Polyurethane (34 ảnh): Vật Liệu Này Là Gì? Nhựa Nhiệt Dẻo Và Polyurethane Linh Hoạt, đặc điểm Và Mật độ, điểm Nóng Chảy Và Các đặc Tính Khác, Sản Xuất

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-18 12:28

Polyurethane lần đầu tiên được nghe đến vào năm 1937. Chất liệu này được Otto Bayer tổng hợp từ diisocyanate và polyester ở dạng lỏng. Chất này có rất nhiều ưu điểm hơn nhựa, mà tại thời điểm đó, nhu cầu khá cao.

Vật liệu này là gì?

Polyurethane là một loại vật liệu độc đáo có khả năng và triển vọng sử dụng gần như không giới hạn. Polyme chứa 2 loại nguyên liệu thô, đó là: polyols và isocyanates . Việc sản xuất sau này dựa trên lọc dầu. Bằng cách trộn các phần tử lỏng, thu được các chế phẩm phản ứng. Các đặc tính của polyurethane phụ thuộc trực tiếp vào các thành phần mà nó được tạo ra, cũng như tỷ lệ chất xúc tác, chất thổi, chất ổn định và nhiều hơn nữa.

Polyurethane trông giống như một sợi polyme có cấu trúc xốp. Nó được coi là một chất đàn hồi đa năng, nhưng nó có cả ưu điểm và nhược điểm.

Những ưu điểm của polyurethane bao gồm các đặc điểm sau:

• độ bền cơ học cao;
• hằng số điện môi;
• mài mòn kém;
• độ đàn hồi tốt;
• khả năng duy trì hình dạng sau nhiều lần biến dạng;
• hao mòn điện trở;
• tuổi thọ lâu dài;
• khả năng chống lại axit, dầu, dung môi;
• không nhạy cảm với ảnh hưởng của vi sinh vật;
• phạm vi nhiệt độ hoạt động lớn;
• khả năng chống lại nhiệt độ thấp;
• khả năng làm việc dưới áp lực cao.

Vật liệu này không bị lão hóa, nó phù hợp với nhiều loại hình gia công khác nhau. Ngoài ra, các sản phẩm polyurethane có trọng lượng nhẹ nên dễ vận chuyển và lắp đặt. Chất đàn hồi này có khả năng tạo bọt, vì vậy tất cả các loại sản phẩm xốp đều được làm từ nó.

Mặc dù có nhiều ưu điểm, polyurethane có một số nhược điểm:

• không ổn định với tải trọng xoắn;
• độ đàn hồi và độ bền của vật liệu phụ thuộc trực tiếp vào chế độ nhiệt độ của môi trường;
• sự phức tạp của quá trình chế biến thành nguyên liệu thô thứ cấp.

Loại chất đàn hồi này đề cập đến các vật liệu có thể dễ dàng phù hợp với tất cả các loại chế biến. Nhiều phương pháp tạo hình khác nhau được áp dụng cho nó.

• Phun ra . Phương pháp sản xuất polyurethane này liên quan đến việc ép vật liệu ở dạng nóng chảy qua lỗ tạo hình của máy đùn.
• Vật đúc . Dưới tác động của áp suất, khối lượng nóng chảy được bơm vào một khuôn đặc biệt, sau đó nó được làm lạnh.

So sánh với cao su

Mặc dù thực tế là cao su và polyurethane khá giống nhau, chất đàn hồi tổng hợp vượt trội hơn vật liệu tự nhiên về đặc tính chất lượng. Không giống như cao su, sợi polyme có độ bền và khả năng chống mài mòn cao hơn . Vì lý do này, cao su được sử dụng ít hơn polyurethane trong nhiều ngành công nghiệp. Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ bền của vật liệu là mài mòn, dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường xâm thực. Khi so sánh theo tiêu chí này, có thể kết luận rằng polyurethane có khả năng chống mài mòn cao gấp 10 lần.

