Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 0

Полиуретан

Из чего делают подошву для обуви?

Рассмотрим положительные и отрицательные качества материалов, а также их особенности.

Кожа

Пожалуй, она занимает одно из лидирующих мест по своей распространённости. Она красиво смотрится и позволяет ноге «дышать».

Но есть у неё и свои недостатки. Качество кожаной подошвы может снижаться от повышенной влажности, а значит, она не рассчитана на частые прогулки в дождливую погоду. Кожа достаточно прихотлива в уходе и не слишком устойчива к износу.

Тунит

Иначе его называют «кожволон» из-за его состава — резины и волокон кожи. Это улучшенная по своим свойствам версия кожаной подошвы, которая обладает гораздо более долгим сроком эксплуатации и устойчивостью к воде. Нанести рельеф на тунит проще, чем на кожу, поэтому он лучше сцепляется с поверхностью.

Но к сожалению, это не решает проблему скольжения на 100 %, поскольку материал очень жёсткий.

Резина

Это отличный по своим качествам материал, но экономически невыгодный, поэтому нечасто применяемый в массовом производстве. Он превосходно прикрепляется к кожаному верху, наделён отличными прочностными и антискользящими свойствами, а также стойкостью к морозам.

Но такие подошвы имеют большой вес и легко загрязняются.

Дерево

С популяризацией движения за экологию этот материал приобрёл новую славу. Обувь с такой подошвой смотрится стильно и необычно. Она может быть берёзовой, дубовой, буковой или липовой. Также производители любят использовать пробковое дерево, но поскольку оно не подходит на роль полноценной подошвы, его применяют в декоративных целях.

Недостатки такого материала налицо: дерево жёсткое, быстро стаптывается и деформируется при контакте с водой. А на мягкой пробковой обтяжке довольно быстро появляются сколы и другие повреждения.

ТПУ

Расшифровывается как «термополиуретан». Обычно с его помощью создают подошвы с глубоким протектором, которые превосходно сцепляются даже с самыми скользкими дорогами. Они не боятся ни порезов, ни проколов, и обладают высочайшей устойчивостью к износу.

Но этот материал не слишком пластичен и плохо сохраняет тепло. Кроме того, он довольно тяжёлый.

ПУ

Полиуретан, в отличие от предыдущего варианта, значительно легче и пластичнее. Отличается гибкостью, а также хорошими амортизирующими и теплоизоляционными свойствами.

Однако при температуре ниже 20 градусов полиуретан «деревенеет», то есть заметно убавляет в пластичности, вследствие чего могут появиться трещины. Кроме того, он скользит на льду.

ТЭП

Эта аббревиатура расшифровывается как «термоэластопласт». Это универсальный материал, который может применяться для любого сезона. Он обладает прочностью, эластичностью, а также морозо- и износостойкостью.

Кроме того, этот материал — один из самых экологичных.

Минусов у термоэластопласта практически нет. Единственное — он применяется только в составе повседневной обуви, поскольку экстремальных температур не выносит.

ПВХ

Он же поливинилхлорид. Чаще всего востребован в обуви для детей, а также в домашней. Он имеет долгий срок эксплуатации без истирания и может выдерживать агрессивные среды.

Однако, помимо своего веса и низкой хладостойкости, подошва из ПВХ плохо крепится к верху.

ЭВА

Расшифровывается как «этиленвинилацетат». Это рекордсмен по лёгкости, который, ко всему прочему, отлично амортизирует. Он популярен в изготовлении обуви для детей и дома, летних босоножек и шлёпанцев и в виде вставок в обуви для занятий спортом.

К сожалению, со временем обувь с подошвой из ЭВА хуже амортизирует. Для обуви на зиму этот материал не годится, поскольку не стоек к морозу и скользит на льду.

ТПР

Это материал, который известен как термопластичная резина. Его свойства схожи со свойствами натурального каучука, однако он выигрывает в эластичности.

ТПР мало весит, не пропускает воду и хорошо сохраняет тепло. Однако альтернативой другим теплосберегающим подошвам такую не назовёшь по причине её малой плотности.

Выбирать, какой материал лучше, вам. Всё зависит в первую очередь от цели применения и сезона.

