Čo je polyuretán a kde sa používa?

O polyuretáne bolo prvýkrát počuť v roku 1937. Tento materiál syntetizoval Otto Bayer z diizokyanátu a polyesteru v tekutej forme. Látka mala veľa výhod oproti plastu, ktorý bol v tom čase dosť žiadaný.

Polyuretán je jedinečný druh materiálu, ktorý má takmer neobmedzené možnosti a perspektívy využitia. Polymér obsahuje 2 druhy surovín, a to: polyoly a izokyanáty. Výroba posledne menovaných je založená na rafinácii ropy. Zmiešaním kvapalných prvkov sa získajú reaktívne kompozície. Vlastnosti polyuretánu priamo závisia od zložiek, z ktorých je vyrobený, ako aj od pomeru katalyzátorov, nadúvadiel, stabilizátorov a mnohých ďalších.

Výhody polyuretánu zahŕňajú nasledujúce vlastnosti:

• vysoká mechanická pevnosť;
• dielektrická konštanta;
• slabé odieranie;
• dobrá elasticita;
• schopnosť udržať tvar po opakovaných deformáciách;
• odolnosť proti opotrebovaniu;
• dlhá životnosť;
• odolnosť voči kyselinám, olejom, rozpúšťadlám;
• necitlivosť na vplyv mikroorganizmov;
• veľký rozsah prevádzkových teplôt;
• odolnosť voči nízkym teplotám;
• schopnosť pracovať pod vysokým tlakom.

Tento materiál nestarne, je vhodný na rôzne druhy obrábania. Polyuretánové výrobky sú navyše ľahké, a preto sa ľahko prepravujú a inštalujú. Tento elastomér má schopnosť peny, takže sa z neho vyrábajú všetky druhy poréznych produktov.

Napriek mnohým výhodám má polyuretán niekoľko nevýhod:

• nestabilné voči torzným zaťaženiam;
• elasticita a pevnosť materiálu priamo závisí od teplotného režimu prostredia;
• náročnosť spracovania na druhotné suroviny.

Tento typ elastoméru sa vzťahuje na materiály, ktoré sú ľahko prístupné všetkým druhom spracovania. Aplikujú sa naň rôzne spôsoby tvarovania.

• Extrúzia. Tento spôsob získavania polyuretánu zahŕňa pretláčanie materiálu v roztavenej forme cez formovací otvor extrudéra.
• Casting. Pod vplyvom tlaku sa roztavená hmota vstrekuje do špeciálnej formy, po ktorej sa ochladí.

Napriek skutočnosti, že guma a polyuretán sú dosť podobné, syntetický elastomér prevyšuje prírodný materiál v kvalitatívnych charakteristikách. Na rozdiel od gumy majú polymérové ​​vlákna vyššiu pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Z tohto dôvodu sa guma v mnohých priemyselných odvetviach používa menej ako polyuretán. Hlavným faktorom ovplyvňujúcim životnosť materiálu je jeho abrazívne opotrebenie, náchylnosť na vplyv agresívneho prostredia. Pri porovnaní podľa tohto kritéria možno usúdiť, že polyuretán je 10-krát odolnejší voči oderu.

Podľa hodnotenia odolnosti voči rôznym prostrediam sa polymér považuje aj za lepší ako guma. Môže tolerovať účinky rozpúšťadiel a toxických chemikálií.Prírodný kaučuk má okrem iného pevnosť v ťahu 1,5-3 krát nižšiu ako elastomér. Syntetický materiál je schopný rýchlo obnoviť svoj tvar bez deformácie v prípade vysokého zaťaženia. Guma je zase lepšia ako elastomér iba v cene, ktorá je oveľa nižšia ako v prípade syntetických materiálov.

Keďže polyuretán je na báze polyolu a izokyanátu, patrí do skupiny polyesterpolyolov. Vzhľadom na to, že tento typ je elastomér, vyznačuje sa dobrou rozťažnosťou a schopnosťou návratu do pôvodných foriem. Rôzne prísady môžu dodať polyolu jedinečné vlastnosti, ktoré môžu zmeniť ukazovatele elasticity, mäkkosti, tvrdosti a odolnosti.

Polyuretán sa vyrába v niekoľkých stavoch:

• vo viskóznej kvapaline;
• v mäkkom;
• v pevnom stave.

Bez ohľadu na tvar elastomér nemení svoje technické vlastnosti pod vplyvom mechanických a chemických faktorov prostredia. Tento materiál je odolný aj voči UV žiareniu, hubám a plesniam.

