Марки полиуретана и их характеристики

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.

Полиуретан (ГОСТ): основные свойства

Полиуретан (ГОСТ-14896) обладает уникальными свойствами, в числе которых высокие прочность и эластичность при значительной стойкости к истиранию и механическим воздействиям. В отличие от каучука, трудносгораемый эластомер характеризуется замедленным старением, что обеспечивает ему в несколько десятков раз больший ресурс. Благодаря этому его часто называют «вечной резиной».

Этот полимер сохраняет свои изначальные свойства в широком диапазоне отрицательных температур. Например, необратимое ухудшение эластичности полиуретана ГОСТ-14896 84 наступает ниже отметки в –18 +2/2 0 С, а появление хрупкости – при –60 +/-6 0 С в зависимости от влажности. Изделия из данного эластомера нетоксичны и отличаются низким порогом стеклования. При этом связь эластомера с металлами в несколько раз прочнее по сравнению с аналогичной связкой «резина-металл».

МАРКИ ПОЛИУРЕТАНА СКУ

ПОЛИУРЕТАН СКУ ПФЛ-100 для высоких динамических и статических нагрузок, для работы в условиях интенсивного абразивного износа, в том числе во влажной среде. Изделия из СКУ-ПФЛ-100 могут эксплуатироваться при отрицательных температурах. Обладает незначительными показателями остаточной деформации сжатия. Является одной из самых доступных и распространенных марок благодаря универсальности, стойкости к ударным нагрузкам, допуску для контакта с пищевыми продуктами. Основное применение нашел в качестве уплотнителей подвижных и неподвижных соединений. В двух словах: «Для работы при статических нагрузках и при низких температурах». Диапазон рабочих температур от -50°С до +80°С.

ПОЛИУРЕТАН СКУ-7Л для изготовления деталей, эксплуатирующихся при воздействии абразивных веществ (работа на износ) в хранилищах с зерном и пищевыми продуктами. Благодаря стойкости ко смазкам, нефти и их производным широко применяется в качестве уплотнений нефтяных и масляных сред в подвижных и неподвижных соединениях, а также в штамповочном производстве. Обладает отличной износостойкостью, очень хорошей прочностью при растяжении и стойкостью к разрыву и применяется для изготовления эластичных элементов оборудования в судостроении, машиностроении. Для эксплуатации при положительных температурах. В двух словах: «Для износостойких деталей, работающих при воздействии масла и нефтепродуктов». Диапазон рабочих температур от +10°С до +80°С.

ПОЛИУРЕТАН СКУ-6 обладает высокой упругостью, эластичностью, обеспечивает длительную работу изделий при абразивном износе. В общем, свойства очень близки Полиуретану ВИБРАТАН 6060.

→ ПОЛИУРЕТАН СКУ-7Л, СКУ-ПФЛ, СКУ-ПФЛ-100 стержень, лист купить со склада Вы можете различных толщин, диаметров, размеров и даже цветов. Мы держим в наличии все самые популярные и даже редкие размеры и марки, а очень редкие поставляем под заказ в короткие сроки. Подробную информацию Вы получите по телефону 8-800-500-8-777 или на сайте www.agent-itr.ru

ДОСТОИНСТВА ПОЛИУРЕТАНА

→ Хорошая стойкость к абразивному износу
→ Работа при высоких давлениях (до 100 МПа)
→ Широкий температурный диапазон эксплуатации
→ Снижение шума при работе
→ Низкий вес (плотность)
→ Высокая эластичность во всем диапазоне твердости
→ Хорошие свойства обратной деформации
→ Высокая стойкость к разрыву и растрескиванию
→ Высокая стойкость к динамическим нагрузкам
→ Хорошие свойства поглощения ударов, колебаний и встрясок
→ Высокие диэлектрические свойства
→ Высокая стойкость к атмосферным воздействиям
→ Не оставляют следов на рабочих элементах
→ Стойкость к воздействию водяного тумана и соли
→ Хорошая химстойкость, в том числе к насыщенным и алифатическим растворам, 10% растворам кислот и щелочей, моторному топливу, маслам и жирам, окислительным веществам
→ Хорошая стойкость к гидролизу, к морской воде

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИУРЕТАНА

Для изготовления самых различных деталей и покрытий практически во всех отраслях промышленности. К примеру, полиуретановые эластомеры применяют в качестве покрытий тянущих и направляющих валов в металлургической и химической промышленности, валов и барабанов для рубки стекловолокна, стеклоткани, бумаги, картона. Из Полиуретанов изготавливают ролики для конвейерных линий, массивные шины для внутризаводского транспорта, в том числе и для работ на складах — холодильниках, сита в горнорудной и пищевой промышленности, внутренние покрытия грохотов, циклонов и сепараторов, в том числе для сепарации абразивосодержащих пульп. Широко используются для изготовления прокладок и уплотнений различного назначения — статического, возвратно-поступательного действия, вращающиеся, работающие в пневматических, гидравлических системах или как простые скреперные уплотнения для плоских поверхностей и валов.

