Список областей применения полиуретана - List of polyurethane applications

Пенополиуретан, изготовленный из ароматического изоцианата, подвергнутого воздействию УФ-излучения. Совершенно очевидно, что изменение цвета, которое происходит со временем.

Изготовленные на заказ изделия из полиуретана

Полиуретан продукты имеют множество применений. Более трех четвертей мирового потребления полиуретановых изделий приходится на пенопласт, причем гибкие и жесткие типы примерно равны по размеру рынка. В обоих случаях пенопласт обычно находится за другими материалами: эластичный пенопласт находится за обивочной тканью в коммерческой и домашней мебели; жесткая пена находится между металлическими или пластиковыми стенками / листами большинства холодильники и морозильники, или другие поверхностные материалы в случае термического изоляция панели в строительном секторе. Его использование в одежде растет: например, в подкладке чашек бюстгальтеров. Полиуретан также используется для изготовления молдингов, включая дверные коробки, колонны, балясины, оконные колонтитулы, фронтоны, медальоны и розетки.

Составы полиуретана охватывают чрезвычайно широкий диапазон жесткости, твердости и плотности.^[1] Эти материалы включают:

• Гибкий с низкой плотностью мыло используется в обивка, постельные принадлежности, сиденья для автомобилей и грузовиков, а также новые неорганические растительные субстраты для крыш или стен садов
• Низкая плотность эластомеры используется в обуви
• Твердые твердые пластмассы, используемые в качестве лицевых панелей электронных приборов и конструктивных элементов
• Гибкие пластмассы, используемые в качестве ремней и лент
• Литые и отлитые под давлением компоненты для различных рынков - например, сельского хозяйства, военного, автомобильного, промышленного и т. Д.

Пенополиуретан широко используется для изготовления сидений из эластичного пенопласта высокой упругости, изоляционных панелей из жесткого пенопласта, микропористой пены уплотнения и прокладки, прочные эластомерные колеса и шины, автомобильная подвеска втулки, электротехнические герметики, уплотнения, прокладки, ковер подложка и детали из твердого пластика (например, для электронных инструментов).

Области применения полиуретановых материалов по плотности и жесткости.

Эта отремонтированная обувь, вероятно, как и многие другие туфли,^[1] подошва с полиуретаном. Подошвы из полиуретана могут рассыпаться из-за гидролиза.^[2]

Использование на приложение

В следующей таблице показан пример использования полиуретанов в одной стране более десяти лет назад (данные США за 2004 год):

Чистящие средства

Губка из пенополиуретана

Пенополиуритан используется для изготовления многих кухонь и ванных комнат. губки.

Мебель

Пена памяти такие подушки сделаны из вязкоупругий полиуретановая пена. Примечание пожелтение из-за воздействия света.

Гибкий пенополиуретан с открытыми порами (FPF) получают путем смешивания полиолы, диизоцианаты, катализаторы, вспомогательные пенообразователи и другие добавки, позволяющие образовавшейся пене свободно подниматься. Большая часть FPF производится с использованием технологии непрерывной обработки, а также может производиться партиями, когда относительно небольшие блоки пены изготавливаются в формах с открытым верхом, коробках или других подходящих корпусах. Затем пенопласт разрезают на желаемую форму и размер для использования в различных предметах интерьера и мебели.

Области применения гибкого пенополиуретана включают: обитый мебель подушки, автомобильные подушки сидений и внутренняя отделка, ковровая подушка, и матрас набивка и твердые сердечники матраса.

Гибкий пенополиуретан подлежит вторичной переработке.^[3]

Автомобильные сиденья

Гибкие и полуэластичные пенополиуретаны широко используются для внутренних компонентов автомобили в сиденьях, подголовниках, подлокотниках, обшивке крыши, приборные панели и приборные панели.

Пенополиуретан в нижней половине формы, в которой он был изготовлен. При сборке автокресла из этого пеноматериала образуется спинка сиденья. Обращенная вперед часть спинки сиденья - это поверхность вспененного материала, которая находится в форме лицевой стороной вниз. Два отверстия в поролоне вверху рисунка предназначены для стоек подголовника.

Спинка сиденья из вспененного материала после извлечения из формы

Из полиуретанов делают автомобильные сиденья удивительным образом. Производитель сиденья имеет плесень для каждой модели сиденья. Форма представляет собой закрывающуюся структуру типа «раскладушка», которая позволяет быстро отливать подушку сиденья, так называемую формованную гибкую пену, которую затем обивают после извлечения из формы.

