פוליאוריטן (34 תמונות): מהו החומר הזה? פוליאוריטן תרמופלסטי וגמיש, מאפיינים וצפיפות, נקודת התכה ומאפיינים אחרים, ייצור

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-18 12:12

על פוליאוריטן נשמע לראשונה בשנת 1937. חומר זה סונתז על ידי אוטו באייר מדיסוסיאנט ופוליאסטר בצורה נוזלית. לחומר היו הרבה יתרונות על פני פלסטיק, שבאותו הזמן היה די מבוקש.

מהו החומר הזה?

פוליאוריטן הוא חומר ייחודי בעל אפשרויות בלתי מוגבלות ואפשרויות שימוש כמעט בלתי מוגבלות. הפולימר מכיל 2 סוגים של חומרי גלם, כלומר: פוליולים ואיזוציאנטים . ייצורו של האחרון מבוסס על זיקוק נפט. על ידי ערבוב אלמנטים נוזליים מתקבלים קומפוזיציות תגובתיות. תכונות הפוליאוריטן תלויות ישירות במרכיבים מהם הוא עשוי, כמו גם ביחס בין זרזים, סוכני ניפוח, מייצבים ועוד.

פוליאוריטן נראה כמו סיב פולימרי בעל מבנה נקבובי. הוא נחשב לאלסטומר רב תכליתי, אך יש לו יתרונות וחסרונות.

היתרונות של פוליאוריטן כוללים את המאפיינים הבאים:

• חוזק מכני גבוה;
• קבוע דיאלקטרי;
• שחיקה לקויה;
• גמישות טובה;
• היכולת לשמור על צורה לאחר עיוותים חוזרים;
• התנגדות ללבוש;
• חיי שירות ארוכים;
• עמידות בפני חומצות, שמנים, ממסים;
• אי רגישות להשפעת מיקרואורגניזמים;
• טווח טמפרטורות הפעלה גדול;
• עמידות לטמפרטורות נמוכות;
• היכולת לעבוד תחת לחץ גבוה.

חומר זה אינו מזדקן, הוא מתאים לעיבודים מסוגים שונים. בנוסף, מוצרי הפוליאוריטן קלים ולכן קלים להובלה ולהתקנה. לאלסטומר זה יש את היכולת להקציף, ולכן כל מיני מוצרים נקבוביים עשויים ממנו.

למרות היתרונות הרבים, לפוליאוריטן יש כמה חסרונות:

• לא יציב לעומסי פיתול;
• גמישותו וחוזקו של החומר תלויים ישירות במשטר הטמפרטורה של הסביבה;
• מורכבות העיבוד לחומרי גלם משניים.

סוג זה של אלסטומר מתייחס לחומרים הניתנים בקלות לכל סוגי העיבוד. מיושמות עליו שיטות עיצוב שונות.

• שִׁחוּל . שיטה זו לייצור פוליאוריטן כרוכה באילוץ החומר בצורה מותכת דרך החור היוצר של המכבש.
• יְצִיקָה . בהשפעת הלחץ, המסה המותכת מוזרקת לתבנית מיוחדת, ולאחר מכן היא מקוררת.

השוואה עם גומי

למרות העובדה כי גומי ופוליאוריטן דומים למדי, אלסטומר סינתטי עולה על חומר טבעי במאפייני האיכות שלו. שלא כמו גומי, לסיבי פולימר חוזק ועמידות גבוהה יותר בפני שחיקה . מסיבה זו, גומי משמש פחות מפוליאוריטן בתעשיות רבות. הגורם העיקרי המשפיע על עמידות החומר הוא הבלאי השוחק שלו, הרגישות להשפעה של סביבה אגרסיבית. כאשר משווים על פי קריטריון זה, ניתן להסיק כי פוליאוריטן עמיד פי 10 בפני שחיקה.

