Что такое уретан?

Что такое уретан, как и где он используется?

Уретан — это тип термореактивного полимера, который используется в самых разных областях. Уретаны можно перерабатывать для получения твердых веществ, пеноматериалов, а иногда и пленок или даже волокон. В этой статье объясняется, что такое уретан и почему он является полезным инженерным материалом.

Типы уретана

Уретаны изготавливаются из трех основных ингредиентов, известных как полиолы, изоцианаты и удлинители цепи. Каждый из них может быть дополнительно модифицирован и разбит на отдельные составляющие ингредиенты.

В конечном итоге существует шесть распространенных сортов уретана, каждый из которых имеет свой набор уникальных преимуществ и недостатков, некоторые из которых описаны ниже.

  1. Полиэфир TDI PTMEG — этот тип уретана обладает хорошей низкотемпературной гибкостью и устойчив к микробному росту.
  2. Полиэфир MDI PTMEG – этот тип обладает хорошими динамическими свойствами и он очень упругий.
  3. Полиэстер TDI — этот тип уретана известен своей превосходной стойкостью к истиранию и химической стойкости.
  4. Полиэстер MDI — этот тип используется для применений, требующих прочности и сопротивления истиранию или разрыву, и которые в конечном итоге требуют одобрения FDA для использования с пищевыми продуктами.
  5. Полиэстер NDI — это усовершенствованный уретан, обладающий превосходными динамическими свойствами и обладающий одними из лучших показателей несущей способности среди всех уретанов.
  6. Поликапролактон TDI – этот тип обладает хорошими динамическими свойствами и лучшей стойкостью к гидролизу по сравнению с аналогичными полиэфирами.

Уретаны могут поставляться в виде компаундов горячего или холодного отверждения. Горячее отверждение означает, что форполимер и отвердители необходимо нагреть перед смешиванием.

что такое уретан

Холодное отверждение означает, что форполимер и отвердитель можно смешивать при комнатной температуре. Как правило, полимеры горячего отверждения обладают превосходными свойствами.

Свойства уретана

Уретаны имеют множество различных применений и используются в продуктах, в которых можно извлечь выгоду от их уникальных и сильных сторон, некоторые из наиболее важных перечислены ниже.

  • Твердость. Уретан может производиться с широким диапазоном значений твердости от 30 Shore A (мягкий, как силикон) до 75D (твердый, как типичные товарные термопласты, такие как ABS). Таким образом, уретаны можно использовать для изготовления виброгасителей, а также твердых износостойких панелей.
  • Износостойкость. Уретаны в первую очередь известны своей исключительной стойкостью к абразивным и эрозионным повреждениям и в этом отношении намного превосходят другие эластомеры, такие как резина. Эта стойкость к истиранию увеличивается с твердостью.
  • Прочность на разрыв. Уретаны обладают превосходной прочностью на разрыв и могут сопротивляться росту разрыва, даже если материал был надрезан и находится под напряжением. Это возможно благодаря длинным сшитым полимерным цепям.
  • Прочность на сжатие. Уретаны хорошо себя зарекомендовали в тех случаях, когда требуется сопротивление сжатию, и их можно использовать для страховочных амортизаторов в лифтах или в конце железнодорожных путей. Уретаны несжимаемы (кроме уретановых пенопластов) и поэтому должны иметь достаточно места для расширения под нагрузкой.

применение уретана

  • Прочность на растяжение. Уретаны обычно не используются при растяжении из-за их чрезмерного удлинения и ползучести.
  • Накопление тепла — Уретаны являются изоляторами и имеют тенденцию накапливать тепло при высоких нагрузках и высоких скоростях. Они редко используются в таких отраслях, поскольку имеют тенденцию быстро выходить из строя, как только их внутренняя температура достигает точки разложения материала. Однако существуют исключения из этого правила для некоторых более совершенных составов уретана.

Производство уретана

Для обработки уретанов необходимо несколько компонентов. И форполимер, и отвердитель должны быть приготовлены отдельно. Затем их смешивают и заливают в литейную форму. Наконец, он должен застыть в течение заданного времени, а также может потребоваться этап пост-отверждения.

  1. Ручное производство

Мелкосерийное производство уретана обычно осуществляется с использованием методов ручной обработки. Процесс подробно описан ниже.

  • Подготовка форполимера. В зависимости от типа уретана форполимер может быть твердым или жидким, если он твердый, его необходимо расплавить в печи. Затем можно рассчитать массы компонентов; соотношение смешивания обычно указывается поставщиком материала. Это соотношение можно немного изменить, чтобы улучшить определенные механические свойства, такие как сопротивление истиранию или прочность на сжатие, хотя в целом это не требуется. Затем необходимо взвесить правильное количество форполимера при подготовке смеси. Большинство форполимеров необходимо дегазировать, поместив их в вакуум, чтобы удалить пузырьки воздуха из материала и, таким образом, обеспечить высокое качество конечного продукта без пузырьков.
  • Подготовка. Далее необходимо подготовить специальное средство. Опять же, этот компонент может быть представлен в жидкой или твердой форме, каждая из которых имеет свой собственный набор преимуществ и недостатков. Затем отвердитель может быть взвешен в соответствии с расчетом соотношения при подготовке к смешиванию. Если уретан необходимо окрасить, в лечебную смесь чаще всего добавляют пигмент. Эксперты обычно рекомендуют смешивать пигмент с отвердителем, чтобы было легко увидеть, все ли отвердитель правильно перемешан с форполимером. Для окраски детали требуется очень мало пигмента; всего 2% от общей массы смеси успешно окрашивают деталь.
  • Подготовка прессформы. Форма может быть изготовлена ​​из стекловолокна, стали или даже силикона. Его необходимо смазать смазкой для пресс-формы, чтобы предотвратить прилипание детали к поверхностям пресс-формы. Формы для уретанов горячего отверждения перед литьем следует нагревать, чтобы предотвратить образование поверхностных дефектов.
  • Литье. Когда все готово, можно смешивать материал. В случае уретанов горячего отверждения форполимер и отвердитель необходимо сначала нагреть до рекомендуемой температуры, а затем тщательно перемешать. Смешивание должно производиться таким образом, чтобы ограничить попадание воздуха в смесь. После смешивания выполняется второй процесс дегазации, и материал может быть отлит в форму. Время отверждения уретана может варьироваться от нескольких минут до часа. Обратите внимание, что материалы с коротким временем схватывания лучше всего обрабатывать на машине, а не вручную.

2. Машинная обработка

Уретан можно смешивать с помощью устройства, называемого дозатором. Эта машина автоматически смешивает форполимер, отвердитель и пигмент и впрыскивает их в форму. Весь процесс аналогичен литью под давлением и не требует ручной обработки.

3. Последующее отверждение

Большинство уретанов необходимо пост-отверждение в печи для достижения их окончательных свойств. В некоторых случаях деталь можно извлечь из формы через час, но ее необходимо оставить в печи на срок до 16 часов, чтобы произошло оставшееся сшивание.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

5 − 3 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: