100:100
    ProtoCast 115АБС4D 8345100:100
    ProtoCast 120Полиамид / АБС6-7D 8260100:154
    ProtoCast 134ПММА15-20D 80120100:300
    ProtoCast 140АБС9D 8060100:130
    ProtoCast 195Полистирол5D 8025100:130
    ProtoCast 229ПММА10D 8060-120100:130

    Основные свойства полиуретановых смол ProtoCast:

    • низкая вязкость;
    • быстрая полимеризация смеси;
    • возможность ручной и автоматической переработки;
    • широкий выбор марок (модификаций).
    Преимущества изделий из материалов ProtoCast

    Полиуретановый пластик литьевой жесткий высокопрочный позволяет производить изделия, которые характеризуются превосходными физико-химическими свойствами, и могут применяться в условиях высоких температур и механических нагрузок, а так же в определённых агрессивных средах. В зависимости от модификации исходных компонентов полученные изделия могут обладать различной степенью выраженности таких свойств, как:

    • ударопрочность;
    • термостойкость;
    • твердость;
    • прочность на растяжение и изгиб;
    • устойчивость к выцветанию.

    Разновидности и области использования листового полиуретана

    1. Особенности
    2. Требования
    3. Виды
    4. Размеры
    5. Сферы применения

    Полиуретан представляет собой современный полимерный материал конструкционного назначения. По своим техническим свойствам этот термостойкий полимер опережает резиновые и каучуковые материалы. В составе полиуретана содержатся такие химические компоненты, как изоцианат и полиол, являющиеся продуктами переработки нефти. Кроме того, в состав эластичного полимера входят амидная и мочевинная группы эластомеров.

    На сегодняшний день полиуретан является одним из наиболее применяемых материалов в различных сферах промышленности и хозяйственных отраслях.

    Особенности

    Полимерный материал выпускается в листах и прутках, однако чаще всего востребован листовой полиуретан, который обладает определенными свойствами:

    • материал устойчив к воздействию определенных кислотных компонентов и органических растворителей, ввиду чего его применяют в типографиях для изготовления печатающих валков, а также в химической индустрии, при хранении некоторых видов агрессивных химикатов;
    • высокая твердость материала позволяет применять его в качестве замены листового металла в тех областях, где присутствуют длительные повышенные механические нагрузки;
    • полимер проявляет высокую устойчивость к воздействию вибрации;
    • полиуретановые изделия выдерживают высокий уровень давления;
    • материал имеет малую способность к теплопроводности, сохраняя даже при минусовых показателях температуры свою эластичность, кроме того, он может выдержать показатели до +110°C;
    • эластомер устойчив к маслам и бензину, а также продуктам переработки нефти;
    • полиуретановый лист обеспечивает надежную электроизоляцию, а также защищает от воздействия влаги;
    • поверхность полимера устойчива к воздействию грибков и плесени, поэтому материал применяется в пищевой и медицинской сферах;
    • любые изделия из этого полимера могут быть подвержены многократным циклам деформации, после чего они вновь принимают свою первоначальную форму, не утрачивая при этом своих свойств;
    • полиуретан обладает высокой степенью износостойкости и устойчив к воздействию абразивов.

    Полиуретановые изделия обладают высокими химико-техническими показателями и по своим свойствам в значительной мере превосходят металл, пластик и резину.

    Особо необходимо выделить теплопроводность полиуретанового материала, если рассматривать его как теплоизолирующее изделие. Способность проводить тепловую энергию у этого эластомера зависит от его показателей пористости, выражающихся в плотности материала. Диапазон возможной плотности у различных марок полиуретана колеблется от 30 кг/м3 до 290 кг/м³.

    Степень теплопроводности материала зависит от его ячеистости.

    Чем меньше полостей в виде пустотных ячеек, тем выше плотность полиуретана, это значит, что плотный материал обладает более высокой степенью теплоизоляции.

    Уровень теплопроводности начинается с показателя 0,020 Вт/мхК и заканчивается на 0,035 Вт/мхК.

    Что касается горючести эластомера, то его относят к классу Г2 – это означает среднюю степень горючести. Самые бюджетные марки полиуретана относят к классу Г4, что считается уже горючим материалом. Способность к горению объясняется наличием в низкоплотных образцах эластомера молекул воздуха. Если производители полиуретана обозначают класс горючести Г2, значит, в составе материала присутствуют компоненты-антипирены, так как иных методов снизить степень горючести у данного полимера не существует.