על פי הערכת ההתנגדות לסביבות שונות, הפולימר נחשב גם טוב יותר מגומי . זה יכול לסבול את ההשפעות של ממסים וכימיקלים רעילים. בין היתר, לגומי הטבעי חוזק מתיחה נמוך פי 1.5-3 מזה של אלסטומר.החומר הסינתטי מסוגל לשחזר את צורתו במהירות ללא עיוות במקרה של עומס גבוה. גומי, בתורו, עדיף על אלסטומר רק במחיר, שהוא נמוך בהרבה מזה של סינתטיים.

עם זאת, לדברי מומחים, על מנת להימנע מהצורך לשלם פעמיים בעתיד, עדיף לקנות חומר איכותי ויקר.

מאפיינים ונכסים

מכיוון שהפוליאוריטן מבוסס על פוליול ואיזוציאנט, הוא שייך לקבוצת הפוליאולים הפוליאסטריים. בשל העובדה שסוג זה הוא אלסטומר, הוא מאופיין בהרחבה טובה וביכולת לחזור לצורותיו המקוריות. תוספים שונים יכולים לתת תכונות ייחודיות לפוליול, שיכול לשנות את אינדיקטורים של גמישות, רכות, קשיות, עמידות.

פוליאוריטן מיוצר במספר מצבים:

• בנוזל צמיג;
• ב רך;
• מוצק.

ללא קשר לצורה, האלסטומר אינו משנה את המאפיינים הטכניים שלו בהשפעת גורמים סביבתיים מכניים וכימיים. חומר זה עמיד גם בפני קרינת UV, פטריות ועובש.

המאפיינים הטכניים של פוליאוריטן מאפשרים להשתמש בו באזורים ביתיים ותעשייתיים רבים. בואו נפרט את המאפיינים העיקריים של פוליאסטר פוליאול.

• צְפִיפוּת . המחוון תלוי בסוג החומר, בדרך כלל הוא נע בין 30 ל 300 ק"ג / מ"ק.
• קַשִׁיוּת . בסולם החוף הוא יכול לנוע בין 50 ל -98 יחידות. אינדיקטורים אלה מאפשרים להשתמש באלסטומר בעומסים גבוהים.
• טווח טמפרטורות משמעותי . ניתן להפעיל את החומר בטמפרטורות שבין -60 ל- +80 מעלות צלזיוס. עם אינדיקטור של 120-140 מעלות, ניתן להשתמש בו לזמן קצר. לפוליאוריטן יש נקודת התכה גבוהה - לפחות 160 מעלות צלזיוס. אם חומרים אלה מחוממים ל -220 מעלות, אז הם יתחילו להתפרק.
• מקדם מוליכות תרמית - 0, 028 W / (m * K) .
• לפוליול זה אין מוליכות חשמלית .
• מִשׁקָל . משקל החומר מעט מאוד.
• עמידות לאוזון . פוליאוריטן אינו מתכלה תחת השפעת האוזון, בניגוד לגומי.
• עמידות בפני סביבות תוקפניות .
• דְלִיקוּת . על פי GOST 12.1.044, החומר מסווג כבלתי דליק, ולכן הוא משמש בתעשיות רבות.
• ידידותיות לסביבה . פוליאוריטן מסווג כחומר בטוח, ולכן הוא משמש לעתים קרובות בחיי היומיום.

האם פוליאוריטן מזיק?

בשל המאפיינים החוסכים באנרגיה, פוליאוריטן מסווג כחומר בטוח. עם זאת, כאשר מעריכים את הידידות הסביבתית שלו, כדאי לקחת בחשבון את האפשרות של פגיעה באלסטומר הזה במצב הנוזלי והמוצק. כפי שהראה בפועל, בצורה יבשה, פוליול זה אינו פולט חומרים מזיקים . אדים מסוכנים אפשריים רק אם מטפלים בחומר בצורה לא נכונה.

אם כל אמצעי הבטיחות נצפים בחלק הנוזלי, פוליאוריטן לא יהווה סכנה לאנשים ובעלי חיים.