Эти два шага можно совместить, так называемые на месте, поролон или прямое формование. Полностью собранный чехол сиденья помещается в форму и удерживается на месте вакуумом, протягиваемым через небольшие отверстия в форме. Иногда для более эффективной работы вакуума используется тонкая податливая пластиковая пленка на ткани. Металлический каркас сиденья помещается в форму, и форма закрывается. На этом этапе форма содержит то, что можно представить как «пустотелое сиденье», ткань сиденья, удерживаемую в правильном положении за счет вакуума, и содержащую пространство с металлической рамой на месте.

Полиуретановые химикаты впрыскиваются смесительной головкой в ​​полость формы. Затем форму выдерживают при заданной температуре реакции до тех пор, пока химическая смесь не вспенится, не заполнит форму и не образует устойчивую мягкую пену. Требуемое время составляет от двух до трех минут, в зависимости от размера седла, точного состава и условий эксплуатации. Затем форма обычно слегка открывается на минуту или две для дополнительного времени отверждения, прежде чем полностью обитое сиденье будет удалено.

Дома, скульптуры и украшения

Стены и потолок (не только утеплитель) футуристичны. Дом Занаду во Флориде, США, были построены из пенополиуретана. Куполообразные потолки и другие необычные формы легче сделать из пенопласта, чем из дерева. Из пенопласта строили здания, статуи и украшения необычной формы в секции Seuss Landing. Острова приключений (США) тематический парк. Производители жесткого пенопласта продают пену, которая заменяет дерево в индустрии резных вывесок и 3D-топографии. Пенополиуретан также используется в качестве теплоизолятор во многих домах.

Полиуретановая смола используется как эстетичный напольный материал. Благодаря бесшовности и водонепроницаемости, он становится все более интересным для использования в (современных) интерьерах, особенно в Западной Европе.

• 

  Полиуретан используется в качестве изолятора в домостроении (желтый слой).

• 

  Пенополиуретан в качестве утеплителя стен

• 

  Дом Занаду со стенами и потолком из пенополиуретана

• 

  Пенополиуретан, используемый в качестве изоляции балки перекрытия в ресторане рядом с Филадельфия, не под прямыми солнечными лучами, демонстрируя усадку на границе раздела склеивания.

• 

  Испытание пламенем. Верхний, необработанный пенополиуретан сильно горит. Дно с огнестойким покрытием.

Заполнение пустот и полостей

Два бинарные жидкости, один из которых представляет собой полиуретан (Т6 или 16), при смешивании и газированный, превратиться в твердую, заполняющую пространство твердый аэрозоль.

Строительные герметики и противопожарные

Пенополиуретан, неправильно примененный в качестве противопожарного средства.

Утвержденные полиуретановые герметики (которые отличаются от пенопласта) доступны в одно-, двух- и трехкомпонентных системах, а также в картриджах, ведрах или барабанах. Полиуретановые герметики (например, EZ-Poly ) используются для заполнения зазоров, предотвращая утечку воздуха и воды. Они также используются в сочетании с неорганическими изоляция, Такие как минеральная вата или керамические волокна, для тушение огня. Противопожарные меры могут помешать курить и ручей проход. В Атомная электростанция Браунс Ферри в качестве средства пожаротушения использовался воспламеняющийся пенополиуретан, который случайно воспламенился и вызвал большой пожар.

Сосуды для воды

Надувные лодки

Некоторые производители плотов используют уретан для изготовления надувных лодок. AIRE использует материал уретановой мембраны в качестве удерживающего воздух пузыря внутри оболочки из ПВХ, тогда как SOTAR использует материалы уретановой мембраны в качестве покрытия на некоторых лодках. Maravia использует жидкий уретановый материал, который покрывается распылением ПВХ для улучшения удержания воздуха и повышения стойкости к истиранию.

Доски для серфинга

Немного доски для серфинга сделаны с жестким полиуретановым сердечником. Формируют заготовку из жесткого пенопласта, придают ей необходимую форму, затем покрывают стеклотканью и полиэфирной смолой.

Лодки с жестким корпусом

Корпуса некоторых лодок имеют жесткий пенополиуретановый сердечник, зажатый между обшивками из стекловолокна. Пена обеспечивает прочность, плавучесть, и звукоизоляция.

Лодочные палубы и открытые морские поверхности

На палубах некоторых лодок, в том числе рыболовецких судов США и Пакистана, используются специальные полиуретановые герметики для защиты от постоянной влаги и агрессивных океанических элементов. Например, Durabak-M26 использует изготовленный на заказ однокомпонентный полиуретан для предотвращения просачивания воды в нежелательные участки.

