Что такое полиуретан и пенополиуретан?

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкил, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов также могут содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная, амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик. Используются в качестве заменителей резины при производстве изделий, работающих в агрессивных средах, в условиях больших знакопеременных нагрузок и температур. Диапазон рабочих температур — от −60° С до +80° С.

Химическая формула полиуретана

Получение полиуретанов

Полиуретаны получают взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6-изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4′-дифенилметан-, 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

Гидроксилсодержащми компонентами являются:

•     олигогликоли — продукты гомо- и сополимеризации Тетрагидрофурана, пропилен- и этиленоксидов, дивинила, изопрена;
•     сложные полиэфиры с концевыми группами ОН — линейные продукты поликонденсации адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен- или другими низкомолекулярным гликолями;
•     разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилол-пропана), продукты полимеризации ε-капролактона.

Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло)и диамины (-4,4′-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).

В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Свойства

Механические свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах и зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), молекулярной массы и степени кристалличности. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии. Их свойства варьируются от высокоэластичных мягких резин (твёрдость по Шору от 15 по шкале А) до жёстких пластиков (твёрдость по Шору 97 по шкале D).

Полиуретан относится к конструкционным материалам, механические свойства полиуретана дают возможность использовать его в деталях машин и механизмов, подвергающихся силовым нагрузкам. К данному виду промышленных материалов предъявляются очень серьезные требования с точки зрения сопротивляемости воздействию агрессивной внешней среды.

Пенополиуретан

Пенополиуретаны (ППУ) — лёгкие, но достаточно прочные пенопласты из полиуретанов, обладают очень низкой теплопроводностью (0,019 — 0,03 Вт/(м·K)), малой паропроницаемостью, высокой адгезией практически ко всему — к бумаге, металлу, древесине, штукатурке, рубероиду и многому другому.

Существуют как двух и более компонентные технологии получения самоотверждаемых пенополиуретанов с различными характеристиками, так и однокомпонентные составы, отверждаемые влагой воздуха (напр., монтажная пена).

Жёсткие пенополиуретаны (ППУ) являются одними из наиболее распространённых на Западе строительных материалов.

Системы напыляемых изоциануратов обладают рядом преимуществ:

•     Пониженная горючесть по сравнению с другими системами изоляции.
•     Одновременная гидроизоляция, материал не боится влаги, т.е. не требуется дополнительных слоев пароизоляции.
•     Тепло- и морозостойкость в диапазоне температур от -100°С до +130°С;.
•     Малый вес и отсутствие нагрузки на строительные конструкции.
•     Высокая адгезия к различным типам поверхности.
•     Монолитная бесшовная поверхность изоляционного слоя.
•     Ремонтопригодность.
•     Возможность использования как для новых, так и для ремонта старых зданий.
•     Удобство транспортировки и хранения.
•     Химическая стойкость к слабокислотным осадкам, к промышленным углеводородам.

Из пенополиуретана средней жёсткости делают, например, автомобильные кресла.

Из мягкого пенополиуретана делают ортопедические подушки, матрасы, манекены и пр., а также туристские коврики, седалища и т.п.

Пенополиуретан является негорючим материалом, это более безопасный материал чем дерево. Как правило, в компоненты для получения пенополиуретана уже включены антиперены, которые делают его пожаробезопасным. Закрытые поры пенополиуретана позволяют ему не прогорать сразу на всю глубину.

При написании статьи использованы материалы Википедии и БСЭ.

Что такое полиуретановый клей его применение расход и преимущества

Во-первых, полиуретан, сокращенно PU или PUR, не является продуктом с фиксированной формулой. Это целый ряд химических веществ. Это полимер, состоящий из звеньев органических цепей, соединенных уретановыми или карбаматными звеньями. Большинство полиуретанов являются термореактивными полимерами и не расплавляются при нагревании, также доступны термопластичные полиуретаны.

Полиуретановые полимеры образуются в результате реакции изоцианата и полиола. Используемые изоцианаты и полиолы обычно содержат две или более функциональных групп на молекулу.

Что такое полиуретановый клей?