    Добавление антипиренов в обязательном порядке должно быть указано в сертификате продукции, так как такие компоненты могут изменить физико-химические свойства материала.

    По степени воспламеняемости полиуретан относят к классу В2, то есть к трудновоспламеняемым изделиям.

    Помимо положительных характеристик, полиуретановый материал обладает и рядом недостатков:

    • материал подвергается разрушению под воздействием фосфорной и азотной кислоты, а также неустойчив к действию муравьиной кислоты;
    • полиуретан неустойчив в среде, где имеется высокая концентрация соединений хлора или ацетона;
    • материал способен разрушаться под воздействием скипидара;
    • под воздействием высоких температурных режимов в щелочной среде эластомер через определенный промежуток времени начинает разрушаться;
    • если применять полиуретан вне его рабочих диапазонов температур, то химические и физические свойства материала изменяются в худшую сторону.

    На российском рынке полимерных конструкционных материалов представлены эластомеры как отечественного, так и зарубежного выпуска. В Россию полиуретан поставляют зарубежные производители из Германии, Италии, Америки и Китая. Что касается отечественной продукции, то чаще всего в продаже встречаются полиуретановые листы марок СКУ-ПФЛ-100, ТСКУ-ФЭ-4, СКУ-7Л, ПТГФ-1000, ЛУР-СТ и так далее.

    Читать еще:  Как пошить шторы в домашних условиях?

    Требования

    Высококачественный полиуретан выпускают в соответствии с требованиями нормативов ГОСТ 14896. Свойства у материала должны быть следующими:

    • прочность на разрыв – 26 Мпа;
    • удлинение материала в процессе разрыва – 390%;
    • твердость полимера по шкале Шора – 80 ед;
    • сопротивление при разрыве – 80 кгс/см;
    • относительная плотность – 1,13 г/см³;
    • плотность при растяжении – 40 Мпа;
    • рабочий температурный диапазон – от -40 до +110°C;
    • цвет материала – прозрачный светло-желтый;
    • срок хранения – 1 год.

    Полимерный материал обладает радиационной стойкостью, устойчив к воздействию озона и ультрафиолета. Полиуретан может сохранять свои свойства при использовании его под давлением до 1200 Атм.

    Благодаря своим характеристикам этот эластомер можно использовать для решения широкого спектра задач, где обычные резина, каучук или металл довольно быстро приходят в негодность.

    Характеристики высокой степени прочности материала проявляются в том случае, если изделие сделано по нормам государственных стандартов. На рынке технических изделий полиуретан как конструкционный материал чаще всего можно встретить в виде стержней или пластин. Лист этого эластомера выпускают толщиной от 2 до 80 мм, стержни бывают диаметром от 20 до 200 мм.

    Полиуретан может производиться в жидком, вспененном и листовом виде.

    • Жидкая форма эластомера используется для обработки строительных конструкций, кузовных деталей, а также применяется для других типов изделий из металла или бетона, слабоустойчивых к воздействию влажной среды.

    • Вспененный тип полиуретана применяют для изготовления листового утеплителя. Материал используют в строительстве для наружной и внутренней теплоизоляции.

    • Листовой полиуретан выпускается в виде пластин или изделий определенной конфигурации.

    Полиуретан российского производства имеет прозрачный светло-желтый цвет. Если вы увидите полиуретан красного цвета, значит, перед вами аналог китайского происхождения, который изготавливается по ТУ и не соответствует нормам ГОСТ.

    Размеры

    Отечественные производители полиуретана выпускают свою продукцию в различных размерных вариантах. Чаще всего на российском рынке представлены пластины размером 400х400 мм или 500х500 мм, чуть реже встречаются размеры 1000х1000 мм и 800х1000 мм либо 1200х1200 мм. Крупногабаритные размеры полиуретановых плит могут выпускаться с габаритами 2500х800 мм или 2000х3000 мм. В некоторых случаях предприятия берут оптовый заказ и изготавливают партию пластин из полиуретана по заданным параметрам толщины и размера.