Theo đánh giá về khả năng chống chịu với các môi trường khác nhau thì polyme cũng được đánh giá là tốt hơn cao su . Nó có thể chịu được tác động của dung môi và hóa chất độc hại. Trong số những thứ khác, cao su tự nhiên có độ bền kéo thấp hơn 1,5-3 lần so với chất đàn hồi. Vật liệu tổng hợp có thể nhanh chóng phục hồi hình dạng mà không bị biến dạng trong trường hợp tải trọng cao. Ngược lại, cao su chỉ vượt trội hơn chất đàn hồi về chi phí, thấp hơn nhiều so với chất tổng hợp.

Tuy nhiên, theo các chuyên gia, để tránh phải trả tiền gấp đôi trong tương lai, tốt hơn hết bạn nên mua chất liệu cao cấp và đắt tiền.

Đặc điểm và tính chất

Vì polyurethane dựa trên polyol và isocyanate nên nó thuộc nhóm polyols polyester. Do thực tế là loại này là một chất đàn hồi, nó được đặc trưng bởi khả năng kéo dài tốt và khả năng trở lại dạng ban đầu. Các chất phụ gia khác nhau có thể tạo ra các đặc tính độc đáo cho polyol, có thể thay đổi các chỉ số về độ đàn hồi, độ mềm, độ cứng, sức đề kháng.

Polyurethane được sản xuất ở một số trạng thái:

• ở dạng chất lỏng nhớt;
• trong mềm;
• ở dạng rắn.

Bất kể hình dạng nào, chất đàn hồi không thay đổi các đặc tính kỹ thuật của nó dưới tác động của các yếu tố môi trường cơ học và hóa học. Vật liệu này cũng có khả năng chống bức xạ tia cực tím, nấm và mốc.

Các tính năng kỹ thuật của polyurethane cho phép nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực gia dụng và công nghiệp. Hãy liệt kê các đặc điểm chính của polyol polyester.

• Tỉ trọng . Chỉ số phụ thuộc vào loại vật liệu, thường dao động từ 30 đến 300 kg / m3.
• Độ cứng . Trên quy mô Shore, nó có thể dao động từ 50 đến 98 đơn vị. Các chỉ số này cho phép chất đàn hồi được sử dụng ở tải trọng cao.
• Phạm vi nhiệt độ đáng kể . Vật liệu có thể hoạt động ở nhiệt độ từ -60 đến +80 độ C. Với chỉ số 120-140 độ, nó có thể được sử dụng trong thời gian ngắn. Polyurethanes có nhiệt độ nóng chảy cao - ít nhất là 160 độ C. Nếu những vật liệu này được nung nóng đến 220 độ, thì chúng sẽ bắt đầu bị phân hủy.
• Hệ số dẫn nhiệt - 0, 028 W / (m * K) .
• Polyol này không có tính dẫn điện .
• Cân nặng . Vật liệu nặng rất ít.
• Kháng ôzôn . Polyurethane không bị phân hủy dưới tác động của ozone, không giống như cao su.
• Khả năng chống chọi với môi trường xâm thực .
• Tính dễ cháy . Theo GOST 12.1.044, vật liệu này được phân loại là không cháy, do đó nó được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.
• Thân thiện với môi trường . Polyurethane được xếp vào loại vật liệu an toàn nên thường được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Polyurethane có hại không?

Do đặc tính tiết kiệm năng lượng, polyurethane được xếp vào loại vật liệu an toàn. Tuy nhiên, khi đánh giá tính thân thiện với môi trường của nó, cần tính đến khả năng gây hại cho chất đàn hồi này ở trạng thái lỏng và rắn. Như thực tế đã chỉ ra, ở dạng khô, polyol này không phát ra các chất độc hại . Hơi độc hại chỉ có thể xảy ra nếu vật liệu được xử lý không đúng cách.

Nếu tất cả các biện pháp an toàn được tuân thủ trong phần chất lỏng, polyurethane sẽ không gây nguy hiểm cho người và động vật.

