Poliuretano (34 Foto): Cos'è Questo Materiale? Poliuretano Termoplastico E Flessibile, Caratteristiche E Densità, Punto Di Fusione E Altre Proprietà, Produzione

2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-18 12:16

Il poliuretano si è sentito parlare per la prima volta nel 1937. Questo materiale è stato sintetizzato da Otto Bayer da diisocianato e poliestere in forma liquida. La sostanza aveva molti vantaggi rispetto alla plastica, che a quel tempo era piuttosto richiesta.

Qual è questo materiale?

Il poliuretano è un tipo unico di materiale che ha possibilità e prospettive di utilizzo quasi illimitate. Il polimero contiene 2 tipi di materie prime, ovvero: polioli e isocianati . La produzione di quest'ultimo si basa sulla raffinazione del petrolio. Mescolando elementi liquidi si ottengono composizioni reattive. Le proprietà del poliuretano dipendono direttamente dagli ingredienti di cui è composto, nonché dal rapporto tra catalizzatori, agenti espandenti, stabilizzanti e molto altro.

Il poliuretano si presenta come una fibra polimerica con una struttura porosa. È considerato un elastomero versatile, ma presenta sia vantaggi che svantaggi.

I vantaggi del poliuretano includono le seguenti caratteristiche:

• elevata resistenza meccanica;
• costante dielettrica;
• scarsa abrasione;
• buona elasticità;
• la capacità di mantenere la forma dopo ripetute deformazioni;
• resistenza all'usura;
• lunga durata;
• resistenza ad acidi, oli, solventi;
• non suscettibilità all'influenza dei microrganismi;
• ampio intervallo di temperature di esercizio;
• resistenza alle basse temperature;
• la capacità di lavorare ad alta pressione.

Questo materiale non invecchia, si presta a vari tipi di lavorazioni. Inoltre, i prodotti in poliuretano sono leggeri e quindi facili da trasportare e installare. Questo elastomero ha la capacità di schiumare, quindi tutti i tipi di prodotti porosi sono realizzati da esso.

Nonostante i numerosi vantaggi, il poliuretano presenta alcuni svantaggi:

• instabile ai carichi di torsione;
• l'elasticità e la resistenza del materiale dipendono direttamente dal regime di temperatura dell'ambiente;
• la complessità della trasformazione in materie prime secondarie.

Questo tipo di elastomero si riferisce a materiali facilmente suscettibili di ogni tipo di lavorazione. Ad esso vengono applicati vari metodi di modellatura.

• Estrusione . Questo metodo di produzione del poliuretano comporta la forzatura del materiale in forma fusa attraverso il foro di formatura dell'estrusore.
• Casting . Sotto l'influenza della pressione, la massa fusa viene iniettata in uno stampo speciale, dopo di che viene raffreddata.

Confronto con la gomma

Nonostante il fatto che gomma e poliuretano siano abbastanza simili, l'elastomero sintetico supera il materiale naturale nelle caratteristiche di qualità. A differenza della gomma, le fibre polimeriche hanno una maggiore resistenza e resistenza all'usura . Per questo motivo in molti settori la gomma viene utilizzata meno del poliuretano. Il principale fattore che influenza la durata del materiale è la sua usura abrasiva, la suscettibilità all'influenza di un ambiente aggressivo. Confrontando secondo questo criterio, si può concludere che il poliuretano è 10 volte più resistente all'abrasione.

Secondo la valutazione della resistenza a diversi ambienti, anche il polimero è considerato migliore della gomma . Può tollerare gli effetti di solventi e sostanze chimiche tossiche. Tra l'altro, la gomma naturale ha una resistenza alla trazione 1,5-3 volte inferiore a quella di un elastomero. Il materiale sintetico è in grado di recuperare rapidamente la sua forma senza deformarsi in caso di carico elevato. La gomma, a sua volta, è superiore all'elastomero solo nel costo, che è molto inferiore a quello dei sintetici.

Tuttavia, secondo gli esperti, per evitare di dover pagare due volte in futuro, è meglio acquistare materiale di alta qualità e costoso.

Caratteristiche e proprietà

Poiché il poliuretano è a base di poliolo e isocianato, appartiene al gruppo dei polioli poliestere. Poiché questo tipo è un elastomero, è caratterizzato da una buona estensibilità e dalla capacità di tornare alle sue forme originali. Vari additivi possono conferire proprietà uniche al poliolo, che possono modificare gli indicatori di elasticità, morbidezza, durezza, resistenza.

Il poliuretano è prodotto in diversi stati:

• in un liquido viscoso;
• in morbido;
• in solido.