    Сферы применения

    Уникальные свойства полиуретана позволяют применять его в различных отраслях и сферах деятельности:

    • для футеровки линий дробления и измельчения, транспортировочных линий, в бункерах и хопперах;
    • для футеровки химических емкостей, контактирующих с агрессивными химикатами;
    • для изготовления пресс-штампов кузнечно-штамповочного оборудования;
    • для уплотнения вращающихся элементов колес, валов, роликов;
    • для создания виброустойчивых напольных покрытий;
    • в качестве противовибрационных уплотнений для оконных и дверных проемов;
    • для обустройства противоскользящих поверхностей возле бассейна, в ванной, в сауне;
    • при изготовлении защитных ковриков для салона и багажного отсека автомобилей;
    • при обустройстве фундамента для установки оборудования с большими динамическими нагрузками и вибрацией;
    • для амортизационных подкладок под станки и оборудование промышленного назначения.

    Полиуретановый материал – сравнительно молодой продукт на рынке современных промышленных изделий, но благодаря своей универсальности он приобрел широкую известность. Из этого эластомера изготавливаются уплотнительные кольца и манжеты, ролики и втулки, уплотнители гидравлических систем, ленты конвейера, валки, подставки, пневматические амортизаторы и так далее.

    В бытовом применении полиуретан используют в виде обувной подошвы, из эластомера делают имитацию гипсовой лепнины, детские игрушки, напольные противоскользящие покрытия для мраморных лестниц и ванных комнат.

    Более подробно с областями использования полиуретана можно познакомиться в следующем видео.

    Применение и характеристики полиуретанового лака для дерева

    В процессе эксплуатации домашний паркет, мебель и другие изделия из древесины постоянно подвергаются высоким нагрузкам и испытывают негативное влияние внешней среды. Повышенная влажность воздуха, пролитая жидкость или механические повреждения наносят непоправимый вред дорогостоящему покрытию и ухудшают его первоначальный вид. Решить проблему поможет полиуретановый лак для дерева, который обеспечит поверхностям качественную защиту и значительно увеличит время их службы.

    Общая характеристика и свойства полиуретанового лака для дерева

    Полиуретановые лаки для дерева зарекомендовали себя как наиболее прочные и надежные покрытия для любых пород древесины. В их основе лежат гидрокислосодержащие и алкидно-уретановые смолы, смешанные с алифатическими углеводородами, специальными добавками или красителями. Особая формула полимеров, входящих в состав материала, обеспечивает их быстрое затвердевание и при вступлении компонентов в реакцию способствует образованию пленки с отменными показателями эластичности, прочности и влагостойкости.

    Основные свойства полиуретанового лака для дерева:

    • Расход – в среднем 60–100 мл на 1 м².
    • Скорость высыхания – от 4 до 12 часов на отлип при температуре + 25 °C.
    • Стойкость – не меньше 10 лет.
    • Термоустойчивость – до 110 °С.

    Главное предназначение полиуретанового лака для дерева – декоративно-защитное лакирование деревянных поверхностей, которые подвергаются повышенным эксплуатационным нагрузкам. Его широко используют для обработки полов, лестниц, столешниц, мебели, дверей, оконных рам. Состав можно наносить на изделия, которые были ранее покрыты полиуретановыми, нитроцеллюлозными или алкидными материалами на базе органических растворителей.

    Виды полиуретановых лаков

    Современная промышленность выпускает широкий спектр полиуретановых лаков для дерева, различающихся по содержанию, цвету и степени блеска. Исходя из предпочитаемого конечного результата, покупатели могут выбрать бесцветный лак на основе полиуретана или продукт с пигментами, которые придают древесине определенный оттенок.

    В зависимости от химического состава материал бывает двух типов:

    • Однокомпонентный – жидкий полиуретановый лак (часто на водной основе), который можно наносить на поверхность без предварительной подготовки.
    • Двухкомпонентный – продукт, состоящий из полимерной основы и отвердителя. Перед нанесением его компоненты смешивают между собой согласно инструкции производителя.

    Исходя из внешнего вида, составы бывают:

    Классификация по уровню блеска позволяет пользователям подобрать полиуретановый лак для дерева согласно своим предпочтениям или общему оформлению интерьера.

    В интернет-магазине «ТБМ-Маркет» можно найти любые виды указанной продукции и подобрать наиболее приемлемый вариант по выгодным ценам. Мы предлагаем клиентам исключительно качественный товар, поставляемый такими известными производителями, как Hesse и Lignum.