Tuy nhiên, vi phạm công nghệ sản xuất có thể dẫn đến việc thải ra các loại khói độc hại sau đây

• Isocyanates … Các chất này là một phần của sơn và vecni, các sản phẩm tạo bọt. Sự hiện diện của chúng có thể gây ra bệnh hen suyễn nếu không có biện pháp bảo vệ đặc biệt.
• Chất xúc tác amin, gây tăng nhạy cảm, khó chịu, mờ mắt . Khi hít phải liên tục, các chất này gây loét, kích ứng niêm mạc, bỏng miệng, họng và thực quản.
• Polyol . Anh ta có thể biểu hiện tác dụng độc hại của mình chỉ khi tiếp xúc trực tiếp với một sinh vật sống, cụ thể là khi nuốt phải. Ngộ độc polyol biểu hiện dưới dạng nôn mửa, say và co thắt.
• Chất chống cháy . Chất này tích tụ dần trong cơ thể, sau đó sẽ gây ngộ độc.

Kết quả của những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng polyurethane chỉ có thể gây hại cho sức khỏe nếu nó được sử dụng không đúng cách . Điều này thường xảy ra khi sử dụng các loại vòi xịt chất lượng thấp, cũng như không có biện pháp bảo vệ đặc biệt trong quá trình vận hành.

Nhiều người lo lắng về sự nguy hiểm của polyurethane, được gắn trong các khu dân cư. Những lo lắng của người dùng là vô ích, vì loại hàng hóa này phải trải qua rất nhiều cuộc kiểm tra độ an toàn trước khi bán ra thị trường. Vấn đề chỉ có thể phát sinh nếu chất đàn hồi được mua từ nhà sản xuất không có chứng chỉ chất lượng.

So sánh với các vật liệu khác

Biết về các đặc tính của polyurethane, chúng ta có thể nói rằng nó có nhiều ưu điểm hơn cao su. Như đã đề cập, polyme này vượt trội hơn nó ở độ bền, khả năng mở rộng, sức mạnh và nhiều đặc tính khác. Người tiêu dùng thường cảm thấy khó khăn khi lựa chọn giữa polyurethane và các sản phẩm tương tự khác, khi so sánh nó với chúng.

• Duropolymer . Có hình thức của một sản phẩm nhựa mờ. Đổi lại, polyurethane giống như một loại bột tạo bọt và được phủ một lớp sơn lót. Loại thứ hai có trọng lượng nhẹ và rất phù hợp để làm việc với trần nhà. Ngoài ra, chủng loại của nó khá rộng. Duropolymer thuộc loại polyme chống phá hoại, vì vậy người mua không phải nghĩ về việc khôi phục nó trong một thời gian dài.
• Vinyl . Vật liệu này, không giống như polyurethane, không nhằm mục đích bảo vệ bề mặt, nó thường được sử dụng cho mục đích trang trí hơn.
• Chất liệu silicon . Những vật liệu này được sản xuất để sử dụng cho nhiều loại công việc khác nhau. Theo người tiêu dùng, chất đàn hồi được đặc trưng bởi độ bền và sức mạnh tốt hơn. Đổi lại, silicone được phân biệt bởi thực tế là nó có tính đàn hồi và trơ sinh học.
• Polystyren kéo dãn được . Sự khác biệt giữa các vật liệu chủ yếu nằm ở chi phí, cao hơn đối với polyurethane. Polystyrene giãn nở không dẫn nhiệt tốt, rất tiện lợi và dễ sử dụng. Polyurethane tồn tại lâu hơn so với vật liệu trước đó, không bị biến chất dưới tác động của các yếu tố môi trường tiêu cực.
• Polyester . Với nó, polyurethane có nhiều đặc tính giống nhau. Tuy nhiên, ở một khía cạnh nào đó, vật liệu thứ hai lại vượt trội hơn vật liệu thứ nhất về chất lượng. Polyurethane đàn hồi hơn, bền hơn và bền hơn polyester.

Tổng quan về loài

Polyurethane là một vật liệu phổ thông trong suốt tiết kiệm năng lượng đang được phổ biến trên toàn thế giới mỗi ngày. Vật liệu này có dấu ấn đặc biệt của riêng nó. Các thương hiệu phổ biến nhất của chất đàn hồi bao gồm SKU-PFL-100, NITs PU-5, chúng được đặc trưng bởi độ cứng Shore 85-90 đơn vị.