Резервуары для воды

Некоторые резервуары для воды изолированы полиуретановыми химикатами (полиолом и изоцианатами) для поддержания температуры воды в течение длительных периодов времени.

Гибкие пластмассы

Теннисные ручки

Полиуретан использовался для изготовления нескольких захватов для тенниса, таких как Yonex Super Grap, Wilson Pro Overgrip и многих других. Эти ручки легко растягиваются, чтобы обеспечить аккуратное обертывание ручки ракетки.

Упаковка ремешка для часов

Ремешок для часов из полиуретана

Полиуретан используется в качестве черной оболочки для часовых браслетов поверх основного материала, который обычно представляет собой нержавеющую сталь. Он используется для комфорта, стиля и долговечности.

Текстиль

Одежда из полиуретанового волокна (спандекс)

Тонкая пленка полиуретана Конец добавлен в ткань из полиэстера для создания полиуретановый ламинат (PUL), который из-за его водо- и ветрозащитных свойств используется в верхней одежде, подгузниках, занавесках для душа и т. Д. Полиуретан используется в некоторых современных купальных костюмах для обеспечения плавучести спортсменов-пловцов. Есть ограничения, так как плавучесть улучшает плавучесть.^{[нужна цитата ]}

Еще более популярным является использование полиуретана в текстиле в виде спандекс, также известный как эластан или под торговой маркой DuPont Lycra. Полиуретан волокна в виде спандекса может растягиваться до 600% и при этом возвращаться к своей первоначальной форме. Спандекс прядут с другими волокнами, такими как хлопок, нейлон или полиэстер, для создания эластичных волокон, необходимых как для спортивной, так и для модной одежды.^[4]

Лак

Пол с полиуретановым финишным покрытием

Полиуретановые материалы обычно имеют формулу краски и лаки за отделка покрытия для защиты или герметизации древесины. В результате получается твердое, устойчивое к истиранию и долговечное покрытие, популярное для твердая древесина полы, но некоторые считают их трудными или непригодными для отделки мебели или других деталей. По сравнению с масляными или шеллаковыми лаками полиуретановый лак образует более твердую пленку, которая имеет тенденцию расслаиваться при нагревании или ударе, разламывая пленку и оставляя белые пятна. Эта тенденция усиливается, когда его наносят на более мягкие породы дерева, такие как сосна. Отчасти это также связано с меньшим проникновением полиуретана в древесину. Для решения этой проблемы используются различные методы грунтования, в том числе использование определенных масляных лаков, определенных как «депарафинированные». шеллак, ясно проникающий эпоксидная смола, или "модифицированный маслом" полиуретан, предназначенный для этой цели. Полиуретановому лаку также может не хватать блеска "натертого вручную" олифы Такие как льняное семя или же тунговое масло; Однако, напротив, он способен к гораздо более быстрому и качественному «наращиванию» пленки, выполняя два слоя, что может потребовать нанесения большого количества масла. Полиуретан также можно наносить на прямую масляную отделку, но из-за относительно медленного времени отверждения масел, наличия летучих побочных продуктов отверждения и необходимости длительного воздействия кислорода на масло необходимо следить за тем, чтобы масла достаточно затвердевший, чтобы принять полиуретан.

В отличие от олифы и алкид который излечивать, после испарения растворителя, при реакции с кислород на воздухе полиуретановые покрытия отверждаются после испарение из растворитель различными реакциями химикаты в исходной смеси или путем реакции с влага с воздуха. Некоторые продукты являются «гибридами» и сочетают в себе различные аспекты своих родительских компонентов. «Модифицированные маслом» полиуретаны на водной основе или на основе растворителей в настоящее время являются наиболее широко используемыми покрытиями для деревянных полов.

Использование полиуретанового лака для наружных работ может быть проблематичным из-за его подверженности ухудшению ультрафиолетовый (УФ) световое воздействие. Все прозрачные или полупрозрачные лаки и вообще все фильм -полимер покрытия (т.е. краска, пятно, эпоксидная смола синтетический пластик и др.) подвержены этому повреждению в той или иной степени. Пигменты в красках и пятнах защищают от УФ-повреждений, а УФ-поглотители добавляются в полиуретан и другие лаки (в частности, "лонжерон «лак) для защиты от ультрафиолетовых лучей. Полиуретаны, как правило, наиболее устойчивы к воздействию воды, высокой влажности, экстремальных температур, а также грибку или плесени, которые также отрицательно влияют на характеристики лака и краски.

Колеса

Полиуретановые колеса в роликовых коньках

Полиуретан также используется для изготовления твердых шины и колеса. Промышленные приложения включают автопогрузчик ведущие и грузовые колеса, продуктовые и промышленные тележки,^[5] и колеса американских горок. Современное кататься на роликах и скейтбординг стали экономичными только с появлением прочных, стойких к истиранию полиуретановых деталей, что способствовало росту популярности того, что когда-то было малоизвестным увлечением 1960-х годов. Долговечность полиуретановых колес позволяла выполнять целый ряд трюков и трюков. скейтборды значительно расширить. Полиуретан также используется для изготовления шин для небольшой техники в газонной и садовой промышленности для тачек, ручных тележек, газонокосилок, тележек и т. Д. Они обеспечивают отскок и ощущение пневматической шины без проколов. Они весят примерно так же, как и шины с воздушным наполнением, хотя полностью сделаны из твердого полиуретана. Для пневматических шин были разработаны другие конструкции, а варианты микропористой пены широко используются в шинах для инвалидных колясок, велосипедов и других целей. Эти последние типы пенопласта также широко используются в рулевых колесах автомобилей и других внутренних и внешних деталях автомобилей, включая бамперы и крылья.

Автозапчасти

За последние двадцать лет использование полиуретана в автомобильной промышленности увеличилось. Он используется для замены традиционных резиновых втулок, которые, как известно, выходят из строя или изнашиваются на дорожных покрытиях, подверженных воздействию большого количества соли и химического мусора.

Использование полиуретановых втулок может иметь много преимуществ, таких как поддержание правильного выравнивания ролика, изгиба и носка и, таким образом, повышения общего контроля и управляемости. Он также увеличивает срок службы, обеспечивает большую устойчивость к износу и меньший износостойкость. проницаемый к маслам и аналогичным дорожным загрязнениям.^[6]

Полиуретан (ПУ) популярен в производстве некоторых из самых высококачественных аэродинамических компонентов / обвесов (обвесы ) для различных автомобилей (легковых, грузовых и внедорожников) на рынке. Эти компоненты включают бамперы, боковые юбки, противовесы и кожухи стеклоочистителей. Полиуретан позволяет изготавливать прочные компоненты, в отличие от обычного стекловолокна (FRP), которое может легко сломаться при ударе. Полиуретан очень гибкий, поэтому более устойчив к повреждениям. Помимо долговечности, эти обвесы, произведенные известным производителем, имеют меньше недостатков, просты в установке и обслуживании и доступны по цене.^[7]

Когда на обвесах из стекловолокна появляются трещины и сколы от обычного износа, хорошо изготовленные полиуретановые компоненты имеют такую ​​же долговечность, как и установленные на заводе бампера. Как упоминалось выше, при производстве от известного производителя, как правило, меньше точечных отверстий и дефектов литья. Гибкость полиуретана упрощает работу с ними. Монтаж может быть выполнен индивидуально как проект «своими руками». Обслуживание предельно простое. Что касается цены, она может варьироваться в зависимости от производителя, но находится в пределах доступного диапазона. Как бы хорошо это ни звучало, у полиуретановых обвесов тоже есть свои недостатки. Компоненты из стекловолокна или углеродного волокна легче, чем большинство полиуретановых комплектов. Полиуретан также является гибким, но чаще всего требуется больше материала и большей толщины, чтобы сохранить необходимую жесткость для дорожного использования. Для водителей, которым требуется скорость для своего более мощного автомобиля, это может стать проблемой. Кроме того, в отличие от стекловолокна, полиуретан нельзя залатать или отремонтировать. Хотя повредить его намного сложнее, если оно все же произошло, необходимо снять и заменить весь компонент.^[7] При покупке полиуретановых комплектов существуют разные варианты.

Электронные компоненты

Часто электронные компоненты защищены от воздействия окружающей среды и механических ударов вмещающий их в полиуретане. Обычно полиуретаны выбирают из-за превосходной стойкости к истиранию, хороших электрических свойств, превосходной адгезии, ударной вязкости и низкотемпературной гибкости. Недостатком полиуретанов является ограниченная верхняя рабочая температура (обычно 250 ° F (121 ° C)). При производстве электроника закупает уретан, состоящий из двух частей (смола и катализатор), который смешивается и заливается на узел схемы (см. Дозирование смолы ). В большинстве случаев окончательный узел печатной платы не подлежит ремонту после отверждения уретана. Благодаря своим физическим свойствам и низкой стоимости полиуретановая герметизация (заливка) является популярным вариантом в автомобильной промышленности для автомобильных схем и датчиков.