עם זאת, הפרה של טכנולוגיית הייצור עלולה לגרום לשחרור האדים הרעילים הבאים

• איזוציאניאטים … חומרים אלה הם חלק מצבע ולכה, מוצרי קצף. נוכחותם יכולה לגרום לאסטמה בהעדר הגנה מיוחדת.
• זרזי אמין, הגורמים לרגישות מוגברת, עצבנות, ראייה מטושטשת . בשאיפה רציפה חומרים אלה גורמים לכיבים, לגירוי של הריריות, לכוויות בפה, בגרון ובוושט.
• פוליול . הוא מסוגל להביע את השפעתו הרעילה רק במגע ישיר עם אורגניזם חי, כלומר בעת בליעה. הרעלת פוליול מתבטאת בצורה של הקאות, שיכרון והתכווצויות.
• חסין אש . חומר זה מצטבר בהדרגה בגוף, ולאחר מכן הוא גורם להרעלה.

כתוצאה מהאמור לעיל, אנו יכולים להסיק כי פוליאוריטן יכול להזיק לבריאות רק אם משתמשים בו בצורה לא נכונה . זה קורה לעתים קרובות בעת שימוש בסוגי ריסוס באיכות נמוכה, כמו גם בהעדר הגנה מיוחדת במהלך הפעולה.

רבים מודאגים מהסכנות של פוליאוריטן, המותקן במגורים. החששות של משתמשים הם לשווא, שכן קטגוריית סחורות זו עוברת הרבה בדיקות בטיחות לפני שיוצאים למכירה. בעיות יכולות להתעורר רק אם האלסומר נרכש מיצרן שאין לו תעודות איכות.

השוואה עם חומרים אחרים

בידיעה על המאפיינים של פוליאוריטן, אנו יכולים לומר שיש לו הרבה יותר יתרונות מגומי. כפי שכבר צוין, פולימר זה עולה עליו עמידות, הרחבה, חוזק ומאפיינים רבים אחרים. הצרכנים מתקשים לעתים קרובות לבחור בין פוליאוריטן למוצרים דומים אחרים, ולהשוות אותם אליהם.

• דורופולימר . בעל מראה של מוצר פלסטיק מאט. בתורו, הפוליאוריטן דומה לאבקה מוקצפת ומצופה בפריימר. האחרון קל משקל והוא נהדר לעבודה עם התקרה. בנוסף, מבחרו רחב למדי. Duropolymer שייך לפולימרים נגד ונדלים, כך שהקונה לא צריך לחשוב על שיקומו במשך תקופה ארוכה.
• ויניל . חומר זה, בניגוד לפוליאוריטן, אינו מיועד להגן על המשטח, הוא משמש לעתים קרובות יותר למטרות דקורטיביות.
• סיליקון . חומרים אלה מיוצרים לשימוש בסוגים שונים של עבודות. לדברי הצרכנים, האלסטומר מאופיין בעמידות וחוזק טובים יותר. בתורו, סיליקון נבדל על ידי העובדה שהוא אלסטי וביו אינרטי.
• פוליסטירן מורחב . ההבדל בין החומרים טמון בעיקר בעלות הגבוהה יותר לפוליאוריטן. פוליסטירן מורחב אינו מוליך חום היטב, הוא נוח וקל לשימוש. פוליאוריטן מחזיק יותר זמן מהחומר הקודם, אינו מתדרדר בהשפעת גורמים סביבתיים שליליים.
• פּוֹלִיאֶסטֶר . עם זה, לפוליאוריטן יש הרבה מאותן התכונות. עם זאת, באופן כלשהו החומר השני עדיף על הראשון באיכותו. פוליאוריטן אלסטי יותר, חזק ועמיד יותר מפוליאסטר.

סקירת מינים

פוליאוריטן הוא חומר אוניברסלי שקוף ויעיל באנרגיה שצובר פופולריות ברחבי העולם מדי יום. לחומר זה סימון מיוחד משלו. המותגים הפופולריים ביותר של אלסטומר כוללים SKU-PFL-100, NITs PU-5, הם מאופיינים בקשיחות החוף של 85-90 יחידות.