Получение


Образование полиуретанового полимерапутём реакции между диизоцианатом и полиолом

Полиуретаны получают взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6-изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4′-дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

Гидроксилсодержащими компонентами являются:

  • олигогликоли — продукты гомо- и сополимеризации Тетрагидрофурана, пропилен- и этиленоксидов, дивинила, изопрена;
  • сложные полиэфиры с концевыми группами ОН — линейные продукты поликонденсации адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен- или другими низкомолекулярным гликолями;
  • разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилол-пропана), продукты полимеризации ε-капролактона.

Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло) и диамины (-4,4′-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).

В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Сравниваем с аналогичными материалами курток

Длительное время дерматин и кож заменители изготовлялись и синтетических материалов. Они имели неприятный запах и не красивый внешний вид. Подлежали быстрой износимости.

Полиуретан или искусственная кожа: что лучше

В следствии этого люди с недоверием стали относится к вещам такого типа. Современные технологии изготовления могут сильно перевернуть отношение людей к экокоже в лучшую сторону.

Разновидности полиуретана

 Дополнительная информация! Первые образцы экокожи были изготовлены в 1963 году в США.

Экокожа имеет в своем составе полиуретан. Это мелкопористый полиуретановый слой, присоединенный к основанию из хлопка или полиэфира. При их соединении получается рисунок, по текстуре сильно напоминающий кожу. Визуально его не отличить от натурального материала. Отличаться он может только изнаночной стороной.

Полиуретан ткань или что это такое можно узнать, потрогав на ощупь. Такой материал имеет хорошую эластичность. Приятен на ощупь. Толщина верхнего слоя полиуретана влияет на качество материала. Чем больше слой, тем прочнее получится изделие. Жесткость тоже зависит от него.

Перчатки из полиуретана

Экокожа имеет множество положительных качеств:

Хорошая воздухопроводимость. Циркуляция воздуха проходит сквозь микропоры

Это особенно важно в куртках и обуви.
Водонепроницаемость.
Тепло проводимость. В сравнении с натуральной кожей, поддерживает необходимую температуру в любое время года.
Морозостойкость

Способен выдержать до −35С. Не выцветает при попадании солнечных лучей.
Изделия из этого материала не теряют свой внешний вид.
Экокожа не имеет неприятного запаха.
Не вызывает аллергические реакции.
Не содержит вредные элементы поливинилхлорида и пластификаторов.
При изготовлении не страдают животные.
Доступная цена в сравнении с натуральной кожей.

Из экокожи изготовляются:

  • Одежда-куртки, юбки.
  • Аксессуары-перчатки.
  • Обувь.
  • Обивка для мебели.

Ткань пу легка в обращении. Отлично режется и не скользит.

Важно! Для чистки эко кожи нельзя использовать хлорсодержащие вещества. Экокожа вид

Экокожа вид

Минусы:

  • Вода, попав на поверхность оставляет следы и разводы.
  • При не правильном изготовлении материала способен впитывать краску с ткани.
  • В случае повреждения вылезает тканевая основа.
  • Требует обработки водоотталкивающей пропиткой для долгосрочной службы.

Искусственная кожа — изготовляется из шкур животных и проходит целый ряд процедур с добавлением химических веществ. Виды процедур:

  • Отмачивание.
  • Золение.
  • Дубление.
  • Покраска.

Все эти процессы производятся при помощи химических веществ. Наносят большой вред окружающей природе. Изделия из натуральной кожи считаются признаком престижа и стоят больших денег.

Натуральная кожа

Единственный положительным качеством натуральной кожи является ее долговечность и прочность. Уход за ней требует много времени и сил.

Исследуя различие между материалами, покупатель может сам решить, что лучше для него.

Полиэстер или полиуретан: что лучше

Полиэстер (polyester) имеет некоторые преимущества:

  • Водостойкость.
  • Отсутствие катышек, затяжек или других проблем на поверхности материала.
  • Устойчив к загрязнениям.
  • Не деформируется.
  • Прочен и долговечен.

Одежда из полиэстера на данный момент считается самой популярной. Преимуществ у него намного больше чем недостатков.

Обратите внимание! Сравнивая полиэстер и полиуретан, разница особо не чувствуется

Холлофайбер или пенополиуретан: что лучше

Холлофайбер — это химическое волокно из полиэфиров. Выпускается только на заводе «Термопол» в г. Москва. Наполнитель, тугой по ощущениям, состоящий из синтетического волокна. Термическое воздействие при изготовлении залог отличных эксплуатационных свойств. Используется для изготовления матрасов и подушек. Им наполняют наматрасник.Имеет невысокую стоимость. Матрасы из холлофайбера получаются практичными и правильно распределяют нагрузку тела в независимости от веса.

