Предыдущая публикация
Полиуретан: что это за материал, применение в строительстве и других сферах
Слово «полиуретан» у многих на слуху, но не все знают, что это за материал. Кроме того, по ошибке его часто путают с резиной или пластмассой. Внешне они и впрямь бывают похожими, но свойства у них разные. Расскажем, что делают из полиуретана, какими характеристиками он обладает и можно ли его считать вредным.Фото: полиуретан — материал, используемый в строительстве и промышленности
Полиуретан: что это за материал
Полиуретан — это синтетический полимер, который производят из полиола и других полиэфиров, получаемых в результате переработки нефти. Его стали выпускать в промышленных масштабах с 1937 года, а изобрёл формулу и способ изготовления немецкий химик Отто Байер.Популярность материал получил за счёт особых свойств: пластичности в жидком состоянии и прочности после затвердевания. За счёт включения в состав красящих пигментов, стабилизаторов и пластификаторов конечному продукту удаётся придать разные характеристики. Таким образом, можно получить как мягкую пену, так и твёрдый пластик.
Характеристики полиуретана
Полиуретановый полимер (ПУ, PU), как и любой другой материал, обладает рядом свойств, которые позволяют использовать его не только в строительной сфере, но и в промышленности, медицине, автомобильной отрасли и даже при производстве одежды с обувью. Чем же отличается ПУ?- Износостойкость. Он способен выдерживать длительную эксплуатацию, сохраняя первоначальные характеристики. Именно поэтому из него изготавливают детали, подвергающиеся постоянному трению и большим нагрузкам (колёса, шестерни, прокладки). В отличие от простой резины и пластмассы, полиуретан не меняет форму даже при интенсивном использовании.
- Прочность. Он выдерживает удары, сжатие и растяжение, не теряя своих свойств. Такие характеристики делают полиуретан идеальным для изготовления промышленных деталей, амортизаторов, элементов подвески автомобилей, а также строительных конструкций, нуждающихся в дополнительной защите от разрушения. А благодаря эластичности вещество ценится в производстве амортизирующих элементов, уплотнителей и мягких покрытий.
- Огнестойкость. В PU есть специальные добавки, предотвращающие его возгорание и быстрое распространение пламени. Поэтому он безопасен во время эксплуатации. Также его применяют для производства огнестойких элементов интерьера, теплоизоляционных панелей и огнезащитных покрытий.
- ПУ — отличный изолятор. Он обладает низкой диэлектрической проницаемостью. Его широко используют в электротехнике и электронике, так как материал предотвращает утечку тока и защищает чувствительные компоненты от внешних воздействий. Он не накапливает статическое электричество и надёжно изолирует провода.
- Благодаря водостойкости PU подходит для эксплуатации в условиях высокой влажности. Он не впитывает воду, не разрушается под воздействием масел и растворителей. Поэтому из полиуретана делают водонепроницаемые вещи, гидроизоляцию и автомобильные покрытия.
Фото: из полиуретана делают прочные, долговечные и огнестойкие изделия
Почему полиуретан похож на резину
Полиуретан простыми словами иногда называют резиной из-за их схожих свойств, таких как эластичность, прочность и стойкость к механическим воздействиям. Оба материала способны выдерживать интенсивное растяжение и сжатие, возвращаясь в исходную форму после деформации. Именно благодаря этому их применяют в одинаковых областях: в производстве уплотнителей, прокладок, амортизаторов, колёс и различных гибких элементов.Однако, несмотря на внешнее сходство, материалы имеют разную химическую природу. Если резина бывает как натуральной (из каучука), так и синтетической, то ПУ имеет полностью искусственный состав. Не забывайте, из чего сделан полиуретан: это продукт реакции полиолов и изоцианатов. Благодаря им можно легко варьировать свойства конечного изделия.
В отличие от резины, PU бывает не только мягким и гибким, но и твёрдым, а его состав адаптируют под конкретные задачи. Он обладает большей стойкостью к химическим веществам, ультрафиолету и износу. Кроме того, он более долговечен и лучше сохраняет свойства при низких и высоких температурах. Резина, в отличие от полиуретана, в схожих условиях становится хрупкой (на морозе) или размягчается (при сильном нагреве).
Вы знаете, что изготавливают из полиуретана? Расскажите в нескольких словах.
Плюсы и минусы полиуретана
Достоинства PU мы уже перечисляли, поэтому повторим их вкратце.- Высокая прочность. Материал устойчив к истиранию, трению и ударам, и, соответственно, обладает долгим сроком службы.
- Гибкость. ПУ сохраняет форму при нагрузках, не растрескивается и не деформируется. На этапе формовки ему можно придать любую форму.
- Химическая стойкость. PU не портится, если на него попадёт масло или растворитель — благодаря этому плюсу полиуретан подходит для агрессивных сред.
- Тепло- и звукоизоляция. Вспененные виды PU обеспечивают хорошую теплоизоляцию, а также снижают уровень шума.
