Победное шествие полиуретана

Полиуретанами являются химические соединения, в составе которых содержатся уретановые группы NHCOO. Они очень широко применяются сейчас в промышленности. Существуют несколько типов применяемых полиуретанов: полиуретаны, полиэтилены и полиамиды.

Первые полиуретаны начали разрабатываться в Германии и США в начале 30-х годов XX века. Целью их разработки являлась необходимость замены таких стратегических видов сырья, как натуральный каучук, пробковое дерево и сталь. Лаборатория известного немецкого ученого Байера в 1937 году впервые синтезировала полиуретановые эластомеры. Производство полиуретанов в промышленных масштабах началось в Германии в 1944 году. Производство полиуретана на основе сложных пилиэфиров в широких масштабах поле войны началось в США, начиная с 1957 года. В СССР исследования технологии производства полиуретановых соединений начались в 60-е годы сразу в нескольких НИИ Академии Наук СССР.

Полиуретан, благодаря множеству исследований, сейчас успешно заменяет различные виды резины, каучука, пластика и металлов. Он обладает уникальными свойствами, такими, как эластичность, прочность и высокая износостойкость. Он является великолепным конструкционным материалом, и его применение безусловно экономически более выгодно, чем использование естественных материалов.

Износостойкость полиуретана в 3 раза превышает износостойкость обычной резины. Он превосходит почто в 2.5 раза резину в прочности на растяжение (35 Мпа полиуретана и 12.7 МПА у резины). Он выдерживает при сжатии давление в 105 МПа, и может быть использован в диапазоне температур от 50 градусов ниже нуля до 80 градусов выше нуля.
Готовый термостатированный полиуретан может обладать как очень большой твердостью, так и достаточной мягкостью. Степень твердости у полиуретана можно определять по шкале Шора. Она может находиться в диапазоне от 40 до 98 единиц. Чем больше этот показатель, тем тверже материал. В случае с 40 единицами мы имеем мягкий, как пластилин, полиуретан, а если его твердость приближается к 100, то он становится похож на железо, но износостойкость полиуретана не изменяется в обоих случаях.

Полиуретаны не восприимчивы к действию таких агрессивных сред, как бензин и окислители.

На мировом рынке сейчас существуют три вида полиуретанов: вулкопрены, вулколланы и адипрены.

Адипрены не подвержены влиянию высоких температур и динамических нагрузок, и обладают повышенной стойкостью к абразивному износу.

Вулкопрены стойки к истиранию. Они почти не подвержены влиянию агрессивных сред, таких как кислород, озон и бензин, однако они не дают защиту от сильных щелочей и кислот.

Вулкопрены обладают стойкостью к воздействию слабых щелочей и кислот, а так же не подвержены влиянию высоких температур их резким перепадам.

Изготовление полиуретановых соединений является сложным и энергоемким технологическим процессом. Они получаются путем смешивания и термостатирования двух компонентов, полиола и изоцианита. К ним добавляют полиэфирамины. Этот процесс требует применения дорогостоящего оборудования. Технологией изготовления сырья для получения полиуретана обладают Россия, Германия, Италия и США.

Для получения полиуретана применяют несколько методов обработки сырья: экструзию, прессование, литье в открытые формы. Наиболее распространен метод литья полиуретановых эластомеров. Этот метод позволяет изготавливать как большие, так и относительно малые по размерам изделия. Например, таким способом получают шины для транспорта внутри завода. Надежность этих шин до 7 раз выше, чем у шин, получаемых из углеводородного каучука. Так же получают и листовые элементы, которые могут быть как тонкими пленками, так и массивными полиуретановыми пластинами. Путем литья изготавливают опоры, втулки, манжеты, уплотнительные кольца, покрытия для металлических валов, роликов и колес, различные детали, подверженные абразивному воздействию. Литые полиуретановые изделия широко применяются в горнодобывающей промышленности, где к таким изделиям предъявляются повышенные требования по сопротивлению к абразивному износу и повышенной температуре.

Так же полиуретановые эластомеры, получаемые литьем, применяют при создании приводных ремней конвейерных лент, ткацких станков, в уплотнительных деталях машин и станков, валов приводов в бумажной и текстильной промышленности. Они нашли широкое применение в железнодорожном транспорте, где из литых полиуретановых эластомеров изготавливают детали уплотнений для гидравлических устройств, масляных и пневматических амортизаторов. В автомобилестроении полиуретановые соединения применяют при изготовлении подшипников скольжения в рулевом механизме, а так же в некоторых элементах передней подвески, вкладышах рулевой тяги, самосмазывающихся уплотнениях, топливостойких клапанах и различных маслостойких деталях. Для обувной промышленности разработан специальный обувной полиуретан. Он представляет собой гладкие и рифленые пластины, которые применяются для изготовления подошв и каблуков. Полиуретановые изделия могут быть как однородные по окраске, так и разноцветные.

На рынке России сейчас можно встретить разнообразные полиуретановые материалы, которые не обладают всеми качествами настоящего полиуретана, так как такие изделия производятся из дешевого сырья. Хороший полиуретан является достаточно дорогим материалом, и в отличие от таких полиуретановых композиций служит намного дольше, не теряя своих физических качеств. Цена в этом случае на настоящие полиуретановые детали оправдывается более высоким качеством, так что лучше не пытаться на них экономить.