Клеи

Полиуретан можно использовать как клей, особенно как клей для деревообработки. Его главное преимущество перед более традиционными клеями для дерева - водостойкость. Он был представлен на общем североамериканском рынке в 1990-х годах как Горилла клей и Excel, но были доступны в Европе гораздо раньше. Полиуретан является основой некоторых строительных клеев в конопатка формат трубки.^[8]

На пути к новому и лучшему клею для переплетчики, новая адгезивная система была впервые представлена ​​в 1985 году. Основой для этой системы является полиэфир или полиэфир, тогда как полиуретан (PUR) используется в качестве форполимера. Его особенности - коагуляция при комнатной температуре и устойчивость к влаге.

Первое поколение (1988)

• Низкая стартовая прочность
• Высокая вязкость
• Время отверждения> 3 дней

Второе поколение (1996)

• Низкая стартовая прочность
• Высокая вязкость
• Время отверждения <3 дней

Третье поколение (2000)

• Хорошая стартовая прочность
• Низкая вязкость
• Время отверждения от 6 до 16 часов

Четвертое поколение (настоящее время)

• Хорошая стартовая прочность
• Очень низкая вязкость
• Излечение достигается за несколько секунд благодаря двухъядерным системам

Преимущества полиуретанового клея в переплетной промышленности:

• PUR значительно лучше, чем термоклей или холодный клей. Из-за отсутствия влаги в клее можно без проблем обрабатывать бумагу с противоположным направлением волокон. Даже напечатанные и суперкаландрированный бумагу можно без проблем переплести. Это наиболее экономичный клей с теоретической толщиной нанесения 0,01 мм. Однако на практике нецелесообразно применять менее 0,03 мм.
• Клей PUR чрезвычайно устойчив к атмосферным воздействиям и стабилен при температурах от -40 ° C до 100 ° C.^[9]

Сопротивление истиранию

Термореактивные полиуретаны также используются в качестве защитного покрытия от истирания. Литье полиуретана поверх таких материалов, как сталь, более эффективно поглощает удары частиц. Доказано, что полиуретаны служат более 25 лет в абразивных средах, где сталь без покрытия разрушается менее чем за 8 лет. Полиуретаны используются в таких отраслях, как:

• Горное дело и переработка полезных ископаемых
• Совокупный
• Транспорт
• Конкретный
• Обработка бумаги
• Мощность
• Производство надувных лодок

Полиуретан также используется в бетонной промышленности для создания лайнеры. Облицовка из полиуретана служит формой для бетона, создавая различные текстуры и искусство.

Твердотопливные ракеты

Полиуретан используется вместе с Перхлорат аммония в качестве твердого топлива в подводной лодке запущен Ракеты Polaris.^[10]

Бронежилет

Эластомеры полиуретанмочевины исследованы исследователями из Исследовательская лаборатория армии США и Массачусетский Институт Технологий для потенциального материала для шлемов, лицевых щитков и баллистических жилетов для солдат.^[11]

Неорганические субстраты растений

Листовые и хлопьевидные гидрофильные пенополиуретаны с полуоткрытыми ячейками нашли применение в садах на крышах и вертикальных зеленых стенах с коммерческими продуктами, которые сейчас появляются на рынке.^[12] Подложки из пенополиуретана с полуоткрытыми ячейками имеют гораздо меньшую плотность и гораздо большую водоудерживающую способность, чем грунтовые основания. Полуоткрытая ячеистая структура обеспечивает необходимое прикрепление корней растений для вертикальных стен садов. Снижение веса снижает требования к опорным конструкциям здания / стен, в то время как повышенная водоудерживающая способность снижает требования к поливу растений.

Бетонный подъем

ПУ-содержащие средства защиты моря устанавливаются на Халлиг Грёде, остров у Немецкий морской берег

Полимеры с закрытыми порами используются для подъема и поддержки бетонных дорог и мостов с 1989 года. Первоначально они были разработаны в Европе и Европе. запатентованный компании Uretek, этот метод бетонное выравнивание в настоящее время широко используется в жилых, коммерческих и муниципальных приложениях. Общие применения включают ремонт тротуаров, проездов, патио и полов в гаражах.^[13]

Рекомендации