Co je to polyuretan a kde se používá?

O polyuretanu bylo poprvé slyšet v roce 1937. Tento materiál syntetizoval Otto Bayer z diisokyanátu a polyesteru v kapalné formě. Látka měla spoustu výhod oproti plastu, který byl v té době docela žádaný.

Polyuretan je unikátní druh materiálu, který má téměř neomezené možnosti a perspektivy využití. Polymer obsahuje 2 druhy surovin, a to: polyoly a isokyanáty. Výroba posledně jmenovaných je založena na rafinaci ropy. Smícháním kapalných prvků se získají reaktivní kompozice. Vlastnosti polyuretanu přímo závisí na složkách, ze kterých je vyroben, a také na poměru katalyzátorů, nadouvadel, stabilizátorů a mnoha dalších.

Mezi výhody polyuretanu patří následující vlastnosti:

• vysoká mechanická pevnost;
• dielektrická konstanta;
• špatná abraze;
• dobrá elasticita;
• schopnost udržet tvar po opakovaných deformacích;
• odolnost proti opotřebení;
• dlouhá životnost;
• odolnost vůči kyselinám, olejům, rozpouštědlům;
• necitlivost k vlivu mikroorganismů;
• velký rozsah provozních teplot;
• odolnost vůči nízkým teplotám;
• schopnost pracovat pod vysokým tlakem.

Tento materiál nestárne, hodí se k různým druhům obrábění. Polyuretanové výrobky jsou navíc lehké, a proto se snadno přepravují a instalují. Tento elastomer má schopnost pěny, takže se z něj vyrábějí všechny druhy porézních produktů.

Navzdory mnoha výhodám má polyuretan některé nevýhody:

• nestabilní vůči torznímu zatížení;
• elasticita a pevnost materiálu přímo závisí na teplotním režimu prostředí;
• složitost zpracování na druhotné suroviny.

Tento typ elastomeru se týká materiálů, které jsou snadno přístupné všem druhům zpracování. Uplatňují se na ní různé způsoby tvarování.

• Vytlačování. Tento způsob získávání polyuretanu zahrnuje protlačování materiálu v roztavené formě formovacím otvorem extrudéru.
• Casting. Pod vlivem tlaku se roztavená hmota vstřikuje do speciální formy, poté se ochladí.

Navzdory skutečnosti, že pryž a polyuretan jsou velmi podobné, syntetický elastomer předčí přírodní materiál v kvalitativních charakteristikách. Na rozdíl od pryže mají polymerová vlákna vyšší pevnost a odolnost proti opotřebení. Z tohoto důvodu se pryž v mnoha průmyslových odvětvích používá méně než polyuretan. Hlavním faktorem ovlivňujícím životnost materiálu je jeho abrazivní opotřebení, náchylnost k vlivu agresivního prostředí. Při porovnání podle tohoto kritéria lze usoudit, že polyuretan je 10x odolnější vůči oděru.

Podle posouzení odolnosti vůči různým prostředím je polymer také považován za lepší než pryž. Dokáže tolerovat účinky rozpouštědel a toxických chemikálií.Přírodní kaučuk má mimo jiné pevnost v tahu 1,5-3krát nižší než elastomer. Syntetický materiál je schopen rychle obnovit svůj tvar bez deformace v případě vysokého zatížení. Guma je zase lepší než elastomer pouze v ceně, která je mnohem nižší než u syntetiky.

Protože je polyuretan na bázi polyolu a isokyanátu, patří do skupiny polyesterpolyolů. Vzhledem k tomu, že tento typ je elastomer, vyznačuje se dobrou roztažností a schopností návratu do původních forem. Různé přísady mohou polyolu propůjčit jedinečné vlastnosti, které mohou změnit ukazatele elasticity, měkkosti, tvrdosti a odolnosti.

Polyuretan se vyrábí v několika skupenstvích:

• ve viskózní kapalině;
• v měkkém;
• v pevném stavu.

Bez ohledu na tvar nemění elastomer své technické vlastnosti pod vlivem mechanických a chemických faktorů prostředí. Tento materiál je také odolný vůči UV záření, houbám a plísním.

Technické vlastnosti polyuretanu umožňují jeho použití v mnoha domácnostech a průmyslových oblastech. Uveďme hlavní charakteristiky polyesterového polyolu.

• Hustota. Ukazatel závisí na druhu materiálu, obvykle se pohybuje od 30 do 300 kg / m3.
• Tvrdost. Na stupnici Shore se může pohybovat od 50 do 98 jednotek. Tyto indikátory umožňují použití elastomeru při vysokém zatížení.
• Značný teplotní rozsah. Materiál lze provozovat při teplotách od -60 do +80 stupňů Celsia. S indikátorem 120-140 stupňů lze krátkodobě používat. Polyuretany mají vysoký bod tání – minimálně 160 stupňů Celsia. Pokud se tyto materiály zahřejí na 220 stupňů, začnou se rozkládat.
• Součinitel tepelné vodivosti - 0, 028 W / (m * K).
• Tento polyol nemá žádnou elektrickou vodivost.
• Hmotnost. Materiál váží velmi málo.
• Odolnost vůči ozónu. Polyuretan vlivem ozónu na rozdíl od pryže nedegraduje.
• Odolnost vůči agresivnímu prostředí.
• Hořlavost. Podle GOST 12.1.044 je materiál klasifikován jako nehořlavý, proto se používá v mnoha průmyslových odvětvích.
• Šetrnost k životnímu prostředí. Polyuretan je klasifikován jako bezpečný materiál, takže se často používá v každodenním životě.

Díky svým energeticky úsporným vlastnostem je polyuretan klasifikován jako bezpečný materiál. Při posuzování jeho šetrnosti k životnímu prostředí je však vhodné vzít v úvahu možnost poškození tohoto elastomeru v kapalném a pevném stavu. Jak ukázala praxe, v suché formě tento polyol neuvolňuje škodlivé látky. Nebezpečné výpary jsou možné pouze při nesprávné manipulaci s materiálem.

Porušení výrobní technologie však může vést k uvolňování následujících toxických výparů.

• izokyanáty... Tyto látky jsou součástí barev a laků, pěnových výrobků. Jejich přítomnost může při absenci speciální ochrany způsobit astma.
• Aminové katalyzátory, které způsobují přecitlivělost, podrážděnost, rozmazané vidění. Při nepřetržitém vdechování způsobují tyto látky vředy, podráždění sliznic, poleptání úst, krku a jícnu.
• Polyol. Svůj toxický účinek je schopen projevit pouze při přímém kontaktu s živým organismem, a to při polykání. Otrava polyolem se projevuje ve formě zvracení, intoxikace a křečí.
• Zpomalovač ohně. Tato látka se postupně hromadí v těle, načež způsobuje otravu.

V důsledku výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že polyuretan může být zdraví škodlivý pouze při nesprávném použití. To se často stává při použití nekvalitních typů sprejů a také při absenci speciální ochrany během provozu.

Mnozí se obávají nebezpečí polyuretanu, který je namontován v obytných prostorách. Obavy uživatelů jsou marné, protože tato kategorie zboží prochází před uvedením do prodeje mnoha bezpečnostními testy. Problémy mohou nastat pouze v případě, že je elastomer zakoupen od výrobce, který nemá certifikáty kvality.

Když víme o vlastnostech polyuretanu, můžeme říci, že má mnohem více výhod než pryž. Jak již bylo zmíněno, tento polymer jej předčí v odolnosti, roztažnosti, pevnosti a mnoha dalších charakteristikách. Pro spotřebitele je často obtížné vybrat si mezi polyuretanem a jinými podobnými výrobky, když je s nimi srovnávají.