Indipendentemente dalla forma, l'elastomero non cambia le sue caratteristiche tecniche sotto l'influenza di fattori ambientali meccanici e chimici. Questo materiale è anche resistente ai raggi UV, ai funghi e alle muffe.

Le caratteristiche tecniche del poliuretano ne consentono l'utilizzo in molti ambiti domestici e industriali. Elenchiamo le principali caratteristiche di un poliestere poliolo.

• Densità . L'indicatore dipende dal tipo di materiale, di solito varia da 30 a 300 kg / m3.
• Durezza . Sulla scala Shore, può variare da 50 a 98 unità. Questi indicatori consentono di utilizzare l'elastomero a carichi elevati.
• Intervallo di temperatura significativo . Il materiale può essere utilizzato a temperature da -60 a +80 gradi Celsius. Con un indicatore di 120-140 gradi, può essere utilizzato per un breve periodo. I poliuretani hanno un alto punto di fusione - almeno 160 gradi Celsius. Se questi materiali vengono riscaldati a 220 gradi, inizieranno a decomporsi.
• Coefficiente di conduttività termica - 0, 028 W / (m * K) .
• Questo poliolo non ha conduttività elettrica .
• Peso . Il materiale pesa pochissimo.
• Resistenza all'ozono . Il poliuretano non si degrada sotto l'influenza dell'ozono, a differenza della gomma.
• Resistenza agli ambienti aggressivi .
• Infiammabilità . Secondo GOST 12.1.044, il materiale è classificato come non combustibile, quindi viene utilizzato in molti settori.
• Compatibilità ambientale . Il poliuretano è classificato come un materiale sicuro, quindi è spesso usato nella vita di tutti i giorni.

Il poliuretano è dannoso?

Per le sue caratteristiche di risparmio energetico, il poliuretano è classificato come materiale sicuro. Tuttavia, quando si valuta la sua compatibilità ambientale, vale la pena prendere in considerazione la possibilità di danni a questo elastomero allo stato liquido e solido. Come la pratica ha dimostrato, in forma secca, questo poliolo non emette sostanze nocive . I vapori pericolosi sono possibili solo se il materiale viene maneggiato in modo errato.

Se tutte le misure di sicurezza sono osservate nella frazione liquida, il poliuretano non rappresenterà alcun pericolo per persone e animali.

Tuttavia, la violazione della tecnologia di produzione può provocare il rilascio dei seguenti fumi tossici

• isocianati … Queste sostanze fanno parte di pitture e vernici, prodotti in schiuma. La loro presenza può causare asma in assenza di protezione speciale.
• Catalizzatori amminici, che causano una maggiore sensibilità, irritabilità, visione offuscata . Queste sostanze, se inalate continuamente, provocano ulcere, irritazioni delle mucose, ustioni alla bocca, alla gola e all'esofago.
• poliolo . È in grado di manifestare il suo effetto tossico solo a diretto contatto con un organismo vivente, vale a dire durante la deglutizione. L'avvelenamento da poliolo si manifesta sotto forma di vomito, intossicazione e spasmi.
• Ignifugo . Questa sostanza si accumula gradualmente nel corpo, dopo di che provoca avvelenamento.

Come risultato di quanto sopra, possiamo concludere che il poliuretano può essere dannoso per la salute solo se usato in modo improprio . Ciò accade spesso quando si utilizzano tipi di spray di bassa qualità, nonché in assenza di una protezione speciale durante il funzionamento.

Molti sono preoccupati per i pericoli del poliuretano, che è montato in locali residenziali. I timori degli utenti sono vani, poiché questa categoria di prodotti viene sottoposta a numerosi test di sicurezza prima di essere messa in vendita. I problemi possono sorgere solo se l'elastomero viene acquistato da un produttore che non dispone di certificati di qualità.

Confronto con altri materiali

Conoscendo le caratteristiche del poliuretano, possiamo dire che ha molti più vantaggi della gomma. Come già accennato, questo polimero lo supera in durata, estensibilità, resistenza e molte altre caratteristiche. I consumatori hanno spesso difficoltà a scegliere tra il poliuretano e altri prodotti simili, confrontandolo con loro.