Какой бы то ни было, полиуретаны имеют некоторые общие черты. Они прекрасно склеивают. Полиуретановыи клеи будут работать практически со всеми нормальными материалами, пористыми и гладкими.

Им доступно склеивание металлов, дерева, каучука, вулканизованной эпоксидной смолы, кожи, черепицы и стекла, пластмассы, бетона и кирпича, список можно продолжать.

Полиуретановый клей плохо работает на полипропилене, полиэтилене или на таких веществах, как тефлон или силикон, восковых или масляных поверхностях.

Клей на основе полиуретана может быть твердым и относительно жестким, или может оставаться пластичным и эластичным.

Большинство полиуретановых клеев при схватывании становятся прочными, но не хрупкими. Их можно шлифовать и резать.

Какие преимущества полиуретанового клея?

• Он работает с большинством поверхностей и может склеивать разные материалы. Он успешно связывает не пористые материалы, такие как металл и камень, приклеивает зеркала к стенам.
• Некоторые полиуретановые клеи имеют комфортное время работы около 20 минут. Это позволяет не спеша работать с позиционированием и зажимами.
• В зависимости от формулы клея он может быть установлен довольно быстро после зажима и позволяет оператору продолжать работу, поскольку клей завершает отверждение.
• Основным преимуществом многих полиуретановых адгезивов является способность схватываться в условиях высокой влажности. Фактически для качественного схватывания полиуретанового клея требуется влажность, в то время как другие клеи, такие как эпоксидные смолы, не могут использоваться в таких условиях.
• Полиуретановый клей водонепроницаем. Некоторые типы клеев водонепроницаемы больше, чем другие. Проходит испытания на водостойкость ANSI I и II. 550 RAMSAUER PUR BOND MARINE PRO, морской полиуретан. Полиуретаны обычно не рекомендуются для длительного погружения в воду или использования под ватерлинией, если они не защищены красками или другой защитой.
• Полиуретановый клей не требует смешивания или измерения и может использоваться непосредственно из картриджа.
• Полиуретановый клей доступен в нескольких типах упаковке. Он доступен в пластиковых картриджах, в фольгированных тубах. Расход полиуретанового клея довольно экономичен.
• Правильно нанесенный и отвержденный полиуретан обеспечивает прочную связь.
• Полиуретановый клей будет работать в широком диапазоне температур.
• Он подходит для проектов на открытом воздухе Полиуретан обладает хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.
• Не содержит растворителей и является низко летучим органическим соединением. Поэтому он не имеет тенденций к растрескиванию и сжатию при отверждении.
• Он может быть отшлифован (не засорен), окрашен и герметизирован.
• Не текуч после установки.

Каковы недостатки полиуретанового клея?

• Полиуретановый клей не такой сильный, как эпоксидный. Он сильнее дерева, поэтому его прочность на дереве оптимальна, а на металле эпоксидная смола обеспечивает более прочную связь.
• Полиуретановый клей сравнивается с другими древесными клеями. Большие претензии были сделаны, но тесты показывают равную силу склеивания. Полиуретан имел лучшую способность к склеиванию волокон из-за лучшего проникновения клея.
• Детали, склеенные полиуретаном, должны прилегать к крепким соединениям с определенным зазором. Тесты показывают, что прочность снижается, когда клеевой жгут слишком толстый.
• Иногда следует влажность на склеиваемых поверхностях создавать искусственно, иначе клеевая связь может устанавливаться очень медленно и не достигать полного потенциала.
• Поскольку полиуретановый клей чувствителен к влажности воздуха и подложки, время схватывания может значительно различаться.
• Он имеет тенденцию пениться и выдавливаться. Если не зажать, детали могут быть раздвинуты пеной, ослабляя соединение. Пена дает иллюзию заполнения зазора, но она не сильна. Вспенивание больше, когда много влаги.
• После отверждения полиуретановый клей химически инертен и безопасен, но промежуточные фазы являются токсичными, раздражающими. Это означает, что нужно тщательно обрабатывать полиуретаны, держать их в руках и не дышать слишком много. См. Инструкцию к конкретному полиуретановому клею. Вы можете получить информацию о MSDS различных продуктов для получения дополнительной информации.
• Предупреждения включают: Содержит изоцианатсодержащие полимеры. Вызывает раздражение глаз при попадании. Длительное или повторное воздействие на кожу может вызвать аллергическую реакцию, раздражение. Может испачкать кожу. Избегайте длительного или повторного контакта с кожей.
• Некоторые составы дороги.
• Полиуретан имеет ограниченный срок годности, его нельзя оставлять открытым, он может быстро схватиться, если в него попадет влажность.
• Это маркий и липкий клей, который прилипает ко всему, к чему касается.
• Полиуретан трудно очистить от рук (рекомендуется использовать перчатки). Ацетон или растворитель для лака можно использовать для чистки инструментов.