    Преимущества полиуретановых лаков

    В последние годы полиуретановые лаки для дерева пользуются высоким спросом на рынке, поскольку обладают отменными эксплуатационными характеристиками и надежно служат многие годы. Едва заметная плетка, образующаяся после их нанесения, не пропускает влагу и предохраняет древесину от механического воздействия. После обработки материал равномерно растекается по основанию и хорошо впитывается в поры дерева, не препятствуя «дыханию» древесной поверхности.

    Cтоит упомянуть, что лаки на полиуретане являются удачным решением для придания интерьеру презентабельного вида, так как создают идеально гладкое покрытие и подчеркивают природный рисунок дерева.

    К главным преимуществам полиуретановых лаков для дерева относят:

    • хорошая адгезия – лак крепко сцепляется с поверхностью и не отслаивается даже при нанесении на полированное основание;
    • устойчивость к истиранию и механическим повреждениям – продукт не боится ударов и сохраняет свой изначальный вид долгие годы;
    • стойкость к агрессивной среде – изделия, покрытые полиуретановым лаком для дерева, можно очищать бытовой химией;
    • устойчивость к влаге – лаки не пропускают воду и надежно предохраняют древесину от набухания;
    • отсутствие запаха как при нанесении, так и после высыхания, что позволяет использовать составы в спальне или детской комнате;
    • экономичность – не нуждаются в многократном нанесении (достаточно 1–2 слоев).

    Недостатки полиуретановых лаков

    Популярность полиуретанового лака для дерева среди потребителей во многом обусловлена тем, что он практически не имеет недостатков. К единственным минусам материала относят:

    Технология нанесения лака

    Прежде чем наносить полиуретановый лак для дерева, необходимо тщательно подготовить поверхность – очистить ее от грязи и пыли, отшлифовать, освободить от ворсинок и отполировать. Если основание обрабатывается впервые, рекомендуется покрыть его специальными синтетическими пропитками, которые обеспечат дополнительную защиту от грибка, микроорганизмов и плесени.

    Для покрытия поверхности лаком можно использовать кисти, валик или распылитель. Кисти и валик обычно применяют для оснований небольшой площади (например, мебели), тогда как распылитель будет более эффективным для паркета или деревянных полов. Технология нанесения полиуретанового лака для дерева включает в себя несколько последовательных этапов:

    1. Подготовка материала. Если используется двухкомпонентный полиуретановый лак, все его составляющие перемешиваются между собой и выдерживаются какое-то время для удаления пузырьков воздуха (от 15 до 60 минут).
    2. Нанесение лака. Сначала основание покрывают первым слоем состава. Далее делают перерыв в работе (обычно не менее 12 часов), чтобы поверхность полностью просохла. После высыхания дерево обрабатывают наждачной бумагой, удаляют пыль и наносят второй слой лака.
    3. Завершающий этап. Чтобы покрытие выглядело более эффектным и прослужило долгое время, после окончательного высыхания материала его покрывают полировочными пастами.

    Рекомендации по использованию полиуретановых лаков

    Работа с использованием полиуретановых лаков для дерева требует соблюдения некоторых условий. Прежде всего, необходимо обеспечить особый температурный режим в помещении, где будет проводиться лакирование. Температура воздуха должна быть не выше + 25 °C и не ниже + 18 °C, влажность – в диапазоне от 25 до 60 %.

    При работе с кистью полиуретановый лак наносится вдоль древесных волокон. Если используется валик, основание покрывается движениями крест-накрест, что обеспечит более ровное покрытие без разводов. При обработке пола лак лучше всего наносить от окна к двери, оставляя неокрашенные полосы для возможности выйти из помещения.

    Однокомпонентные составы можно слегка разбавить органическим растворителем из расчета 5 % для обработки кистью и 15 % для распылителя. Двухкомпонентные полиуретановые лаки для дерева готовят в точном соответствии с рекомендациями производителя, иначе можно получить слишком вязкую смесь или чрезмерно быстрое застывание.

    Перед покупкой лака желательно сообщить продавцу об условиях, в которых в дальнейшем будет эксплуатироваться дерево. В магазине «ТБМ-Маркет» работают профессиональные консультанты, которые подробно ответят на любые вопросы и подберут для вас наиболее подходящий состав.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector