Полиуретани хетероверижен синтетични полимери. Полиуретани могат да се различават един от друг чрез структура верига, химичната природа и свойства, но те са обединени от присъствието в гръбнака на макромолекулата уретанови групи -NHCOO-.
Броят на уретанови групи зависи от молекулното тегло на специфичен полиуретан и съотношенията на изходните компоненти по време на неговия синтез. В зависимост от естеството на последната в макромолекули полиуретан може да съдържа други функционални групи: етер и естер (polyetherurethane), карбамид (polyurethaneurea) изоцианурат (poliuretanizotsianuraty) амид (poliamidouretany), двойни връзки (polidienuretany), които заедно с се определя групата уретан сложните полимерни свойства. С увеличаване на броя на функционални групи в молекулите на един или двата компонента да се получат три или повече разклонени или омрежени полимери.
Структурата и свойствата на полиуретани могат да варират в широки граници чрез подходящ избор на изходни материали. Те са сред няколко полимери, в които може да насочено регулиране броя на напречни връзки, гъвкавостта на полимерните молекули и естеството на междумолекулни взаимодействия. Това прави възможно да се получи от различни материали от полиуретанови синтетични влакна, твърди и меки еластомери, твърди и меки пени, различни термореактивни покрития и пластмаси.
Обичайната определянето на полиуретани в украинския пазар на ПУ или PU. Но може да отговори на друга наименование: PUR (полиуретан), TPE-U или TPU или TPUR или TP уретан (термопластичен полиуретан), RTPU (твърд термопластичен полиуретан) пяна - полиуретанова пяна.
Като цяло, полиуретани структура определя от междумолекулни взаимодействия в материала: водород, йонни връзки; дипол-дипол, ван дер Ваалс взаимодействия.
При образуването на донори на водород свързване протонни са водородни атоми уретанови групи. В случай на polyurethaneureas и poliamidouretanov водородите на подходящи функционални групи.
протонен акцептор карбонили са изброени групи. Карбонили или естерни групи в случая на уретани. Or етерни връзки в случая на полиуретани, получени от полиоксиалкиленови гликоли.
Уретан, карбамид и други групи, присъстващи в структурата на полиуретан, също включени в взаимодействието на дипол-дипол. В резултат на наличието на специфичен междумолекулна взаимодействие на силите в структурата на полиуретани с асоциирани (образуване домен) е термодинамично несъвместима с масата на основните вериги на полимери, но свързани химически. Поради такава несъвместимост възниква microphase разделяне (microsegregation) на супрамолекулни ниво. В тази фаза, образувани сътрудници, е един вид засилване "активен пълнител" в полиуретани. По-специално, това се обяснява с възможността за получаване на полиуретанови базирани материали с високи структурни свойства (якост, твърдост, устойчивост на скъсване), без прилагане на активни пълнители.
В случай на образуване на циклични polyurethaneureas домени. В така наречените сегментирани полиуретани (blokpoliuretanah) синтезиран от изоцианатните предполимери в получаването на който съотношението на изоцианатни и хидроксилни групи е по-голям от два, и еквимоларно количество диол с ниско молекулно тегло като удължаване агент верижна структура домейн формира поради високата концентрация на уретанови групи на съседните блокове. На йономери така наречените катионни полиуретани, структура домейн, са оформени под формата на кватернерни амониеви съединения.
Всички молекулни взаимодействия също играят роля на физическата омрежване от полиуретан. Усилените ефекти, дължащи се на присъствието на структурите на домейни показани само в обобщен:
1) неспецифичен характер на взаимодействия, например, с появата на кристалност използване кристализиращите алифатни диизоцианати и диоли за получаване на полиуретани влакна и някои термопластични еластомери;
2) със силна кохезивен взаимодействие използвайки ароматни диоли и ароматни полиетерни диоли за производство на термопластични еластомери;
3) наличието на химично кръстосано свързване на формовани полиуретани, пени, еластомери, лепила и бояджийски покрития.
Силни междумолекулни взаимодействия определи пространствената специфичност мрежа полиуретани: се образува само в физическите омрежени термопластични еластомери, пластмаси и влакна, то предоставя свойства kvazisetchatyh материали: висока якост при стайна температура, твърдост, и така нататък. За да се получат високи якостни характеристики в незаети полиуретан, може да работи при високи температури, трябва да се смесват пространствената решетка на физично и химично кръстосано свързване. И числото на последните трябва да бъдат малки. В противен случай, химическите връзки ще затрудняват свободното верига конформацията на полиуретани и, съответно, изпълнението на силите на молекулни взаимодействия.
Наличието на молекулни взаимодействия определя характеристиките на поведението на релаксация на полиуретани. От една страна, това е значителен спад в механични свойства при многократно въздействие натоварвания, дължащи се на частичното разрушаване на физически връзки, включително разработване на под влияние на температурата. От друга лабилно равновесие характер на физически връзки, като по този начин способността им да преразпределение и възстановяване след отстраняване на натоварването и релаксация. Това обяснява регенериране свойства на полиуретан, който е особено очевидно при пени.
свойства
Свойствата на полиуретани се различават значително. Те зависят от природата и верига дължината на участъците между уретанови групи, от линейната структура на материала или мрежата, молекулното тегло, степента на кристалност. Полиуретани могат да бъдат вискозни течности или твърди аморфни или кристални материали, твърдостта на която се простира от еластомерен мека еластична гума твърдостта на твърди пластмаси: Твърдост по Шор от 15 в мащаб до 60 по скалата D.
Най-голям практически интерес са полиуретанови еластомери, които се характеризират с високи стойности на якост и устойчивост на скъсване, добри диелектрични свойства, износоустойчивост, устойчивост на подуване в различни масла и разтворители, както и озон и устойчиви на радиация. Те са устойчиви на вода, показват висока устойчивост на микроорганизми и плесени. Според някои физични и механични свойства на полиуретани са по-добри, не само всички видове гума и каучук, но и метали.
Полиуретанови дава продукта редица полезни функции непостижими за конвенционални гуми.
Първо, тази повишена твърдост, което позволява използването на полиуретанови продукти, работещи под особено тежък механичен стрес, като студено валцована стомана или гъвкави валове.
На второ място, несравнима трайност и устойчивост на износване. Формовани полиуретани превъзхождат каучук, пластмаса и метали за устойчивост на абразия няколко пъти.
Трето, при висока твърдост полиуретан поддържа висока еластичност: граница деформация при скъсване обикновено е не по-малко от 350%. Това осигурява много висока якост до 50 МРа.
постоянни динамични условия на натоварване, горната граница на работната температура на полиуретани е 120 ° С По-ниски температури не оказват голямо влияние върху свойствата на полиуретанови еластомери до -70 ° С
Инжектиран технология формоване на части, изработени от полиуретан, позволява да се получат продукти с почти всякаква форма и размер, не са на разположение за образуването на каучукови изделия. Високата цена на изделия от каучук позволява полиуретани се конкурират с гума и по отношение на цените.
Полиуретановите еластомери имат отлична устойчивост на масла и разтворители, и е подходящ за използване с смазочни масла, нефт и неговите производни, но действието на производството на полиуретани показва, че те са много бързо унищожени при излагане на ацетон, съединения азотна киселина, съдържащи голям процент от хлор (солна киселина, течен хлор), формалдехид, мравчена киселина и фосфорна киселина, терпентин, толуен.
Недостатъците включват полиуретани и ниско съпротивление при повишени температури до основи, натрупването на остатъчна деформация при продължителен стрес, силна зависимост от физичните и механични свойства на температурни разлики в.
Primenenie
Полиуретани се обработват почти всички съществуващи технологични методи: екструзия, формоване, леене на стандартно оборудване. Въз основа на тях, получават всички известни типове полимерни материали и продукти: попълнено, подсилена, разпенен, ламинат, лист, под формата на плочи, блокове, секции, панели, влакна, филми. Изделия от полиуретан могат да бъдат както прозрачни и боядисани в различни цветове.
Най-широко използвани в индустрията се формова полиуретанови еластомери, от които се произвеждат като едри продукти и продукти от среден размер:
твърди гуми за вътрешния транспорт, където надеждност е 6-7 пъти повече от гумите на каучуци въглеводородни;
Устройство за предаване на предмети абразивни цимент, флотационните единици, хидроциклони и тръбопроводи, използвани в минната промишленост;
колани в тъкачни машини;
транспортни ленти;
различни уплътняващи части;
машинни части, ролки за производството на текстил и хартия;
хидравлични уплътняващи устройства и масло-пневматични амортисьори релса.
Формовани полиуретани се използват за производството на части за вътрешен транспорт, различни валове, зъбни колела и други продукти за машиностроенето, минното дело, космическите изследвания, автомобилната, нефт и газ, строителството, отпечатването и други индустрии. От особен интерес е използването в производството на формовани полиуретанови части и вибрации доказателство уплътнителни елементи.
В автомобилната промишленост, полиуретанови термопластични еластомери са широко използвани за производство на плъзгащи лагери на кормилния механизъм, елементи предните окачване, кормилна щанга вложки, самосмазващи уплътнения, клапани гориво доказателство, маслени устойчиви части.
В обувната промишленост са произведени износване подметка и се използва като изкуствена кожа.
Полиуретани също се използват като свързващи вещества за производство на плочи от дървесни частици, полимер, пяна, дърво, имитиращи ефективни лепила и покрития в строителството и машиностроенето, както и за зъбни протези, лепила, както и медицински консумативи. Благодарение на ценни свойства, полиуретан прилагане на рентабилни в широк спектър от индустрии, включително производството на носещите елементи уплътнителни пръстени, ролетни капаци, колела и ролки
Уретанови еластомери като материали на конструкцията, а не просто да заменят метали и понякога надхвърлят техните характеристики по силата на уникалната комбинация от физични и механични свойства. Въпреки това, ако се вгледате в паричната съотношението на промишленото производство на различни видове полиуретан, 90% от обема на тяхното прилагане пада върху пазара на пенополиуретан.
Свързани статии