Перечислить все возможные варианты эффективного применения Полиуретанов сложно, поэтому далее приведены только самые популярные варианты: втулки, манжеты, пуансоны и матрицы для штамповки металлов, демпферы, буферы, покрытие валов различного назначения, футеровка циклонов, гидроциклонов, изготовление изделий, работающих в условиях повышенного износа, теплостойкие детали электротехнического и конструкционного назначения, а также детали и покрытия в химической промышленности и печах.

РАЗМЕРЫ ПОЛИУРЕТАНА

Полиуретан марок СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ-100 в стержнях поставляется диаметром от 20мм до 450мм различной длины. Полиуретан марок СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ-100 в листах (пластинах) поставляется толщиной от 3мм до 115мм различных размеров. Под заказ возможна поставка втулок, готовых изделий из Полиуретана марок СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ-100 или облицовка (покрытие) металлических изделий, валов, сосудов.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИУРЕТАНА

Полиуретан можно подвергать механической обработке различными способами.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ПОЛИУРЕТАНЕ

→ Полиуретаны легче (до 1,3г/см 3 ), чем резины (от 1,37 г/см 3 ) и при этом Полиуретановые эластомеры выдерживают гораздо более высокие нагрузки, чем обычные эластомеры.
→ Полиуретаны быстро разрушаются при воздействии ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих большой процент хлора (соляная кислота, жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислоты, скипидара, толуола.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИУРЕТАНА СКУ-7Л, СКУ-ПФЛ и др. Вы найдете в файле ниже.

Свойства полиуретана

Полиуретан — чуть ли не самый известный полимерный материал, а точнее, целый класс синтетических полимеров, молекулы которых содержат уретановые группы. Свойства этих полимеров существенно варьируются в зависимости от их молекулярной структуры. Однако отличительным свойством данной группы материалов является высокая эластичность и вязкость, именно поэтому полиуретаны относятся к группе эластомеров.

Полиуретаны отличаются высокими прочностными характеристиками и широким температурным диапазоном эксплуатации — от −60 °С до +80 °С.

Приведем некоторые свойства полиуретанов:

• Высокая степень твердости — позволяет использовать этот материал при сильных механических нагрузках.
• Высочайшая износостойкость, в том числе абразивная стойкость (устойчивость к воздействию абразивов твердых материалов, использующихся для шлифовки, полировки и другой обработки поверхностей).
• Высокая эластичность при высокой твердости. Значение прочности — до 50 МПа — обеспечивает невероятную устойчивость к деформациям.

Кроме того, полиуретан не подвержен образованию микроорганизмов и плесени, обладает стойкостью к маслам и растворителям. Из него можно изготавливать изделия любой формы и размеров (литьевым методом).

Плюсы и минусы материала

Полиуретан имеет многочисленные преимущества перед резиной, металлами и пластиками. В сравнении с резиной полиуретан медленнее стареет, выдерживает бόльшие нагрузки, быстрее восстанавливает форму при деформациях, обладает большей эластичностью, устойчив к воздействию масел. К полиуретану гораздо меньше прилипает грязь.

По сравнению с металлическими поверхностями материал обладает большей эластичностью, меньшим весом, он не проводит электричество, устойчив к воздействию абразивов. По соотношению стоимость/долговечность полиуретан также выигрывает. Если говорить о применении в производстве и различных механизмах, то полиуретан позволяет удешевить процесс производства, а полученные с его применением механизмы обладают меньшим уровнем шума. Наконец, оборудование из полиуретана требует меньших затрат на обслуживание и ремонт, нежели металлические аналоги.

По сравнению с разными видами пластика полиуретан обладает превосходной устойчивостью при механических воздействиях, большей упругостью и стойкостью по отношению к абразивам. Он не теряет эластичности в условиях низких температур, не раскалывается при ударных нагрузках. В отличие от пластика из полиуретана легче формируются толстые слои.