Матрас из холлофайбера

Важно! Очень часто задается вопрос: струттофайбер или холлофайбер что лучше? Они сильно схожи по качествам с между собой. Пенополиуретан или ППУ также используется для наполнения матрасов

Он был выпущен намного раньше Холлофайбера. Стал революционной находкой в этой промышленности

Пенополиуретан или ППУ также используется для наполнения матрасов. Он был выпущен намного раньше Холлофайбера. Стал революционной находкой в этой промышленности.

Имеет недорогую цену, разную жесткость и подходит для пружинных матрасов. В без пружинном варианте используется поролон более жесткий. Подходит для людей с большим весом.

Наполнитель из ППУ считается дешевым и практичным на рынке. Благодаря чему очень популярен среди населения.

Достоинства, недостатки

Используется в промышленности наряду с прочими материалами, такими как металл, резина, пластик. Одним из основных преимуществ ПУ является возможность получать изделие с необходимым регулируемым коэффициентом трения. Также следует отметить прочность, твердость, сравнительную легкость, способность к удлинению до 650%. Кроме этого ПУ — диэлектрик, устойчивый к атмосферным воздействиям, химическим веществам.

Полиуретан или металл?

Сравним пару «металл — полиуретан» для определения положительных свойств последнего. ПУ детали более эластичны, менее тяжелые, устойчивы к воздействию абразивов. Не проводит электрический ток, имеет звукоизоляционные свойства.  Полиуретановые детали долговечнее, дешевле, чем аналогичные из металла. Применение ПУ в производстве требует меньших вложений во время эксплуатации, ремонта, что ведет к удешевлению конечного продукта.

Полиуретан или резина?

Пара «резина — полиуретан» выявляет следующие преимущества ПУ: устойчивость к высоким нагрузкам, загрязнениям, воздействию масел; способность быстрее восстанавливать форму после деформирования; высокую эластичность.

ПУ или пластик?

А рассматривая пару «пластик — полиуретан», можно отметить такие достоинства  ПУ: устойчивость к механическим, ударным воздействиям, сохранение эластичности (даже в режиме низких температур); стойкость к действию абразивных составов. Также из полиуретана можно при необходимости сформировать более толстый слой, чем из пластика.

Основной недостаток полиуретановых листов, стержней, других изделий — сложность переработки, утилизации отходов.

Материал неустойчив к воздействию таких химических реактивов, как азотная, фосфорная, метановая кислоты. Кроме того, в условиях высоких температур, ПУ может разрушаться от длительного взаимодействия со щелочами. Полиуретановые детали могут изменять свои физико-химические показатели при эксплуатации в интервале температур отличном от рабочего.

Ряд изделий, которые изготавливают из ПУ, имеет существенные недостатки. К примеру, обувь с подошвой из полиуретанового материала считается «слабо дышащей». А лепнина, карнизы, выполненные из вспененного полиуретана, в процессе работы может быть легко повреждена из-за пористой структуры.

Примеры готовых изделий

Архитектурный декор из полиуретана — альтернатива традиционной гипсовой лепнине. Дизайнеры давно оценили безграничные возможности современных полимерных материалов.

Отдельные элементы украшают потолок, карнизы, молдинги, плинтусы прекрасно смотрятся на стенах, изысканно и тонко обрамляют дверные и оконные проемы. Полиуретановые детали могут использоваться отдельно, а могут соединяться друг с другом (как конструктор), участвовать в создании целостной картины, они идеально вписываются в любую концепцию интерьера.

Рама для зеркала – это только один из вариантов использования полиуретана в интерьере. Вариантов обрамления зеркал столько же, сколько и модификаций самих зеркальных поверхностей.

Это прямоугольное зеркало в пол добавляет интерьеру роскоши. И на первый взгляд кажется, что обрамление из металла. Небольшое круглое зеркало, украшенное богатой лепниной из полиуретана, покрытое золотой краской, сделает любое помещение солнечным, уютным и в то же время роскошным.

Легкий полиуретан как нельзя лучше подходит для изготовления потолочных розеток. Они могут быть как очень сложными и витиеватыми, так и простыми, но в то же время элегантными.