• Duropolymer. Má vzhled matného plastového produktu. Na druhé straně je polyuretan jako pěnový prášek a je potažen základním nátěrem. Ten je lehký a je skvělý pro práci se stropem. Jeho sortiment je navíc poměrně široký. Duropolymer patří k antivandalovým polymerům, takže kupující nemusí dlouho přemýšlet o jeho obnově.
• Vinyl. Tento materiál na rozdíl od polyuretanu není určen k ochraně povrchu, častěji se používá k dekorativním účelům.
• Silikon. Tyto materiály jsou vyráběny pro použití v různých typech prací. Podle spotřebitelů se elastomer vyznačuje lepší trvanlivostí a pevností. Silikon se zase vyznačuje tím, že je elastický a bioinertní.
• Expandovaný polystyren. Rozdíl mezi materiály spočívá především v ceně, která je u polyuretanu vyšší. Expandovaný polystyren špatně vede teplo, je pohodlný a snadno se používá. Polyuretan vydrží déle než předchozí materiál, nezhoršuje se pod vlivem negativních faktorů prostředí.
• Polyester. S ním má polyuretan mnoho stejných vlastností. V určitém ohledu je však druhý materiál kvalitou lepší než první. Polyuretan je elastičtější, pevnější a odolnější než polyester.

Polyuretan je transparentní energeticky účinný univerzální materiál, který si každým dnem získává oblibu po celém světě. Tento materiál má své speciální označení. Mezi nejoblíbenější značky elastomerů patří SKU-PFL-100, NITs PU-5, vyznačují se tvrdostí Shore 85-90 jednotek.

Jako tlumič nárazů je obvyklé používat pružnou polyuretanovou pěnovou pryž. Kromě toho se používá k vytvoření lůžkovin, obložení, obalů a automobilových interiérů.

Termoplastický polyuretan je elastický, pružný materiál odolný proti oděru a nepříznivým povětrnostním vlivům. Vyrábí se a barví různými způsoby. Zpracování termoplastických elastomerů se provádí na vytlačovacích, lisovacích, rázových strojích. Tento flexibilní produkt je schopen se přizpůsobit různým aplikacím jako je stavebnictví, automobilový průmysl, obuv.

Polyesterpolyol je v dnešní době široce používán. Z polyuretanových plechů se vyrábí výstelkové prvky, lisovací díly, válec, kolečko, válečkový nátěr, těsnící kroužky, manžety, zátky. V kapalné formě našel uplatnění při nátěrech betonových konstrukcí, vagonů, poklopů a střech. Často je elastomer součástí tmelu, lepidla, barvy a laku.

V těžkém průmyslu se z tohoto materiálu vyrábí díly tlumící nárazy. Ve stavebnictví se používá k vytvoření protiskluzového nátěru, povrchů odolných proti vibracím, fasád. Automobilový a nábytkářský průmysl jsou bez elastomeru nepostradatelné. Poptávka po polyuretanu je pozorována v textilním průmyslu. Je vhodný na výrobu potahů, zipů, nýtů, vložek, podrážek. Medicína používá elastomer k výrobě kondomů, protéz a implantátů.

V dnešní době je otázka recyklace polyuretanu stále důležitější. Problém je spojen s nárůstem plochy skládek a také zvýšením nákladů na jejich odstranění. V posledních letech je sledován vývoj nejnovějších technologií zpracování elastomerů a této problematice je věnována stále větší pozornost.

Zde jsou hlavní metody získávání recyklovaných materiálů z polyuretanu.

• Fyzický. V tomto případě se plast drtí na jemnou frakci, která se následně používá jako plnivo ve stavebnictví.
• Přetavování. Výsledkem této metody je výroba surovin, ze kterých se následně získávají polyuretanové produkty.
• Vysokoteplotní glykolýza. Pomocí této metody se sacharidy štěpí.
• Chemikálie. Zpracování je založeno na depolymerizaci, po které z elastomeru vznikají látky s nízkou molekulovou hmotností.
• Hořící. Tento způsob získávání energie je považován za nejnebezpečnější ze všech výše uvedených, protože uvolňuje škodlivé látky do atmosférického vzduchu.

Díky rozsáhlému zavedení recyklace lze vyřešit současný problém používání polyuretanu. Vlastnosti tohoto materiálu jsou různorodé, prakticky nemají žádné hranice. Elastomer funguje perfektně nejen v domácím prostředí, ale i v extrémních podmínkách.

Přestože se jedná o syntetickou látku, je pro člověka bezpečná, proto se používá v lékařství, stavebnictví, textilním a obuvnickém průmyslu. Navzdory vysoké ceně ve srovnání s jinými materiály se polyuretan vyplatí svou spolehlivostí a trvanlivostí.

V dalším videu najdete více informací o použití polyuretanu.