К общим плюсам полиуретана можно отнести следующие качества:

• Низкая масса, дающая возможность уменьшения веса изделий.
• Устойчивость к атмосферным воздействиям и различным химическим веществам.
• Диэлектрические свойства.
• Программируемый коэффициент трения — возможность изготовления материала с необходимым коэффициентом трения — от очень низкого до очень высокого.
• Способность к удлинению до 650%.
• Возможность кратковременной эксплуатации при температуре до +100 °С.
• Высочайшая долговечность, эластичность, упругость, твердость и прочность.

К абсолютным минусам полиуретана относится трудность с переработкой его отходов. В остальном же его плюсы могут превратиться в минусы в зависимости от сферы применения. Например, полиуретановые сайлентблоки делают подвеску более жесткой по сравнению с резиновыми. Кроме того, материал обладает плохой сопротивляемостью к скручиванию. При низких температурах сайлентблоки из ПУ становятся излишне твердыми и хрупкими, и значит, легко разрушаются. Что касается использования материала в декоре и лепнине, то вспененный полиуретан дает усадку из-за пористой структуры, а рисунок может ложиться нечетко. Полиуретан широко используется при изготовлении обуви, и в данном случае его очевидным недостатком является отсутствие воздухопроницаемости.

Производство полиуретана и полуфабрикатов из него

Для производства изделий из полиуретана используются практически все технологические методы — литье, прессование, экструзия, заливка на стандартном оборудовании. При использовании литья не требуются дорогостоящие и сложные формы, как при использовании других материалов. Полиуретан представлен на рынке во множестве форм: жидкий, вспененный (поролон, пенопласт), твердый (в виде листов, пластин, стержней и пр.), напыляемый (полимочевина).

На данный момент полиуретан является одним из самых востребованных полимеров в крупнейших сегментах промышленности. По оценкам компании Labyrinth Research&Markets, в 2015 году мировой объем производства полиуретана составил 21,3 млн тонн. Согласно их прогнозу, к 2020 году эта цифра достигнет 30 млн тонн. Специалисты отмечают стабильное развитие отрасли, темп роста которой превышает динамику мирового ВВП. В России объем рынка полиуретана в 2014 году составил 270 тыс. тонн, из которых 150 тыс. тонн — импорт, 120 тыс. тонн — собственное производство. При этом 84% пришлось на вспененный полиуретан (38% — жесткий, 46% — мягкий). Наибольший спрос приходится на мебельную промышленность (34%), автопром (22%), строительство (22%), трубопроводный транспорт (8%), холодильную промышленность (7%).

Применение материала и изделий из него

Сферы применения полиуретана разных форм:

1. Жидкий и в виде спрея:
   • покрытие поверхностей бетона, кузовов, люков, резервуаров, тоннелей;
   • гидроизоляция крыш, изготовление лакокрасочных изделий, клеев, герметиков;
   • изготовление форм для литья из бетона, гипса, воска, в том числе для производства небольших скульптур, декора и архитектурных элементов.
2. Пенополиуретаны — изготовление пористых утеплителей, наполнителей.
3. Листовой — производство футеровочных элементов, прессовых штампов, опорных поверхностей роликов, валиков, колес.

Применение в отраслях промышленности:

• Тяжелая (амортизирующие прокладки для станков и агрегатов).
• Строительная (вибростойкие полы, антискользящие покрытия, фасадные системы).
• Автомобильная (шины, сайлентблоки, валы, ролики, пружины, втулки, подшипники, маслостойкие детали и пр.).
• Мебельная (изготовление матрасов, крепежных элементов).
• Текстильная и обувное производство (коврики, искусственные кожи, подошвы).
• Медицина (имплантаты, презервативы, протезы) и т.д.

В целом полиуретан — очень распространенный материал, который применяется практически во всех сферах производства. Особо широко он востребован в строительстве, мебельной и автомобильной промышленности.

Стоимость полиуретана

Стоимость полиуретана зависит от фирмы-производителя, вида материала и многих других факторов. Например, цены на листовой полиуретан зависят от толщины и габаритов листа.

Стоимость листа размером 0,5 х 0,5 м и толщиной 5 мм составляет не менее 1100 рублей, оптовая цена — порядка 500–900 рублей.

Цены на пластины толщиной 10 мм — в диапазоне 1000–1700 рублей, 20 мм — 2000–3500 рублей, 80 мм — от 12 000 рублей.