А вот пример того, каким изысканным может быть интерьерный декор, полностью выполненный из полиуретана. Здесь есть все: колонны, молдинги, карнизы, плинтусы и, конечно, розетка для шикарной люстры.

Изысканная арка, опирающаяся на пилястры. Все довольно сдержанно, но очень шикарно, и даже не подумаешь, что это тоже полиуретан, а не гипсовая лепнина.

О свойствах полиуретана смотрите в видео ниже.

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.

Особенности восстановления колес, валов, катков и других изделий.

Если колеса погрузчика, траки асфальтоукладчика, типографский вал или любая другая деталь с полиуретановым покрытием пришла в негодность, не спешите заказывать ее у фирменного изготовителя или дешевых китайских производителей. В первом случае Вам грозит потеря времени и кругленькой суммы, во втором дешевизна обернется частым ремонтом и уменьшением жизненного цикла эксплуатируемой техники.

При истирании полиуретанового слоя его легко восстановить (как на крупногабаритных, так и мелких деталях). Достаточно очистить метталическое основание и заново нанести полиуретан, что даст детали стопроцентную прибавку к жизненному циклу. Если само металлическое основание тоже пришло в негодность, наша компания изготовит нужное основание и нанесет полиуретановое покрытие согласно требованиям заказчика. Вам не придется долго ждать и платить дважды.

Как использовать?

Полиуретановый эластомер принадлежит к той категории материалов, которые без особых усилий поддаются обработке. Полиуретаны не имеют одних и тех же качеств, и это интенсивно практикуется во многих сферах народного хозяйства. Так, одни материи могут быть эластичные, вторые – жёсткие и полужёсткие. Обработка полиуретанов производится посредством таких методов.

  1. Экструзия – метод производства полимерных изделий, в котором получивший нужную подготовку растопленный материал продавливается через специализированное приспособление – экструдер.
  2. Литьё – здесь растопленную массу посредством давления впрыскивают в литейную матрицу и охлаждают. Таким образом изготавливают полиуретановые молдинги.
  3. Прессование – технология производства изделий из реактопластов. При этом твёрдые материалы переводят в жидкое вязкое состояние. Затем массу заливают в прессформу и посредством давления делают её более плотной. Данное изделие, остывая, понемногу обретает характеристики высокопрочного твёрдого тела, к примеру, полиуретановая балка.
  4. Заливочный метод на стандартном оборудовании.

Также полиуретановые заготовки подвергаются мехобработке на токарном оборудовании. Деталь создаётся при воздействии на крутящуюся заготовку различными резцами.

Посредством подобных решений можно изготовить армированные листы, заламинированную, пористую продукцию. А это разнообразные блоки, строительные профили, полиэтиленовая плёнка, плиты, волокно и так далее. ПУ может являться основой как для покрашенных изделий, так и для прозрачных.

Создание матриц из полиуретана своими силами

Крепкий и эластичный ПУ – популярный в среде народных умельцев материал, из которого создают матрицы для литья самых разных изделий: декоративного камня, плитки для тротуаров, брусчатки, статуэток из гипса и иных изделий. ПУ для литья форм является основным материалом в силу своих уникальных особенностей и доступности.

Специфика материала

Создание матриц из полиуретана в домашних условиях предполагает использование жидких 2-компонентных составов разных видов, а какой ПУ применять – зависит от назначения литья:

  • для создания матриц под нетяжёлые изделия (к примеру, игрушек);
  • для создания отделочного камня, плитки;
  • для форм под тяжеловесные крупные объекты.

Подготовка

Перед началом работ нужно приобрести полиуретан для заливки матриц. Двухкомпонентные составы реализуются в 2-х ведёрках и при вскрытии обязаны быть текучими и жидкими.

Ещё надо купить:

  • оригиналы изделий, с которых выйдет слепок;
  • обрезки МДФ либо ЛДСП и самонарезающие шурупы для опалубки;
  • специализированные смазочные антиадгезионные смеси;
  • чистую ёмкость для перемешивания ингредиентов;
  • устройство для компаундирования (насадка на электродрель, миксер);
  • герметик на силиконовой основе.

Затем собирается опалубка – короб в форме прямоугольника с размером, достаточным для расположения нужного числа моделей.

