Описание полиуретана
Полиуретан (часто сокращённо ПУ, полное химическое название — поликарбамат) — это высокоуниверсальный класс органических полимеров, определяемый повторяющимися уретановыми связями (–NHCOO–) вдоль основной молекулярной цепи. Впервые он был успешно синтезирован в 1937 году немецким химиком, профессором Отто Байером, с помощью стандартной реакции полиприсоединения между диизоцианатами и гидроксилсодержащими бифункциональными соединениями (такими как гликоли, полиэфирные или полиэфирные полиолы), что ознаменовало официальное рождение этого семейства материалов.
В отличие от обычных полимеров на основе одного мономера, полиуретан не имеет самостоятельного «уретанового мономера» — его конечные свойства, морфология и сценарии применения могут быть точно настроены в чрезвычайно широком диапазоне путём регулировки типов, соотношений и молекулярных масс исходных материалов, что делает его одним из наиболее адаптируемых конструкционных пластиков в мировой промышленной системе, с годовым объёмом мирового производства, превышающим 21,2 миллиона тонн по состоянию на 2020 год.
Применение продукта
Полиуретан используется в различных клеях — на водной основе, на растворителях и в термоклеях. Он может быть термопластичным или реактивным материалом, доступен в однокомпонентных и двухкомпонентных версиях. Универсальность полиуретанов обусловлена химией самой уретановой группы. Эти материалы обычно получают реакцией изоцианатов со спиртами или полимеризацией полиизоцианатов с гидроксилсодержащими соединениями, такими как полиэфиры и полиэфиры.
Наиболее важными полиуретановыми продуктами сегодня являются пенопласты, клеи, покрытия и эластомеры.
1. Пенополиуретаны.
Они в основном производятся из диизоцианатов и полиэфирных или полиэфирных полиолов в сочетании с катализаторами, вспенивающими агентами, стабилизаторами пены и другими добавками для получения либо мягких, либо жестких пен. Доступны три метода вспенивания: процесс предварительной полимеризации, процесс полупредварительной полимеризации и одностадийный процесс. Методы полупредварительной полимеризации и предварительной полимеризации лучше подходят для мелкосерийного производства, в то время как одностадийный процесс более экономичен для крупномасштабного производства. Жесткие и мягкие полиуретановые пены на основе полиэфиров или полиэфиров являются термореактивными пластмассами, и их конечные свойства во многом зависят от выбора сырья и рецептуры. Они обладают маслостойкостью, морозостойкостью, теплоизоляцией и звукопоглощением, что делает их пригодными для теплоизоляционных материалов, изоляционных материалов, звукоизоляционных конструкционных компонентов, герметизирующих материалов, ударопрочной упаковки, звукопоглощающих материалов, набивочных материалов и средств для удаления пыли и фильтрации.
2. Полиуретановые клеи.
Это двухкомпонентные системы, состоящие из полиизоцианатов и гидроксилсодержащих полиэфирных соединений, которые смешиваются непосредственно во время использования. Этот клей обеспечивает прочную адгезию к широкому спектру субстратов, а отвержденный продукт устойчив к воде, минеральным маслам и атмосферным воздействиям. Он используется для склеивания металлических, стеклянных, пластиковых и керамических компонентов в строительстве, машиностроении и аэрокосмической промышленности.
3. Полиуретановые покрытия.
Комбинируя различные типы изоцианатов с различными полиэфирами, полиэфирами и полиолами, можно составить широкий спектр полиуретановых покрытий. Они в основном делятся на две категории: двухкомпонентные и однокомпонентные. Двухкомпонентные полиуретановые покрытия являются полиэфирными, где полиизоцианаты и полиэфиры смешиваются непосредственно. Однокомпонентные полиуретановые покрытия являются ненасыщенными полиэфирными и включают блокированные, масломодифицированные и влагоотверждаемые типы. Методы нанесения включают погружение, распыление и электроосаждение. Полученные покрытия обеспечивают хорошую изоляцию, прочную адгезию, износостойкость, маслостойкость, водостойкость и устойчивость к парам неорганических кислот. Они используются на бетонных строительных конструкциях, химических приборах, авиационных компонентах, мебели и многом другом.
4. Полиуретановые эластомеры.
В зависимости от рецептуры полиуретан может проявлять эластичность в определенном температурном диапазоне, и этот класс материалов известен как полиуретановые эластомеры. Немецкая компания Bayer AG была первой в мире компанией, синтезировавшей полиуретановые эластомеры. Они делятся на три основных типа: литьевые, компаундированные и термопластичные эластомеры. Эти материалы сочетают эластичность резины с технологичностью пластмасс, поэтому их также называют пластиковыми эластомерами. Они обладают превосходной маслостойкостью, износостойкостью, низкотемпературной эластичностью и стойкостью к старению и используются в автомобильных подшипниках, высокоскоростных приводных ремнях для текстильной промышленности и электрических кабелях для нефтепромысловых и геологоразведочных работ.