קצף פוליאוריטן גמיש

נהוג להשתמש בגומי קצף פוליאוריטן גמיש כבולם זעזועים . בנוסף, הוא משמש ליצירת מצעים, בטנה, אריזה ופנימי רכב.

ניתן ליצור קצף גמיש בכל צורה שהיא. פוליאוריטן מסוג זה מתאפיין בקלילות, חוזק ונוחות.

תרמופלסטי

פוליאוריטן תרמופלסטי הוא חומר גמיש וגמיש העמיד בפני שחיקה ותנאי מזג אוויר קשים. הוא מיוצר וצבוע בשיטות שונות. עיבוד אלסטומר תרמופלסטי מתבצע על מכונות שחול, דחיסה, השפעה . מוצר גמיש זה מסוגל להסתגל ליישומים שונים כגון בנייה, רכב, הנעלה.

יישומים

פוליאסטר פוליאול נמצא בשימוש נרחב כיום. פריטי בטנה, חלקי עיתונות, גליל, גלגל, ציפוי גלילה, טבעות איטום, חפתים, תקעים מיוצרים מיריעות פוליאוריטן . בצורה נוזלית, הוא מצא את יישומו בציפוי של מבני בטון, קרונות, פתחים וגגות. לעתים קרובות, האלסטומר הוא חלק מחומרי איטום, דבק, צבע ולכה.

בתעשייה הכבדה, חלקים בולמי זעזועים עשויים מחומר זה . בבנייה, הוא משמש ליצירת ציפוי נגד החלקה, משטחים עמידים בפני רעידות, חזיתות. תעשיות הרכב והרהיטים הן הכרחיות ללא אלסטומר.הביקוש לפוליאוריטן נצפה בתעשיית הטקסטיל. הוא מתאים לייצור כיסויים, רוכסנים, מסמרות, מדרסים, סוליות. הרפואה משתמשת באלסטומר לייצור קונדומים, תותבות ושתלים.

מעבד

כיום, נושא מיחזור הפוליאוריטן הופך להיות יותר ויותר חשוב. הבעיה קשורה לגידול בשטח המזבלות, כמו גם בעלייה בסילוקן. בשנים האחרונות נצפתה פיתוח הטכנולוגיות העדכניות ביותר לעיבוד אלסטומרים ויותר ויותר תשומת לב מוקדשת לנושא זה.

להלן השיטות העיקריות להשגת חומרים ממוחזרים מפוליאוריטן

• גוּפָנִי . במקרה זה, הפלסטיק נמחץ לשבר עדין, המשמש לאחר מכן כמילוי בבנייה.
• המסה מחדש . התוצאה של שיטה זו היא ייצור חומרי גלם, המשמשים לאחר מכן להשגת מוצרי פוליאוריטן.
• גליקוליזה בחום גבוה . באמצעות שיטה זו, הפחמימות מתפרקות.
• כִּימִי . העיבוד מבוסס על דפולימריזציה, ולאחר מכן נוצרים מהאלסטומר חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך.
• שריפה . שיטה זו להשגת אנרגיה נחשבת למסוכנת מכל האמור לעיל, מכיוון שהיא משחררת חומרים מזיקים לאוויר האטמוספרי.

הודות למבוא המקיף של מיחזור, ניתן לפתור את הבעיה הנוכחית של השימוש בפוליאוריטן. המאפיינים של חומר זה הם מגוונים, למעשה אין להם גבולות. האלסומר מתפקד בצורה מושלמת לא רק בסביבה ביתית, אלא גם בתנאים קיצוניים.

למרות שמדובר בחומר סינתטי, הוא בטוח לבני אדם, ולכן הוא משמש בתעשיות הרפואה, הבנייה, הטקסטיל וההנעלה. למרות העלות הגבוהה בהשוואה לחומרים אחרים, הפוליאוריטן משתלם עם האמינות והעמידות שלו.