Полиуретановые стержни от 20 мм будут стоить около 80 рублей за штуку, 35 мм — 300 рублей, 50 мм — 400 рублей, 100 мм — 1600 рублей, 200 мм — 9 800 рублей.

Жидкий ПУ обойдется в 300–500 рублей за 1 кг.

Стоимость вспененного полиуретана отечественного производства — примерно 400 рублей за 1 кг; иностранного — 1000–2000 рублей за 1 кг.

Итак, полиуретан обладает уникальными характеристиками и во многом превосходит резину, каучук, пластик и даже металл. Потребление этого полимера в мировой промышленности из года в год растет, расширяются сферы его применения. Полиуретан на российском рынке представлен как отечественными, так и зарубежными производителями, поэтому цены на него могут существенно варьироваться. Необходимо учитывать, что на сегодняшний день производство полиуретана в России зависит от импорта химических компонентов, входящих в его состав.

Где можно купить полиуретан?

На вопрос отвечает специалист компании «МетПромСтар»:

«Рынок полиуретанов достаточно насыщенный, однако большинство продавцов ориентируются в основном на какой-либо один вид материала. Например, «МетПромСтар» специализируется на поставках полиуретана в пластинах и стержнях, которые на сегодняшний день наиболее востребованы на рынке. Мы работаем с отечественными и зарубежными производителями из Китая, в ассортименте компании — листы полиуретана толщиной от 5 до 80 мм и полиуретановые стержни диаметром от 20 до 200 мм. У нас можно купить листовой полиуретан как оптом, так и в розницу.

Мы располагаем собственным современным складом, который соответствует европейскому уровню и оснащен передовым импортным оборудованием. Кроме полиуретана, на нем хранятся и другие полимеры — капролон (полиамид-6) в гранулах, стержнях и листах, стержневой и пластинчатый полиацеталь, фторопласт, текстолит и стеклотекстолит, листовой винипласт и оргстекло. Вся продукция имеет множество типоразмеров. Мы работаем с 2005 года и поставляем технические пластики по всей России».

Основная часть листового полиуретана производится методом литья. Применяется как высокотемпературная технология литья в пресс-формы под давлением, так и способ разливания расплавленного сырья в открытые матрицы без воздействия температуры и давления. Технология экструзии для производства листового полиуретана применяется реже.

В настоящее время на рынке конструкционных материалов представлен широкий выбор полиуретана листового типа, как отечественных производителей, так и зарубежных. Среди иностранных производителей материала наибольшей популярностью пользуются компании США, Германии, Италии и, конечно же, Китая.

Среди отечественных производителей наибольшее распространение получили листы полиуретана модификаций СКУ7Л, СКУ-ПФЛ100. Марки отличаются друг от друга по следующим показателям:

• твердость в единицах Шора;
• прочность на раздир;
• сопротивляемость сжатию и растяжению;
• способность к восстановлению формы.

В зависимости от марки, толщины, габаритов листа и фирмы-производителя, на полиуретан листовой цена может изменяться в значительной степени. Стоимость полиуретановых листов типа СКУ7Л размером 0,5х0,5 м и толщиной 5 мм начинается с 1100 рублей, а стоимость материала модификации СКУ-ПФЛ100 таких же габаритов составляет 1300 рублей и выше. Цена листового материала с аналогичными техническими характеристиками, но импортного производства, обычно, в полтора-два раза выше.

Каждая фирма-изготовитель листового материала имеет свою линейку стандартных габаритов. Толщина листов полимера начинается с 2 мм и может доходить до 40 мм. Форма листов может быть квадратной размерами 400х400 мм, 500х500 мм, 1000х1000 мм, 1200х1200 мм и прямоугольной размерами 800х1000 мм, 800х1200 мм, 2000х3000 мм.

Встречаются листы полиуретана длиною до 8 м и шириною до 2,5 м. Как правило, при оформлении заказа на изготовление материала у официальных представителей заводов существует возможность выпуска партии продукции с индивидуальными габаритными размерами. В этом случае максимальный размер листов ограничивается только техническими возможностями заводского оборудования.

Применение листового полиуретана

Данный материал применяют практически во всех отраслях промышленности.

В горнодобывающей промышленности ПУ эластомеры применяются для футеровки технологических агрегатов, которые связаны с транспортировкой, измельчением и сепарацией рудного концентрата. Дело в том, что металлические поверхности бункеров, пульпопроводов и мельниц быстро истираются, требуется их замена, что стоит очень дорого. Проблема износа решается при помощи футеровки этих поверхностей ПУ листом, замена которой обходится гораздо дешевле.

