Поліуретан - це штучний конструкційний матеріал нового покоління, що значно перевищує за своїми технічними характеристиками матеріали на основі каучуку і гуми, а за певними показниками становить серйозну конкуренцію металу. Так як поліуретан володіє відмінними фізичними і хімічними властивостями, він є дуже затребуваним матеріалом у сучасному промисловому виробництві.
Поліуретан є полімером, що містить у своєму складі речовини поліол і ізоцианат, які, в свою чергу, є продуктами синтезу нафти. Макромолекули поліуретану містять також деякі функціональні групи (амидная, сечовини), що додають речовині властивості еластомеру. Залежно від свого складу, поліуретан може мати рідке і тверде агрегатний стан. Одним з найбільш затребуваних в промисловості речовин цього типу є поліуретан листовий.
Історична довідка Перші розробки синтетичного матеріалу, покликаного замінити деякі види пластику, гуми, а також металу були вироблені в Німеччині та Сполучених Штатах в 30-х роках XX століття. У США дослідженнями в цій області займалася хіміко-технологічна лабораторія під керівництвом У. Х. Карозерса. Вченими був успішно проведений синтез штучного каучуку, нейлону і поліаміду. Групі німецьких вчених під керівництвом Бейєра вдалося провести синтез еластомерів в 1937 році незалежно від своїх американських колег. На відміну від останніх, німецькі хіміки синтезували твердий поліуретан, що не порушувало патент на створений раніше спінений аналог. Виробництво поліуретану в промислових масштабах було налагоджено в Німеччині в 1944 році, в США - в 1957 році і лише 60-х роках в Росії.
Масштабне виробництво твердого поліуретану листового типу для індивідуальних господарських потреб і технічних потреб промисловості почалося відносно недавно. За короткий проміжок часу склад полімеру зазнав значних змін, спрямовані на підвищення якості продукції, розширення переліку випущених марок і модифікацій, що володіють заданими властивостями. Властивості та технічні характеристики листового поліуретану
Поліуретан володіє великим набором фізичних властивостей, що вигідно відрізняють його від конкурентів. Еластомер володіє такими фізичними характеристиками: • високі показники міцності і опірність розриву; • високі показники діелектричних властивостей; • матеріал не вбирає вологу, стійкий до впливу атмосферних опадів; • стійкий до впливу розчинників і масел; • стійкий до впливу радіоактивного випромінювання; • матеріал володіє хорошою еластичністю при різних показниках твердості, починаючи з 40 і закінчуючи 97 одиницями Шора; • при деформації поліуретан відновлює свої початкові геометричні характеристики (зворотна деформація); • листової полімер витримує тиск до 100 МПа; • поліуретан зберігає свої технічні характеристики при експлуатаційної температурі до 120 градусів Цельсія. Нижній робочий межа температури поліуретану становить мінус 70 градусів; • поліуретан біологічно інертний, не підтримує зростання цвілі і грибка, не гниє і може сам виступати в ролі антикорозійного захисту.
Хімічні властивості поліуретану характеризуються високою стійкістю матеріалу до деяких агресивних речовин. Зокрема, поліуретан може перебувати у контакті з розчинниками і маслами. Матеріал стійкий до різних нафтопродуктам і може використовуватися в роботі з паливно-мастильними матеріалами. Відмінно проявляє себе в солоних середовищах і в умовах підвищеної вологості, а також не руйнується і не змінює своїх фізико-механічних властивостей під впливом ультрафіолетових променів. З негативних властивостей матеріалу можна відзначити його нестійкість до впливу азотної, фосфорної та мурашиної кислот, а також хімічно активних середовищ з високим вмістом сполук хлору і ацетону. Матеріал може піддаватися руйнуванню при тривалому контакті з лугами в умовах високих температур. При експлуатації поліуретану за межами робочого діапазону температур можливі випадки зміни його фізико-механічних властивостей.
Виробництво, вартість і розміри листового поліуретану Основна частина листового поліуретану проводиться методом лиття. Застосовується як високотемпературна технологія лиття в прес-форми під тиском, так і спосіб розливання розплавленого сировини у відкриті матриці без впливу температури і тиску. Технологія екструзії для виробництва листового поліуретану застосовується рідше. В даний час на ринку конструкційних матеріалів представлений широкий вибір поліуретану листового типу, як вітчизняних виробників, так і закордонних. Серед іноземних виробників матеріалу найбільшою популярністю користуються компанії США, Німеччини, Італії і, звичайно ж, Китаю.
Серед вітчизняних виробників найбільшого поширення набули листи поліуретану модифікацій СКУ7Л, СКУ-ПФЛ100. Марки відрізняються один від одного за такими показниками: • твердість в одиницях Шора; • міцність на роздираючи; • опірність стисненню і розтягуванню; • здатність до відновлення форми.
У залежності від марки, товщини, габаритів листа і фірми-виробника, на поліуретан листової ціна може змінюватися в значній мірі. Вартість поліуретанових листів типу СКУ7Л розміром 0,5х0,5 м і товщиною 5 мм починається з 1100 рублів, а вартість матеріалу модифікації СКУ-ПФЛ100 таких же габаритів становить 1300 рублів і вище. Ціна листового матеріалу з аналогічними технічними характеристиками, але імпортного виробництва, зазвичай, у півтора-два рази вище. Кожна фірма-виробник листового матеріалу має свою лінійку стандартних габаритів. Товщина листів полімеру починається з 2 мм і може доходити до 40 мм. Форма листів може бути квадратної розмірами 400х400 мм, 500х500 мм, 1000х1000 мм, 1200х1200 мм і прямокутної розмірами 800х1000 мм, 800х1200 мм, 2000х3000 мм.
Зустрічаються листи поліуретану завдовжки до 8 м і шириною до 2,5 м. Як правило, при оформленні замовлення на виготовлення матеріалу у офіційних представників заводів існує можливість випуску партії продукції з індивідуальними габаритними розмірами. У цьому випадку максимальний розмір листів обмежується тільки технічними можливостями заводського обладнання.
Застосування листового поліуретану Завдяки унікальним властивостям і відносно низькій вартості застосування поліуретану листового типу набуло широкого поширення в багатьох галузях промислового виробництва. Ось деякі приклади використання поліуретану в промисловості: • листи поліуретану застосовуються як футеровочних елементів бункерів, хоперів, засіків, течок та інших агрегатів технологічних ліній дроблення, подрібнення і транспортування концентрату гірничорудної промисловості. Застосування поліуретанової футерування дозволяє заощадити значні кошти на ремонті, відновленні і заміні швидко истирающихся металевих поверхонь; • матеріал використовується також і для футерування внутрішніх поверхонь ємнісних споруд хімічної промисловості, які контактують з агресивними середовищами і речовинами;
• з листового поліуретану виготовляють пластини для пресових штампів ковальсько-штампувальних цехів; • пластини синтетичного полімеру застосовують для виробництва різних елементів ущільнення і опорних поверхонь роликів, валиків, коліс; • в будівельній галузі з поліуретану виготовляють окремі шари вібростійких підлог і покриттів, а також противібраційний ущільнювачів вікон і дверей; • матеріал застосовується в якості антиковзних покриттів підлог у ванних кімнатах і басейнах; • з листового полімеру виробляють килимки в салони і багажні відділення автомобілів;
• матеріал використовується для виробництва фасадних систем; • поліуретан є найбільш підходящим матеріалом для включення в конструкції фундаментів під обладнання з великими динамічними навантаженнями. Пластини поліуретану служать амортизуючими прокладками різних верстатів і агрегатів, зменшуючи вібраційні впливи на будівельні конструкції будівель і споруд.