Technické vlastnosti polyuretánu umožňujú jeho použitie v mnohých domácich a priemyselných oblastiach. Uveďme hlavné charakteristiky polyesterového polyolu.

• Hustota. Indikátor závisí od typu materiálu, zvyčajne sa pohybuje od 30 do 300 kg / m3.
• Tvrdosť. Na stupnici Shore sa môže pohybovať od 50 do 98 jednotiek. Tieto indikátory umožňujú použitie elastoméru pri vysokom zaťažení.
• Významný teplotný rozsah. Materiál je možné prevádzkovať pri teplotách od -60 do +80 stupňov Celzia. S indikátorom 120-140 stupňov je možné ho použiť krátkodobo. Polyuretány majú vysokú teplotu topenia – minimálne 160 stupňov Celzia. Ak sa tieto materiály zahrejú na 220 stupňov, začnú sa rozkladať.
• Súčiniteľ tepelnej vodivosti - 0, 028 W / (m * K).
• Tento polyol nemá elektrickú vodivosť.
• Hmotnosť. Materiál váži veľmi málo.
• Odolnosť voči ozónu. Polyuretán nedegraduje vplyvom ozónu, na rozdiel od gumy.
• Odolnosť voči agresívnemu prostrediu.
• Horľavosť. Podľa GOST 12.1.044 je materiál klasifikovaný ako nehorľavý, preto sa používa v mnohých priemyselných odvetviach.
• Šetrnosť k životnému prostrediu. Polyuretán je klasifikovaný ako bezpečný materiál, preto sa často používa v každodennom živote.

Vďaka svojim energeticky úsporným vlastnostiam je polyuretán klasifikovaný ako bezpečný materiál. Pri posudzovaní jeho šetrnosti k životnému prostrediu je však potrebné vziať do úvahy možnosť poškodenia tohto elastoméru v kvapalnom a pevnom stave. Ako ukázala prax, v suchej forme tento polyol neuvoľňuje škodlivé látky. Nebezpečné výpary sú možné len pri nesprávnej manipulácii s materiálom.

Porušenie výrobnej technológie však môže viesť k uvoľňovaniu nasledujúcich toxických výparov.

• izokyanáty... Tieto látky sú súčasťou farieb a lakov, penových výrobkov. Ich prítomnosť môže pri absencii špeciálnej ochrany spôsobiť astmu.
• Amínové katalyzátory, ktoré spôsobujú zvýšenú citlivosť, podráždenosť, rozmazané videnie. Pri nepretržitom vdychovaní tieto látky spôsobujú vredy, podráždenie slizníc, poleptanie úst, hrdla a pažeráka.
• Polyol. Svoj toxický účinok je schopný prejaviť len pri priamom kontakte so živým organizmom, a to pri prehĺtaní. Otrava polyolom sa prejavuje vo forme zvracania, intoxikácie a kŕčov.
• Spomaľovač horenia. Táto látka sa postupne hromadí v tele, po ktorej spôsobuje otravu.

V dôsledku vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že polyuretán môže byť zdraviu škodlivý len vtedy, ak sa používa nesprávne. Často sa to stáva pri použití nekvalitných typov sprejov, ako aj pri absencii špeciálnej ochrany počas prevádzky.

Mnohí sa obávajú nebezpečenstva polyuretánu, ktorý je namontovaný v obytných priestoroch. Obavy používateľov sú zbytočné, keďže táto kategória tovaru prechádza pred uvedením do predaja mnohými bezpečnostnými testami. Problémy môžu nastať len vtedy, ak je elastomér zakúpený od výrobcu, ktorý nemá certifikáty kvality.

Keď vieme o vlastnostiach polyuretánu, môžeme povedať, že má oveľa viac výhod ako guma. Ako už bolo spomenuté, tento polymér ho prekonáva v odolnosti, rozťažnosti, pevnosti a mnohých ďalších vlastnostiach. Spotrebitelia majú často problém vybrať si medzi polyuretánom a inými podobnými výrobkami v porovnaní s nimi.