В химической промышленности футеровку полиуретаном используют для внутренних поверхностей емкостей, предназначенных для хранения агрессивных жидкостей.

В кузнечном и штамповочном производстве листовой полимер применяется в качестве пластин для штампов.

Кроме того, пластины ПУ используются в следующих сферах:

• в уплотнительной технике, для изготовления вибростойких деталей;
• покрытие полов для уменьшения уровня шума и гашения вибраций;
• производство уплотнительных и опорных элементов, колес, валов и роликов;
• в строительстве: для изготовления уплотнительных элементов для дверей, окон;
• производство амортизирующих листов под станки и другое оборудование и проч.

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.

Краткая история изобретения материала

Возникновение полимеров связано с именем американского химика У. Карозерса, который в 30-е годы разрабатывал технологию синтеза полиамидов. На основании его исследований в немецком концерне Farbenindustrie были созданы первые материалы, подобные полиамидам.

В то время главной целью исследователей было найти заменитель таким важнейшим видам сырья, как пробка, каучук и даже сталь. Уже в 40-х годах в Германии, а в 50-х – в Америке начинается промышленное производство ПУ. В СССР исследования в этой области начались в 60-х гг.

Переработка во вторсырье

Устойчивость к атмосферным воздействиям и к влиянию агрессивных сред является проблемой при вторичной переработке уретановых эластомеров. В естественных условиях они не разлагаются десятилетиями. Способность противостоять ультрафиолету и озону делает этот вид пластика вечным загрязнителем окружающей среды. Поэтому остро встал вопрос о рециркуляции.

Существуют несколько методов решения проблемы:

• • Сжигание. Как все углеводороды, полимер хорошо подвержен высокотемпературному окислению. Но технологические присадки содержат вещества, опасные для экологии. При горении продукты распада попадают в атмосферу.
• • Физический способ. Измельченные изделия нашли применение в строительстве, как добавка в бетон, асфальт. За счет этого они приобретают вторую жизнь.
• • Переплавка. При нагреве отходам придается необходимая форма и снова пускается в оборот. Недостатком данного метода является то, что из разнородных составляющих трудно получить продукт с четко заданными характеристиками.
• • Гликолиз – процесс расщепления длинных молекул при высокой температуре в присутствии катализаторов. На выходе получается коротко молекулярные соединения, которые в дальнейшем находят службу в промышленности (производство красок, лаков, добавок в асфальтобетон).
• • Химический способ. Это расщепление цепочек при помощи реагентов. Целью является получение вещества, годного для дальнейшего использования.

Применение

Полиуретановые листы, стержни, втулки, другая продукция, в силу своей универсальности, эксплуатируются в различных отраслях. Вот, некоторые из них:

• строительство (термо-, водоизоляционные панели, листы, лепнина, карнизы);
• химическая отрасль (клеи, герметики, лаки, краски);
• бумажная, полиграфическая отрасль (валки, валики, покрытия поверхности);
• производство машин, механизмов (узлы и детали машин, уплотнения, покрытия поверхности);
• нефтегазовая (уплотнения, маслостойкие клапаны);
• горнодобывающая отрасль (сита для грохотов, покрытия и мелющие части мельниц);
• радиоэлектроника (изоляционные материалы);
• легкая промышленность (бобины для ниток, ролики для скручивания, клеи, подложки);
• медицина (катетеры, имплантаты, протезы);
• пищевая отрасль (конвейерные ленты).

Итак, полиуретановые стержни, листы, другие изделия во многом по своим техническим характеристикам превосходят резины, обычные пластические массы, каучуки, даже металл, благодаря чему потребление данной продукции с каждым годом значительно возрастает. Открываются новые возможности применения.

Полиуретан – один из самых востребованных многофункциональных полимеров, конструкционных материалов.

Жесткий полиуретан (PUR’S)

Из жесткого полиуретана получают литьевые изделия, листы, пленки и толстые покрытия (>1мм). Жидкое или расплавленное сырье заливают в открытую форму, где она отверждается при комнатной температуре (холодные системы) или при нагревании до 60-130 о С (горячие системы). ПУ эластомеры доступны с твердостью по Шору от 10А до 70D. Они используются как для литых шин, подшипников ротора, герметизации корпусов, так и для покрытий в судостроительной и автомобильной промышленности и строительстве. В табл.5. приведены свойства некоторых систем.

Табл. 5. Сравнение свойств А: просто эфира полиуретана и В: сложного эфира-полиуретана.