Изготовление форм

Первичные модели укладывают на низ опалубки на дистанции не меньше 1 см между собой

Чтобы образцы не скользили, осторожно фиксируют их посредством герметика. Прямо перед литьём остов выставляют по строительному уровню. Внутри опалубку и модели покрывают антиадгезионной смесью, и пока она впитывается, делают рабочий состав

Составляющие выливают в чистую ёмкость в требуемом соотношении (исходя из предпочтённого материала) и основательно перемешивают до создания гомогенной массы

Внутри опалубку и модели покрывают антиадгезионной смесью, и пока она впитывается, делают рабочий состав. Составляющие выливают в чистую ёмкость в требуемом соотношении (исходя из предпочтённого материала) и основательно перемешивают до создания гомогенной массы.

Полиуретан для создания форм льют осторожно, в одно место, позволяя материалу самому выгонять избытки воздуха. Модели необходимо покрыть полимеризационной массой на 2-2,5 сантиметра. О том, что можно сделать из жидкого полиуретана, вы можете узнать из видео ниже

О том, что можно сделать из жидкого полиуретана, вы можете узнать из видео ниже.

Размеры, вес, толщина и технические характеристики

Выпускается в листах толщиной от 0,5 до 100 мм, длина и ширина могут быть различными. Поверхность материала имеет ровный светло- или тёмно-коричневый цвет.

Масса листа текстолита зависит от его толщины:

Формат, мм Толщина, мм Вес, кг
830х1400 0,5 0,9
  2,0 3,6
  20 36
  40 70
  80 164
  100 205
1000х2000 0,5 1,2
  2,0 5,0
  20 20
  40 100

Свойства материала зависят от используемой в процессе производства ткани. Тяжелая ткань в основе придаёт конечным изделиям более высокую ударную вязкость по сравнению с изделиями, в которых использовалась более лёгкая ткань.

Прочность текстолита зависит от количества слоёв на единицу толщины. Характеристики материала отличаются в продольном и поперечном сечении. Значение предела прочности на сжатие и изгиб существенно больше в перпендикулярном, по отношению к слоям, направлении.

При нарушении процессов пропитки, сушки ткани и последующего прессования происходит снижение степени прочности и уровня водостойкости.

Изделия из композита могут долгое время эксплуатироваться при нагрузке, составляющей 60% от предельного значения.

Замена х/б ткани на стеклоткань позволяет получить стеклотекстолит — материал с отличными электроизоляционными свойствами, высокой устойчивостью к действию влаги и плесени, ещё более прочный.

Технические характеристики текстолита электротехнического листового:

Параметры А Б ПТК ПТ
Предельное напряжение при изгибе, МПа 90 100 152 142
Предельное напряжение при растяжении, МПа 35 45
Напряжение при сжатии, Мпа 160 155
Ударная вязкость, кДж/м² 7,8 7,8 36 36
Объемное электрическое сопротивление, Ом×м 106 106
Пробивное напряжение в трансформаторном масле, кВ 15 15
Плотность текстолита, г/м³ 1,5 1,5 1,4 1,4

Применение

Благодаря разнообразию механических свойств различных типов полиуретана, полиуретан применяется практически во всех сферах промышленности, для изготовления самых разнообразных уплотнений, эластичных форм для изготовления декоративных камней, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей маломощных машин (валов, роликов, пружин и т. п.), изоляторов, имплантатов и прочих изделий. Из полиуретана, благодаря его чрезвычайно высокой износостойкости, изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности, причем в последнем случае полиуретановая втулка более долговечна, чем металлическая. Растворы полиуретана в органических растворителях — высокопрочные клеи. Из полиуретана изготавливают отбойники для автомобильных амортизаторов. Однако, использование полиуретанов значительно ограниченно температурным диапазоном применения (от −60 до +80 °С).

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

Различия между капролоном и полиуретаном

Свойство Капролон Полиуретан
Агрегатное состояние Твердое вещество Вязкая жидкость, кристаллическое или пластичное твердое вещество
Форма выпуска Листы, втулки, стержни, нестандартные изделия под заказ Лаки, краски, герметики, листы, стержни, товары из вспененного полиуретана и нестандартной формы
Сфера применения Ответственные рабочие детали автомобилестроения, машиностроения, добыча полезных ископаемых, лесопереработка, нефтегазовая промышленность, прочее (электродвигатели, подшипники, конвейеры, втулки, шестеренки, электрические катушки, переключатели, изолирующие детали) Широкая область применения. Промышленность (покрытие для деталей, колес, роликов, уплотнители, электрические изоляторы). Строительство (лаки, краски, тепло- и гидроизоляция, поролон). Автомобилестроение (покрышки, валы, втулки, подшипники). Производство мебели (матрасы, прокладки, литые стулья, детали декора).