Наше мнение о полиуретановом клее

В применении с многими материалами и конструкциями полиуретановый клей идеален. Если вам нужно прикрепить деталь, которая хорошо прилегает без больших зазоров, и вам нужно ее надежно закрепить, вы можете использовать полиуретан. Очень удобно использовать небольшое количество прочного водонепроницаемого клея прямо из картриджа.

Полиуретановый клей можно использовать для ламинирования.

Влагоотверждаемые однокомпонентные полиуретановые системы идеально подходят для соединения деформационных материалов с разным удлинением под нагрузками и тепловым расширением. Таких как склеивание армированных стекловолокном пластмасс (FRP) с сталью, а также алюминиевые стеновые и напольные плиты на стальные опоры.

Продукты нашего ассортимента PURACOLL 8110 и PURACOLL 8220, использующие полиуретановые действующие компоненты, демонстрируют высокий уровень гибкости, а также хорошую устойчивость к УФ, неблагоприятным погодным условиям и растрескиванию.

Мы предлагаем полиуретановые решения для специфических индустриальных и промышленных приложений.

• Полиуретановые клеи обеспечивают отличное склеивание как на поверхности, так и по всей глубине клеевого слоя на большинстве материалов: включая керамику, пластмассы, резину, стекло, металлы и древесину. Из-за их универсальности полиуретановые клеи широко используются там, где требуется высокая эффективность при низких эксплуатационных расходах. Они находят применение в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, морская, железнодорожная, строительное фасадное светопрозрачное конструирование и склеивание различных материалов на транспорте.
• Ключевыми характеристиками полиуретановых клеев являются:
• Полиуретановые клеи предлагают универсальное время отверждения при комнатной и повышенной температуре. Они могут применяться либо вручную, либо с использованием дозирующего оборудования, специально разработанного для этих клеящих веществ.
• Отличная прочность для трудно сплавных пластиков, резины, металлов, стекла и дерева
• Хорошая износостойкость и химическая стойкость
• Оптическая ясность и, следовательно, идеалы для склеивания стекла
• Хорошая прочность и ударопрочность

Полиуретановые клеи обеспечивают чрезвычайно прочное сцепление. Это делает процесс производства и строительства более простым и дешевым.

Купить полиуретановый клей можно в СДМ-ХИМИЯ мы предлагаем полиуретановые клеи в соответствии с требованиями конкретной отрасли.

Данный материал является интеллектуальной собственность компании ООО «СДМ-ХИМИЯ».
Любое использование Материалов допускается только c указанием источника информации

Автор: Юхов Максим Петрович

Пенополиуретан — Структура, свойства и использование C27h46N2O10

Что такое пенополиуретан?

«Пенополиуретан представляет собой линейный полимер, состоящий из органических звеньев, соединенных карбаматными звеньями. Химическая формула C ₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀ ».

Полиуретан — еще один лак на основе синтетической смолы. Пенополиуретан изготавливается по-разному для разных целей. Уретан представляет собой карбонилсодержащую функциональную группу, в которой карбонильный углерод связан как с группой -OR, так и с группой -NR ₂ группа. Полиуретан образуется путем взаимодействия полиэфира или сложного полиэфира с концевыми гидроксильными группами с изоцианатом.