Bọt polyurethane linh hoạt

Người ta thường sử dụng cao su xốp polyurethane dẻo làm bộ giảm xóc . Ngoài ra, nó được sử dụng để tạo ra giường, lớp lót, bao bì và nội thất ô tô.

Có thể tạo bọt dẻo dưới mọi hình thức. Loại polyurethane này có đặc điểm là nhẹ, bền và thoải mái.

Nhựa nhiệt dẻo

Polyurethane nhựa nhiệt dẻo là một vật liệu đàn hồi, linh hoạt, có khả năng chống mài mòn và các điều kiện thời tiết bất lợi. Nó được sản xuất và tạo màu bằng nhiều phương pháp khác nhau. Quá trình xử lý chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo được thực hiện trên máy đùn, nén, va đập . Sản phẩm linh hoạt này có thể thích ứng với các ứng dụng khác nhau như xây dựng, ô tô, giày dép.

Các ứng dụng

Polyester polyol được sử dụng rộng rãi ngày nay. Các mặt hàng lót, bộ phận ép, con lăn, bánh xe, lớp phủ con lăn, vòng đệm, vòng bít, phích cắm được sản xuất từ tấm polyurethane . Ở dạng lỏng, nó đã được ứng dụng trong việc phủ các kết cấu bê tông, toa xe, cửa sập và mái nhà. Thông thường, chất đàn hồi là một phần của chất trám, keo, sơn và các sản phẩm vecni.

Trong công nghiệp nặng, các bộ phận hấp thụ va chạm được làm từ vật liệu này . Trong xây dựng, nó được dùng để tạo lớp phủ chống trơn trượt, chống rung cho các bề mặt, mặt dựng. Ngành công nghiệp ô tô và nội thất không thể thiếu chất đàn hồi. Nhu cầu về polyurethane được quan sát thấy trong ngành dệt may. Nó thích hợp để làm bìa, khóa kéo, đinh tán, lót, đế. Y học sử dụng chất đàn hồi để sản xuất bao cao su, bộ phận giả và bộ phận cấy ghép.

Xử lý

Ngày nay, vấn đề tái chế polyurethane ngày càng trở nên quan trọng. Vấn đề liên quan đến sự gia tăng diện tích các bãi chôn lấp, cũng như tăng chi phí cho việc loại bỏ chúng. Trong những năm gần đây, sự phát triển của các công nghệ mới nhất để xử lý chất đàn hồi đã được quan sát và ngày càng chú ý nhiều hơn đến vấn đề này.

Dưới đây là các phương pháp chính để thu được vật liệu tái chế từ polyurethane

• Thể lực . Trong trường hợp này, nhựa được nghiền thành phần mịn, sau đó được sử dụng làm chất độn trong xây dựng.
• Nấu chảy lại . Kết quả của phương pháp này là sản xuất các nguyên liệu thô, sau đó được sử dụng để thu được các sản phẩm polyurethane.
• Nhiệt phân cao . Sử dụng phương pháp này, carbohydrate được chia nhỏ.
• Hóa chất . Quá trình xử lý dựa trên quá trình khử trùng hợp, sau đó các chất có trọng lượng phân tử thấp được hình thành từ chất đàn hồi.
• Đốt cháy . Phương pháp thu năng lượng này được coi là nguy hiểm nhất trong số các phương pháp trên, vì nó giải phóng các chất độc hại vào không khí.

Nhờ sự ra đời rộng rãi của tái chế, vấn đề hiện tại của việc sử dụng polyurethane có thể được giải quyết. Các thuộc tính của vật liệu này rất đa dạng, chúng thực tế không có ranh giới. Chất đàn hồi hoạt động hoàn hảo không chỉ trong môi trường trong nước mà còn trong điều kiện khắc nghiệt.

Mặc dù thực tế đây là một chất tổng hợp, nó an toàn cho con người, do đó nó được sử dụng trong y tế, xây dựng, dệt may và các ngành công nghiệp da giày. Mặc dù chi phí cao so với các vật liệu khác, polyurethane được đền đáp bằng độ tin cậy và độ bền của nó.