Текстильная промышленность (чехлы, молнии, заклепки, кожзаменитель, подошвы обуви). Медицина (презервативы, импланты, протезы, детали оборудования). Спортивный инвентарь, покрытия стадионов.

Рабочие среды Воздух, вода, морская вода, щелочи, слабые кислоты, масла, бензин, керосин Азот, озон, воздух и вода с температурой не выше 80 С, масла, органические растворители, нефть.
Рабочая температура, оС — 40 … +70 -60…+80

Может применяться даже в районах Крайнего Севера

Температура плавления, оС 220 160
Плотность, кг/см3 1150 1180
Предел прочности на сжатие, МПа 90-110 516
Коэффициент трения по стали 0,2-0,3 0,59
Электрическая прочность, кВ/мм 30-35 20-25
Относительное удлинение, % 15-30 450-650

Хорошо тянется без разрыва и восстанавливает первоначальную форму

Что представляет собой этот материал

Полиуретан впервые был получен в 1937 году общеизвестным в Германии химиком-технологом Байер Отто Георгом Вильгельмом. В этом же году было организовано промышленное предприятие по выпуску полимера, но в малом количестве. Как все новое полиуретан долго завоевывал место на промышленном рынке. И только в 1957 году стал широко использоваться в стройиндустрии, сельской промышленности, пищевой и других отраслях.Данный материал имеет практически неограниченные возможности из-за своих свойств. Большую часть в его составе занимают два типа сырья: изоцианат и полиол. Остальные компоненты, имеющиеся в составе полиуретана, это: катализаторы, вспениватели, стабилизаторы. Смешивание всех компонентов в жидком состоянии и приводит к образованию эластичного полиуретана. В зависимости от количества добавок, материал может находится в следующих состояниях:

  • Вязкая жидкость.
  • Твердый.
  • Высокоэластичный.
  • Малоэластичный.
  • Мягкая резина.
  • Твердый пластик.

Так полиуретан, содержащий большое количество добавок, входит в состав сложных полиэфир-полиолов.

Именно этот вид синтетического продукта имеет повышенные прочностные свойства. Изначальная форма изделия не претерпевает изменений при тепловом воздействии. Остается неизменным при контакте с техническими маслами и жидкостями, используемыми в гидравлических устройствах. Более упрощенный по своему составу материал имеет уже пониженную прочность, но максимальную устойчивость к сольволизу. Изделия из полиэфир-полиола широко применяют в районах крайнего севера. Ведь только этот материал не теряет свою эластичность при самых низких температурах. Повышенная устойчивость к действию бактерий делает его необходимым в особо жарких климатических зонах. Алифатический полиуретан стойко переносит ультрафиолетовое излучение и минусовые температуры. Этот факт позволяет его использовать даже в космической отрасли. Физическое качество полиуретана обусловлено технологическими методами переработки. Каждый вид синтетика получается при помощи экструзии, прессования, литья или заливки. Благодаря различным видам, полиуретан в последнее время оттесняет на задний план, ранее широко используемые, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и полиуретан.

Набирающий популярность эластомер относят к конструкционным материалам. Его механические свойства позволяют его широко использовать практически во всех отраслях промышленности — именно там, где очень высоки требования к сопротивляемости, износостойкости и влиянию окружающей среды, особенно агрессивной. Плотность полиуретана колеблется от тридцати до трехсот килограмм на кубический метр. Твердость по шкале Шору (А, Д) колеблется от пятидесяти до семидесяти четырех единиц. Любое механическое свойство полиуретана испытывают на специальных образцах. Их отливают в особенных формах и используют только для лабораторных испытаний. Для начала образец хорошо высушивается. Затем он помещается в печь для обжига. Вся процедура длится около двадцати часов при температуре в сто градусов. Далее закаленный образец закрывают в камеру с температурой двадцать три градуса и влажностью пятьдесят процентов на двадцать четыре часа. Далее в лабораториях ведется проверка полученного материала разрыву и раздиру, предельная возможность морозоустойчивости, изменение состава полиуретана и величина деформации после продолжительного сдавливания, появление нарушения микроструктуры после воздействия агрессивной среды и устойчивость к микроорганизмам. Высокие показатели испытаний еще раз подтверждают незаменимость полиуретана в современной промышленности. Диапазон механических качеств изделий из полиуретана весьма емок. И все это благодаря широкому разнообразию типов материала.