Другие названия – Сополимер этиленгликоля

Содержание

• Структура пенополиуретана – C ₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀
• Физические свойства пенополиуретана –C ₂₇ H ₃₆ N ₂ О ₁₀
• Химические свойства пенополиуретана – C ₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀
• Применение пенополиуретана – C ₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀
• Часто задаваемые вопросы

Структура пенополиуретана – C

₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀

Физические свойства пенополиуретана – C

₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀

Химические свойства пенополиуретана – C

₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀

• Полиуретаны окисляются с образованием азотистоводородной кислоты, воды и диоксида углерода. Химическое уравнение приведено ниже.

6C ₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀ + 185O ₂ → 162CO ₂ + 106H ₂ O + 4HN ₃
9

Использование пенополиуретана – C

₂₇ H ₃₆ N ₂ O ₁₀

• Полиуретаны могут использоваться для изготовления множества предметов, от очень простых, некритичных деталей до продуктов, которые используются в жизненно важных инженерных приложениях.
• Широко используется там, где требуется эластичность и прочность тканей.
• Используется в канатах из технического волокна, рыболовных лесках и некоторых сельскохозяйственных продуктах.
• Используемый в автомобилях и домашней мебели, полимер используется в строительной отрасли и в производстве обуви, а также для покрытий и клеев, а также текстиля.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используется пенополиуретан?

Области применения пенополиуретана представлены следующим образом:
1. Пенополиуретан является жизненно важным компонентом губок для ванной и кухонных губок и поэтому широко используется в их производстве.
2. Подушки мягкой мебели часто изготавливаются с использованием эластичного пенополиуретана.
3. В сердцевине и набивке некоторых матрасов с твердым ядром в качестве компонента также используется гибкий пенополиуретан. Поскольку этот полимер пригоден для вторичной переработки, многие считают эти продукты умеренно безвредными для окружающей среды.
4. Можно отметить, что некоторые резервуары для воды сохраняют температуру воды в течение длительного времени благодаря наличию изолирующего слоя из полиуретана.

Как производится полиуретан?

Полиуретан

обычно получают путем смешивания двух отдельных потоков жидкости. В некоторых случаях смешивают более двух потоков жидкости. Первый поток, известный как поток полиолов, обычно содержит поверхностно-активные вещества и катализаторы. Также известно, что этот поток содержит вспенивающие агенты. Другие потоки содержат другие важные добавки, которые определяют тип полиуретана, получаемого в качестве конечного продукта. Типы веществ, которые используются в потоке добавок к смеси смол, включают сшивающие агенты, агенты, удлиняющие цепь, пигменты, наполнители и антипирены.

Является ли полиуретан токсичным?

Полиуретан

в основном химически инертен и поэтому не токсичен при нормальных условиях. Однако это соединение классифицируется как горючее вещество и должно храниться вдали от открытого огня (поскольку оно может самовозгораться). Кроме того, реакция разложения полиуретана может привести к образованию угарного газа, который очень токсичен для человека. Также известно, что при сгорании этого соединения образуется большое количество цианистого водорода, еще одного высокотоксичного вещества. Это одна из причин, по которой пенополиуретаны в процессе производства обычно обрабатывают антипиренами.

Химическая формула полиуретана: Изучение свойств и применения полиуретана | Изготовленное на заказ полиуретановое оборудование и смесительные головки

Химическая формула полиуретана: изучение свойств и применения полиуретана

• 9 декабря 2022 г.
• Полиуретановая команда Linden

Полиуретан: многогранная химическая формула

Химическая формула полиуретана невероятно универсальна; он поддается созданию множества различных продуктов. Полиуретан является гибким, обладает высокой ударопрочностью и стойкостью к истиранию, прочными связующими и электроизоляционными свойствами, а также является относительно недорогим материалом по сравнению с термопластами.

Что может создать химическая формула полиуретана? Как он производится и где встречается в нашей среде? Мы исследуем все эти и другие вопросы ниже.

Обзор химической формулы полиуретана

Химическая формула полиуретана была впервые открыта в 1937 году Отто Байером. Однако он не был доступен для коммерческого использования до 1950-х годов. Химическая реакция включает экзотермическую реакцию конденсации изоцианата и гидроксилсодержащего соединения, которым обычно является полиол.