• Duropolimero . Ha l'aspetto di un prodotto di plastica opaca. A sua volta, il poliuretano è come una polvere espansa ed è rivestito con un primer. Quest'ultimo è leggero ed è ottimo per lavorare con il soffitto. Inoltre, il suo assortimento è piuttosto ampio. Il duropolimero appartiene ai polimeri antivandalici, quindi l'acquirente non deve pensare al suo ripristino per un lungo periodo.
• Vinile . Questo materiale, a differenza del poliuretano, non ha lo scopo di proteggere la superficie, è più spesso utilizzato per scopi decorativi.
• Silicone . Questi materiali sono prodotti per essere utilizzati in vari tipi di lavoro. Secondo i consumatori, l'elastomero è caratterizzato da una migliore durata e resistenza. A sua volta, il silicone si distingue per il fatto che è elastico e bio-inerte.
• Polistirene espanso . La differenza tra i materiali risiede principalmente nel costo, che è più alto per il poliuretano. Il polistirene espanso non conduce bene il calore, è comodo e facile da usare. Il poliuretano dura più a lungo del materiale precedente, non si deteriora sotto l'influenza di fattori ambientali negativi.
• Poliestere . Con esso, il poliuretano ha molte delle stesse proprietà. Tuttavia, in qualche modo il secondo materiale è superiore al primo in termini di qualità. Il poliuretano è più elastico, più forte e più durevole del poliestere.

Panoramica delle specie

Il poliuretano è un materiale universale trasparente ad alta efficienza energetica che sta guadagnando popolarità in tutto il mondo ogni giorno. Questo materiale ha la sua marcatura speciale. Le marche di elastomero più popolari includono SKU-PFL-100, NITs PU-5, sono caratterizzate da una durezza Shore di 85-90 unità.

Schiuma di poliuretano flessibile

È consuetudine utilizzare gomma espansa poliuretanica flessibile come ammortizzatore . Inoltre, viene utilizzato per creare biancheria da letto, rivestimenti, imballaggi e interni di automobili.

La schiuma flessibile può essere creata in qualsiasi forma. Questo tipo di poliuretano è caratterizzato da leggerezza, resistenza e comfort.

Termoplastico

Il poliuretano termoplastico è un materiale elastico e flessibile resistente all'abrasione e alle condizioni atmosferiche avverse. Viene prodotto e colorato con vari metodi. La lavorazione dell'elastomero termoplastico viene eseguita su macchine di estrusione, compressione, impatto . Questo prodotto flessibile è in grado di adattarsi a varie applicazioni come edilizia, automotive, calzature.

Applicazioni

Il poliolo poliestere è ampiamente utilizzato al giorno d'oggi. Gli elementi di rivestimento, le parti della pressa, il rullo, la ruota, il rivestimento del rullo, gli anelli di tenuta, i polsini, i tappi sono prodotti da fogli di poliuretano . In forma liquida, ha trovato la sua applicazione nel rivestimento di strutture in calcestruzzo, vagoni, portelli e tetti. Spesso, l'elastomero fa parte di prodotti sigillanti, colle, pitture e vernici.

Nell'industria pesante, le parti ammortizzanti sono realizzate con questo materiale . Nella costruzione, viene utilizzato per creare un rivestimento antiscivolo, superfici resistenti alle vibrazioni, facciate. L'industria automobilistica e del mobile è indispensabile senza elastomeri. La domanda di poliuretano si osserva nell'industria tessile. È adatto per realizzare coperture, cerniere, rivetti, solette, suole. La medicina utilizza l'elastomero per la produzione di preservativi, protesi e impianti.

in lavorazione

Al giorno d'oggi, il tema del riciclaggio del poliuretano sta diventando sempre più importante. Il problema è associato ad un aumento dell'area delle discariche, nonché ad un aumento del costo della loro rimozione. Negli ultimi anni si è osservato lo sviluppo delle ultime tecnologie per la lavorazione degli elastomeri e sempre più attenzione è rivolta a questo tema.

Ecco i principali metodi per ottenere materiali riciclati dal poliuretano

• Fisico . In questo caso, la plastica viene frantumata in una frazione fine, che viene successivamente utilizzata come riempitivo nell'edilizia.
• Rifusione . Il risultato di questo metodo è la produzione di materie prime, che vengono successivamente utilizzate per ottenere prodotti in poliuretano.
• Glicolisi ad alto calore . Usando questo metodo, i carboidrati vengono scomposti.
• Chimico . La lavorazione si basa sulla depolimerizzazione, dopo la quale dall'elastomero si formano sostanze a basso peso molecolare.
• Bruciando . Questo metodo per ottenere energia è considerato il più pericoloso di tutti i precedenti, poiché rilascia sostanze nocive nell'aria atmosferica.

Grazie all'ampia introduzione del riciclaggio, l'attuale problema dell'uso del poliuretano può essere risolto. Le proprietà di questo materiale sono diverse, praticamente non hanno confini. L'elastomero funziona perfettamente non solo in ambiente domestico, ma anche in condizioni estreme.

Nonostante si tratti di una sostanza sintetica, è sicura per l'uomo, quindi viene utilizzata nell'industria medica, edile, tessile e calzaturiera. Nonostante il costo elevato rispetto ad altri materiali, il poliuretano ripaga con la sua affidabilità e durata.