• Duropolymér. Má vzhľad matného plastového produktu. Na druhej strane je polyuretán ako penový prášok a je potiahnutý základným náterom. Ten je ľahký a je skvelý na prácu so stropmi. Jeho sortiment je navyše pomerne široký. Duropolymér patrí medzi antivandalové polyméry, takže kupujúci nemusí dlho premýšľať o jeho obnove.
• Vinyl. Tento materiál, na rozdiel od polyuretánu, nie je určený na ochranu povrchu, častejšie sa používa na dekoratívne účely.
• Silikón. Tieto materiály sa vyrábajú na použitie pri rôznych typoch prác. Podľa spotrebiteľov sa elastomér vyznačuje lepšou odolnosťou a pevnosťou. Silikón sa zase vyznačuje tým, že je elastický a bioinertný.
• Expandovaný polystyrén. Rozdiel medzi materiálmi spočíva predovšetkým v cene, ktorá je u polyuretánu vyššia. Expandovaný polystyrén nevedie dobre teplo, je pohodlný a ľahko sa používa. Polyuretán trvá dlhšie ako predchádzajúci materiál, nezhoršuje sa pod vplyvom negatívnych environmentálnych faktorov.
• Polyester. S ním má polyuretán mnoho rovnakých vlastností. V určitom zmysle je však druhý materiál v kvalite lepší ako prvý. Polyuretán je pružnejší, pevnejší a odolnejší ako polyester.

Polyuretán je transparentný energeticky účinný univerzálny materiál, ktorý si každým dňom získava obľubu po celom svete. Tento materiál má svoje špeciálne označenie. Medzi najobľúbenejšie značky elastoméru patria SKU-PFL-100, NITs PU-5, vyznačujú sa tvrdosťou Shore 85-90 jednotiek.

Ako tlmič nárazov je zvykom používať pružnú polyuretánovú penovú gumu. Okrem toho sa používa na výrobu posteľnej bielizne, obloženia, obalov a automobilových interiérov.

Termoplastický polyuretán je elastický, pružný materiál odolný voči oderu a nepriaznivým poveternostným vplyvom. Vyrába sa a farbí rôznymi metódami. Spracovanie termoplastických elastomérov sa vykonáva na extrúznych, lisovacích, nárazových strojoch. Tento flexibilný produkt je schopný prispôsobiť sa rôznym aplikáciám ako stavebníctvo, automobilový priemysel, obuv.

Polyesterpolyol je v súčasnosti široko používaný. Z polyuretánových dosiek sa vyrábajú výstelkové prvky, lisovacie diely, valček, koleso, valčekový náter, tesniace krúžky, manžety, zátky. V tekutej forme našiel uplatnenie pri náteroch betónových konštrukcií, vagónov, poklopov a striech. Elastomér je často súčasťou tmelu, lepidla, farby a laku.

V ťažkom priemysle sa z tohto materiálu vyrábajú diely tlmiace nárazy. V stavebníctve sa používa na vytvorenie protišmykového náteru, povrchov odolných voči vibráciám, fasád. Automobilový a nábytkársky priemysel je bez elastoméru nevyhnutný. Dopyt po polyuretáne sa pozoruje v textilnom priemysle. Je vhodný na výrobu poťahov, zipsov, nitov, vložiek, podrážok. Medicína využíva elastomér na výrobu kondómov, protéz a implantátov.

V súčasnosti sa otázka recyklácie polyuretánu stáva čoraz dôležitejšou. Problém je spojený s nárastom plochy skládok, ako aj so zvýšením nákladov na ich odstránenie. V posledných rokoch je pozorovaný vývoj najnovších technológií spracovania elastomérov a tejto problematike sa venuje čoraz väčšia pozornosť.

Tu sú hlavné metódy získavania recyklovaných materiálov z polyuretánu.

• Fyzické. V tomto prípade sa plast drví na jemnú frakciu, ktorá sa následne používa ako plnivo v stavebníctve.
• Pretavovanie. Výsledkom tejto metódy je výroba surovín, z ktorých sa následne získavajú polyuretánové produkty.
• Vysokoteplotná glykolýza. Pomocou tejto metódy sa sacharidy štiepia.
• Chemický. Spracovanie je založené na depolymerizácii, po ktorej vznikajú z elastoméru látky s nízkou molekulovou hmotnosťou.
• Pálenie. Tento spôsob získavania energie sa považuje za najnebezpečnejší zo všetkých vyššie uvedených, pretože uvoľňuje škodlivé látky do atmosférického vzduchu.

Vďaka rozsiahlemu zavedeniu recyklácie je možné vyriešiť súčasný problém využitia polyuretánu. Vlastnosti tohto materiálu sú rôznorodé, prakticky nemajú hranice. Elastomér dokonale funguje nielen v domácom prostredí, ale aj v extrémnych podmienkach.

Napriek tomu, že ide o syntetickú látku, je pre človeka bezpečná, preto sa používa v medicíne, stavebníctve, textilnom a obuvníckom priemysle. Napriek vysokým nákladom v porovnaní s inými materiálmi sa polyuretán oplatí svojou spoľahlivosťou a odolnosťou.

V ďalšom videu nájdete viac informácií o použití polyuretánu.