Реакция протекает при комнатной температуре и может занять от нескольких секунд до нескольких минут. Время реакции в основном зависит от выбора изоцианата и происходит на оборудовании для обработки полиуретана.

Где используется химическая формула полиуретана?

Химическую формулу полиуретана можно найти в самых разных областях, включая аэрокосмическую, военную, медицинскую, строительную, электронику и бытовую технику, спортивный инвентарь и автомобильную промышленность. Поскольку из него можно сделать гибкую или жесткую пену, покрытия, клеи, герметики и эластомеры, полиуретан идеально подходит для уникальных применений.

Аэрокосмическая промышленность

Пенополиуретан является наиболее распространенной формой полиуретана, используемой в аэрокосмической промышленности. Подушки кабины экипажа, стены пассажирского салона, потолки, контейнеры для хранения, перегородки классов и секций и даже элементы туалета изолируются, заполняются или покрываются различными видами пенополиуретана. Полиуретаны на водной основе также можно найти в покрытиях для экстерьера самолетов, а полиуретаны на акриловой основе используются для оконных стекол и наружных световых покрытий.

Военные

Пенополиуретан обычно используется во всем: от защитного снаряжения, такого как шлемы, до крупномасштабных проектов, таких как изоляция авианосцев. Его также можно использовать для укрепления водолазного снаряжения, обеспечения амортизации в подушках сидений и в некоторых областях судостроения.

Медицинский

Из-за биосовместимости полиуретана его вспененная форма обычно используется в устройствах, имплантируемых в организм человека. К ним относятся искусственные сердца, кардиостимуляторы, устройства для диализа и многое другое. Вы также можете найти полиуретан в трубках, постельных принадлежностях, хирургических простынях, раневых повязках, перчатках, одежде и формованных устройствах.

Строительство

Все больше строителей используют пенополиуретан, так как материал начинает улучшаться. Вы можете найти полиуретан в панелях, дверной и оконной изоляции и декоративных молдингах. Из-за своих звукоизоляционных свойств полиуретан является отличным материалом для домов и коммерческих сооружений, в которых проходит большое количество людей.

Электроника и бытовая техника

Полиуретан обычно используется в бытовых товарах, таких как холодильники, посудомоечные машины, стиральные машины и т.д. Он помогает поддерживать внутреннюю температуру и обеспечивает тепловую изоляцию от внешней среды. Полиуретановое покрытие также может быть использовано для нанесения широкого спектра цветов на внешний корпус, что снижает риск появления ржавчины с течением времени.

Спортивное оборудование

Полиуретановая пена обычно используется в шлемах. Они покрыты пеной, достаточно легкой, чтобы обеспечить комфорт игрока, и достаточно прочной, чтобы противостоять значительным ударам. Другое распространенное применение — защитные накладки, напольные коврики, определенные типы мячей, спортивная обувь, доски для серфинга и многое другое.

Автомобилестроение

Автомобильная промышленность, вероятно, имеет наибольшее количество применений полиуретановой пены, покрытий и герметиков. Внутри его можно найти в автомобильных сиденьях, подголовниках и подлокотниках, подложке пола, рулевом колесе и приборных панелях. Внешне он используется на спойлерах, бамперах, потолках, дверях и окнах. Его также можно наносить в качестве покрытия на внешнюю поверхность автомобиля для придания глянца и защиты ветровых и оконных стекол от запотевания и других элементов.

Как применяется химическая формула полиуретана

Пенополиуретан наносится с помощью специального оборудования и смесительных головок. К ним относятся оборудование высокого и низкого давления, оборудование для нуклеации газа и оборудование для распыления в сочетании со смесительными головками L-образного, прямого и распылительного типа. Это оборудование смешивает нужные химикаты и облегчает возможности распыления для широкого спектра применений.

Работа с полиуретановым оборудованием Linden для вашего полиуретанового оборудования

Linden Polyurethane на протяжении десятилетий поставляет полиуретановое оборудование для самых разных отраслей промышленности. Основан в 1985, мы являемся проектировщиком, инженером, производителем и поставщиком услуг мирового класса для стандартного и нестандартного оборудования для обработки полиуретана.