- Диэлектрические свойства. Значимый плюс полиуретана — не проводит электричество, поэтому из него делают детали для электроники и изоляцию для проводов.
- Морозо- и термостойкость. В зависимости от состава ПУ может выдерживать перепады температуры, не деформируясь и не растрескиваясь.
- Сложность переработки. PU трудно утилизировать, поэтому его нельзя отнести к экологически чистой категории веществ.
- Высокая стоимость. Качественные изделия из ПУ, особенно с улучшенными характеристиками (огнестойкость, устойчивость к УФ), обходятся дороже резины и пластика — весомый минус полиуретана.
- Не выдерживает скручивание. К сожалению, от скручивающих нагрузок полиуретан быстро сломается, как и пластик.
Фото: полиуретан используют для изготовления теплоизоляции
Виды полиуретана
Полиуретан — универсальный полимер, обладающий разными физическими свойствами в зависимости от компонентов и технологии производства. Существует несколько видов этого материала.- Гибкий отличается высокой эластичностью и мягкостью. Это популярный в строительстве пенополиуретан (ППУ), который применяют для изоляции. Он обладает способностью быстро восстанавливать форму после сжатия. Кроме того, хорошо поглощает удары и вибрацию, поэтому из него делают упаковку для хрупких товаров.
- Жёсткий вспененный — прочный и лёгкий, с закрытой пористой структурой, обладающий отличными теплоизоляционными свойствами. Его применяют в строительстве и для утепления зданий, а также в судостроении и авиастроении. Благодаря низкой теплопроводности жёсткий ПУ эффективно сохраняет тепло, а устойчивость к влаге делает его хорошим выбором для гидроизоляции.
- Термопластичный сочетает прочность и, конечно, эластичность, оставаясь устойчивым к механическим нагрузкам, ультрафиолету и химическому воздействию. Материал используют для изготовления кабелей, обувных подошв, медицинских изделий, защитных покрытий и деталей автомобилей. В отличие от других видов, TPU можно перерабатывать и формовать при нагреве, поэтому из него можно сделать сложные конструкции.
- Литьевой пластик — представляет собой прочный материал, которому придают форму методом заливки. Он бывает жёстким и гибким в зависимости от состава. Литьевой вид популярен в автомобильной промышленности, производстве корпусов для техники, декора. Его главные преимущества — высокая точность литья, устойчивость к ударам и долговечность.
Фото: пенополиуретан — хороший изоляционный материал для утепления строений
Что делают из полиуретана: область применения
Одно из главных применений полиуретана — производство теплоизоляционных материалов. Вспененный ПУ используют для утепления стен, кровли и полов, а также при создании сэндвич-панелей для промышленных и жилых зданий. Благодаря низкой теплопроводности он снижает энергозатраты и помогает создать комфортный микроклимат в помещениях.Кроме того, полиуретан нужен в гидроизоляции. На его основе создают прочные герметики и влагостойкие мембраны. Они защищают здания и сооружения от разрушительного воздействия воды, предотвращая протечки в кровле, подвалах и других конструктивных элементах.
Ещё одна сфера применения — монтажные и строительные составы. Клей на основе PU обеспечивает надёжное соединение материалов, его используют при укладке паркета, плитки и теплоизоляционных панелей. Помимо этого, в строительстве и ремонте не обойтись без монтажной пены. С её помощью заполняют пустоты, герметизируют швы и улучшают звуко- и теплоизоляцию конструкции.
В отделке интерьеров и фасадов ПУ не менее актуален. Из него производят декоративные элементы, такие как молдинги, карнизы, колонны и плинтусы. В отличие от гипсовых или деревянных аналогов, полиуретановые изделия лёгкие, устойчивые к влаге и не подвержены растрескиванию. Также ПУ применяют в создании напольных покрытий (прочные наливные полы, защитные лаки для паркета).
Из полиуретана делают лаки и краски. Они защищают фасад, мебель и другие поверхности от сторонних воздействий. Такое покрытие не только эстетически привлекательно, но ещё устойчиво к влаге, УФ-излучению и механическим повреждениям.
Вам может быть интересно:
- Как правильно утеплить каркасный дом изнутри и снаружи
- Как правильно утеплить баню и выбрать материалы для утепления
- Как утеплить кирпичный дом изнутри своими руками
- Всё про утепление пола в каркасном доме: выбор материалов и технологии
- Как утеплить кирпичный дом снаружи: выбор материалов, советы, технология
Фото: из полиуретана производят монтажную пену
Какие изделия делают из полиуретана: способы формовки
Один из наиболее востребованных методов получить деталь нужного размера и геометрии — литьевое формование. Процесс заключается в заливке жидкого полиуретанового состава в заранее подготовленную форму, где смесь застывает. Так производят технические элементы вроде роликов, колёс и уплотнителей. Литьё позволяет получить изделие высокого качества с однородной структурой.Другой метод — реактивное литьё. Здесь компоненты ПУ смешивают непосредственно перед заливкой в форму, а не сильно заранее, как в первом случае. После чего начинается химическая реакция с последующим затвердеванием. Это позволяет изготавливать крупногабаритные изделия: бамперы, амортизирующие и другие автомобильные детали.
Для создания материалов с пористой структурой подходит технология вспенивания. Это значит, что жидкую основу смешивают с газами или химическими вспенивателями. В результате образуются воздушные пузырьки. Методика характерна для производства пенополиуретана, который используют в тепло- и звукоизоляции, мебельных наполнителях и упаковочных материалах.
Ещё один способ формования — экструзия. Процесс состоит в том, что расплавленный материал под давлением проталкивают через формующее отверстие, придавая ему нужную форму. Способ подходит для изготовления труб, профилей, плёнок — любых изделий с непрерывной структурой. Экструзия позволяет получать продукты с высокой химической прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям.
Существует и пятый метод — термоформование. Он означает, что предварительно изготовленные листы PU нагревают до пластичного состояния, а затем формуют под воздействием давления. Способ применяют при производстве облицовочных панелей, корпусов для электроники, а также частей автомобилей.
Фото: полиуретану можно придать любую геометрию с помощью правильной формовки
Как правильно перерабатывать полиуретан
Современные методы предлагают два варианта переработки ПУ. Каждый позволяет снизить количество отходов и уменьшить нагрузку на окружающую среду.Механическая переработка — один из наиболее доступных способов утилизации. Она предполагает дробление отходов на мелкие частицы, которые затем используются в качестве наполнителей для новых изделий. Методика подходит для переработки жёстких и эластичных ПУ, включая пенополиуретан, который после измельчения можно брать за основу в производстве строительных материалов (шумоизоляционных панелей, ковровых покрытий).
Основное преимущество механического подхода — низкая стоимость и простота. Поэтому именно этот метод чаще всего можно увидеть на крупном производстве. Но он не подходит для всех видов полиуретана — в исключительных случаях прибегают к альтернативному решению.
Химическая переработка позволяет разложить PU на исходные химические компоненты, из которых производят новые полимеры. Её делают несколькими способами.
- Гликолиз — процесс, при котором ПУ нагревают с участием гликолей. В результате получают жидкую консистенцию, пригодную для повторного синтеза ПУ.
- Гидролиз. Материал разлагают под действием воды и высокой температуры — создают новые химические соединения.
- Пиролиз. Полиуретан подвергают воздействию высоких температур без доступа кислорода, превращая его в газообразные и жидкие продукты, которые затем применяются как топливо или сырьё для химической промышленности.
Фото: полиуретановые изделия перерабатывают механическим или химическим способом
Чем вреден полиуретан
Несмотря на все преимущества полиуретана, он может быть опасен как для здоровья человека, так и для природы. Основные риски связаны с процессами его производства, неправильной эксплуатацией и утилизацией.Одна из главных проблем — химический состав. При изготовлении PU необходимы изоцианаты — токсичные вещества, вызывающие раздражение дыхательных путей, глаз и слизистой. При длительном воздействии они могут привести к хроническим заболеваниям. Работники, занятые на производстве полиуретановых изделий, находятся в группе риска из-за вдыхания паров этих соединений.
При нагревании или горении ПУ выделяет вредные вещества (угарный газ, диоксины и цианистый водород). Эти соединения крайне опасны для человека и приводят к серьёзным отравлениям. Именно поэтому производство полиуретановых материалов в плохо проветриваемых помещениях, особенно с нагретым оборудованием и без специальных защитных средств, не допускается.
Ещё одна проблема — сложность утилизации. Материал не разлагается естественным путём в природе, что приводит к накоплению отходов. Механическая переработка возможна, но требует дополнительных затрат, а химические методы утилизации чреваты выбросами токсичных соединений в атмосферу. Утилизировать ПУ без специальных фильтров нельзя — это нанесёт вред окружающей среде.
Популярное на сайте:
- Утепление деревянного дома изнутри: чем утеплить и как это сделать
- Утепление деревянного дома снаружи: как сделать своими руками
- Технология утепления каркасного дома пенопластом
- Утепление пола деревянного дома своими руками: зачем утеплять и как это сделать
- Как выбрать строительные материалы для ремонта квартиры
Фото: полиуретановые изделия не несут вред, если их правильно эксплуатировать
Мы выяснили, что делают из полиуретана и что это за материал. При правильном использовании он полностью безопасен. Производители стараются снизить вредное воздействие, разрабатывая всё более экологичные составы, а также методы работы с ними. Однако при выборе изделий из PU не забывайте обращать внимание на сертификаты безопасности, которые подтвердят качество продукции.
#хоббиок
#полиуретан
#полиуретановаяпленка
#пенополиуретан
#хоббиок
#полиуретан
#полиуретановаяпленка
#пенополиуретан
Следующая публикация
Комментарии 1