Плюсы и минусы материала

Полиуретан обладает особыми характеристиками, которые дают ему множество преимуществ, он:

  • почти невесом, значительно легче резины, ПВХ и кожи;
  • не подвержен воздействию химии. Не портится от реагентов, которыми коммунальные службы щедро посыпают
  • дороги в зимний период. Соответственно на обуви не будет белесых разводов;
  • не является питательной субстанцией для микроорганизмов;
  • вынослив к внешнему механическому воздействию, физическим повреждениям – ударам, царапинам;
  • устойчив к истиранию и старению;
  • дешевле натуральной кожи;
  • разлагается, не выделяя опасных веществ (при обычных погодных условиях).

Пенополиуретан благодаря пористой структуре обладает повышенной теплоизоляцией. Он особенно устойчив к холоду. Утеплённые сапоги можно носить при температуре от +5˚С до -50˚С.

Несмотря на очевидные достоинства у материала есть некоторые недостатки:

  • воздухонепроницаемость. Тело в такой обуви не «дышит»;
  • не переносит скручивания;
  • структура его разрушается при температуре ниже -70˚С;
  • токсичен на стадии обработки и при температуре выше +100˚С;
  • практически не пригоден для вторичной переработки;
  • дешёвые изделия неудобны, их кондиция оставляет желать лучшего.

Особенности

В 40-х годах прошлого века в Европе после длительных опытов немецкий химик-технолог по фамилии Байер синтезировал материал, который отличался потрясающими свойствами. Широкое же применение полимер нашел спустя целых 20 лет. Его начали использовать во многих отраслях человеческой деятельности.

В состав продукта входят и другие компоненты: реагенты, эмульгаторы, полиэфиры. А добавки катализаторов и вспенивателей полностью меняют структуру конечной продукции. По числу вариаций полиуретан обгоняет такие полимеры, как ПВХ, полистирол и полиэтилен.

Полиуретан может быть представлен в нескольких возможных состояниях: в жидком с большой степенью вязкости, в качестве мягкой резины, бывает мягким (поролон) и твердым (пенопласт). Он также может иметь как высокую, так и низкую эластичность, а в качестве монтажной пены быть вспененным.

Изначальный цвет полиуретана – желто-коричневый. Он химически инертен, устойчив к маслам, ультрафиолету, а также агрессивным воздействиям окружающей среды, грибкам и бактериям. Материал обладает низкой токсичностью.

Полиуретан в любом своем проявлении не теряет своих характеристик даже при колебаниях температуры (в диапазоне от -60 до +80 градусов), поэтому такие изделия служат людям на Крайнем Севере и в пустыне. Кстати, по сравнению с той же резиной полиуретан не разрушается от озона.

Его потрясающие параметры эластичности впечатляют – растяжимость полиуретана достигает 650% без значительных повреждений. А также он довольно мало весит.

И хотя резина, пластик и металл считаются его основными конкурентами, по некоторым характеристикам они проигрывают полиуретану.

  • Полиуретан характеризуется большими коэффициентами эластичности, износостойкости, стареет медленнее, чем резина. Лучше выносит механическое воздействие, к тому же после любой деформации быстрее возвращает свою первоначальную форму.
  • В сравнении с разными металлами полиуретан легок, невосприимчив к абразивам. А главное – производство полимера куда дешевле. Детали машин из полиуретана создают гораздо меньше шума.
  • Пластмассу же полиуретан превосходит при использовании на жаре или холоде, при ударном воздействии не раскалывается.

Справедливости ради необходимо сказать несколько слов и о слабых сторонах полиуретана. Полимер воздухонепроницаем, а детали из вспененного вида обладают усадкой. И еще наблюдается увеличение хрупкости и твердости при длительном нахождении изделий на холоде. Но самый большой минус состоит в сложности вторичной переработки полимерных изделий.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации