Сравнительный анализ полиуретана разной плотности

Пенополиуретан делится на два основных типа — с открытыми порами и с закрытыми порами. Первый предназначен для использования внутри помещений, в частности, для изоляции стен и крыш, а также для повышения акустического комфорта помещения, так как пенополиуретан, помимо теплоизоляционных свойств, имеет очень высокий коэффициент шумоподавления. Пенопласт с открытыми порами является паропроницаемым, поэтому можно сказать, что покрытая им поверхность «дышит». Распыляется изнутри прямо на крышу, легко наносится на мембрану или доску.

По техническим параметрам — пена с открытыми ячейками имеет плотность 7–20 кг / м3, а коэффициент теплопроводности колеблется от 0,034 до 0,039 Вт / (м * К). Среди видов пенополиуретана с открытыми порами есть материалы с разной огнестойкостью.

Другая группа — пенополиуретаны с закрытыми порами — благодаря высокой водостойкости, повышенной жесткости и прочности используются на открытом воздухе и в помещениях с повышенной влажностью.

Его структура содержит более 90 % закрытых ячеек, а его плотность колеблется от 30 до 60 кг / м3. Коэффициент теплопроводности пенополиуретана с закрытыми порами составляет от 0,02 до 0,024 Вт / (м * К).

Виды пенопласта с закрытыми порами различаются по параметрам в зависимости от области применения. С одной стороны, он идеально подходит для изоляции фундаментных стен, потолочных конструкций, крыш и полов.

векторная схема проникновения воды через полиуретан 20 кг / м3

векторная схема проникновения воды через полиуретан 40 кг / м3

контурная схема проникновения воды через полиуретан 20 кг / м3

контурная схема проникновения воды через полиуретан 40 кг / м3

На рисунках выше мы можем видеть поток воды внутри полиуретана со скоростью 5 м / с. ясно видно, что полиуретан с более высокой плотностью будет менее пористым и, как следствие, будет иметь лучшее сопротивление проникновению воды.

Учитывая сопротивление сдвигa двух типов полиуретана плотностью 20 и 40 кг / м3, симметричная колонна была смоделирована для исследования напряжения сдвига, которое показано на рисунках ниже.

максимальное напряжение сдвига по полиуретану плотностью 20 кг / м3.

максимальное напряжение сдвига по полиуретану плотностью 40 кг / м3.

к полиуретановой колонне была приложена сила 30 Н для изучения разницы между максимальным напряжением сдвига на обоих образцах.

Вывод:

Результаты ясно показывают, что полиуретан 40 может выдерживать более высокую нагрузку 11384 Н по сравнению с полиуретаном 20, который имеет максимальное напряжение сдвига 1003,2 Н. Следовательно, чем выше плотность полиуретана, тем выше сопротивление вертикальной силе. с учетом проникновения воды результаты показывают, что полиуретан с более высокой плотностью будет иметь меньшую пористость и, соответственно, лучшие характеристики в отношении проникновения воды.

Твёрдость полиуретана. — Полиуретан Блог

21.11.2013 Об используемых материалах 2 комментария

В описании практически всех изделий из полиуретана, производимых нашей компанией, регулярно упоминаются слова «Твёрдость по Шору: 65 единиц» или «Твёрдость по Шору: 80 единиц». Однако не все знают, что же такое эта самая твёрдость.

Попробуем ответить в данной статье на наиболее частые вопросы по этому поводу.

Что такое «твёрдость», и чем она отличается от «плотности»?

Многие наши клиенты путают твёрдость и плотность вещества — но это совершенно разные понятия.
Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого тела.
Плотность — отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади.

Таким образом, плотностью могут обладать тела как в твёрдом, так и жидком или газообразном состояниях вещества, в то время как твёрдость свойственна лишь твёрдым телам.

Как и в чём измеряется твёрдость?

Твёрдость изменяется в условных единицах. Также обычно указывается метод измерения твёрдости (метод Бринелля, метод Виккерса, метод Шора, и т. д.)

Большая часть шкал твёрдости используется для работы с металлами или минералами.

Что же мы понимаем под словом «твёрдость»?

Оперируя данным понятием в описании наших изделий, мы имеем в виду прежде всего твёрдость, как величину, измеряемую дюрометром.
Дюрометр — это специальный прибор, оценивающий твёрдость материала в условных единицах в соответствии с методом вдавливания, созданным Альбертом Шором. Для оценки наших изделий мы использую введённую Шором же «шкалу А», предназначенную для более мягких материалов.

Значения глубины вдавливания поверхности у материалов разной твердости при усилии в 18 кг

Чтобы было наглядней, приведём в качестве примера твёрдости некоторых материалов по шкале А:

• силиконовый герметик
  10-25 единиц
• стирательная резинка
  50-55 единиц
• автомобильная шина
  60-70 единиц
• эбонит
  100 единиц

Серийно нами производятся детали трёх типов твёрдости:

• Тип 1
  твёрдость 72
• Тип 2
  твёрдость 80
• Тип 3
  твёрдость 87

Таким образом мы обозначаем 3 диапазона твердости используемого материала:
72 – от 68 до 76 единиц по Шору, шкала А
80 – от 76 до 84 единиц по Шору, шкала А
87 – от 84 до 90 единиц по Шору, шкала А

Мы стараемся производить детали с твердостью, сопоставимой с твердостью оригинала, чтобы сохранить механические свойства подвески тех автомобилей, на которые устанавливаются наши детали без изменений. А поскольку резина в запчастях, как правило, имеет твердость от 65 до 75 единиц по Шору (шкала А), то большая часть производимых нами сайлентблоков и втулок имеет твёрдость 72 и, соответственно, окрашены в наш любимый жизнерадостный фирменный оранжевый цвет. Впрочем, стоит помнить, что не всегда цвет и твёрдость связаны – об этом на нашем сайте есть отдельная статья.

Подобрать детали подвески

Зачем использовать пенополиуретан? | General Plastics

СОЗДАНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ПЕНЫ

Полиуретановая (PU) пена образуется при реакции изоцианата и полиола. Он становится пенополиуретаном при введении газа либо в результате реакции изоцианата с водой, либо с пенообразователями. General Plastics имеет ряд запатентованных составов, которые были созданы для удовлетворения широкого спектра требований к тепловым или физическим свойствам.

Жесткие пенополиуретаны используются в композитных конструкциях. Пенополиуретаны изготавливаются в виде больших блоков либо в процессе непрерывной реакции, либо в периодическом процессе. Затем блоки разрезают на листы или другие формы. Они также могут быть индивидуально отлиты или отлиты в виде деталей нестандартной формы.

Вспененные материалы с цельной оболочкой или самообновляющиеся пены, сочетающие в себе оболочку высокой плотности и сердцевину низкой плотности. Самоотверждающиеся пенопласты бывают эластичными и жесткими. Кожа полезна из-за способности формировать нестандартные текстуры для украшения или придавать свойства стойкости к истиранию или химическому воздействию.

НАШ ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ ПЕНОПОЛИУРЕТАН ДЕЛИТСЯ НА ДВЕ КАТЕГОРИИ:

• Жесткий полиуретановый пенопласт с закрытыми порами представляет собой пластмассу, состоящую из непрерывных и полностью сферических или продолговатых пузырьков
• Гибкие пенополиуретаны с открытыми порами представляют собой пластмассы с незавершенными стенками ячеек, содержащими отверстия, через которые могут легко проходить жидкость и воздух

Наша продукция с закрытыми порами прочная, долговечная, жесткая, не впитывает воду и используется для самых разных целей. Их разнообразие приложений подходит для таких отраслей, как морская, аэрокосмическая, строительство, отдых, моделирование и многое другое. Другая категория пенополиуретанов с открытыми ячейками используется для отклонения нагрузки в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная, автомобильная и других.

Обратите внимание, что компания General Plastics НЕ производит или поставляет:

• Мягкий поролон, продается в рулонах
• Полиуретановые пакеты
• Напыляемая пенополиуретановая / изоляция жилых помещений

ВОПРОСЫ ПО ПЛОТНОСТИ ПУ ПЕНЫ

Плотность пены варьируется примерно от 2 до 60 фунтов. на кубический фут (от 48 до 961 кг/м ³ ). В отличие от термопластичных пенопластов (ПВХ, САН), удельная стоимость пенополиуретана увеличивается линейно с плотностью, поэтому пенополиуретан с плотностью 20 фунтов на кубический фут будет примерно в два раза дороже, чем пенополиуретан с плотностью 10 фунтов. мыло.

Пены одной плотности могут значительно различаться по механическим свойствам в зависимости от процесса производства пены. Для различных методов производства могут потребоваться уникальные химические составы и температуры отверждения пены. В начале процесса выбора пены важно свериться с информацией в Техническом паспорте, чтобы убедиться, что используется подходящий тип пены, отвечающий требованиям к характеристикам вашего приложения.

Если вас беспокоит воспламеняемость, выясните, какой вспениватель используется для образования ячеек в пенопласте: многие производители используют углекислый газ (побочный продукт химической реакции образования пены) для создания ячеек в своих пеноматериалах. Другие производители изменили вспенивающие агенты в своих процессах производства пенопласта низкой плотности. Переход с хлорфторуглерода (ГХФУ, ГФУ) на пентан может отрицательно сказаться на огнестойкости пены.

НАШИ ОСНОВНЫЕ ПРОДУКТЫ С ЗАКРЫТЫМИ ЯЧИКАМИ И ПРИМЕНЕНИЕ

Первоклассные твердые и самоклеящиеся формованные пенополиуретаны General Plastics с закрытыми порами используются для высокопроизводительных применений производителями оригинального оборудования, особенно в аэрокосмической, оборонной, морской, атомной и других отраслях промышленности. Как правило, они используются при изготовлении оснастки и пресс-форм; как композитный сердечник; материал для прототипирования; для защиты взрывоопасных или радиоактивных материалов; и как заменитель дерева для трехмерных вывесок, дисплеев и скульптур.

ОТЛИЧИЕ КАЧЕСТВА, СЕРТИФИЦИРОВАННОЕ GP

• Компания General Plastics сертифицирована по ISO 9001:2015/AS9100D и соответствует требованиям NQA, MIL-1-45208A и MIL-P-26541.
• Наши пенопласты для аэрокосмической промышленности соответствуют спецификациям Boeing Company D6-82479, BMS 8-133, BMS 8-436 и FAR 25.853 E-84,

.

• Если вам нужна дополнительная информация о наших сертификатах и ​​квалификациях, позвоните нам.

КОНСИСТЕНТНОСТЬ

• Постоянство нашей продукции зависит от блока к блоку, от платы к плате, от партии к партии.
• Вся продукция General Plastics производится в США в г. Такома, штат Вашингтон.
• Ожидайте постоянную плотность на всех листах и ​​булочках — градиент плотности составляет менее +/- 10% от номинальной плотности, а часто ближе к +/- 5%.
• Точная обрезка булочек и резка горизонтальной ленточной пилой позволяет получать квадратные и ровные листы.
• Не разрушается, не трескается и не меняет свои химические свойства с течением времени.

ВАРИАНТЫ РАЗМЕРОВ

• В зависимости от плотности пенопласта наши стандартные размеры листов составляют 48” x 96” (122см x 244см) и 18” x 100” (46см x 254см).
• Мы можем поставить булочки до 30 дюймов (76 см) в высоту, до 60 дюймов (152 см) в ширину и до 120 дюймов (304 см) в длину, в зависимости от плотности пены – узнайте о наличии и стоимости нестандартных размеров блоков.
• Мы можем обеспечить машинный допуск от 0,005 дюйма (0,0127 см) до 0,060 дюйма (0,152 см).

СРЕЗ ВЫШЕ

• Гладкая, однородная, беззернистая ячеистая структура позволяет получать очень тонкую поверхность
• Достаточно прочный, чтобы обеспечить четкую резку и отличную четкость краев
• Легко режется, вырезается и обрабатывается даже с помощью обычных деревообрабатывающих инструментов
• Пена легко обрабатывается или фрезеруется на станках с ЧПУ без создания статического электричества
• Большинство составов не содержат стеклянных шариков или наполнителей из стекловолокна, что может снизить прочность пены или повредить режущие инструменты

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

• Стабильные размеры – листы не деформируются, не скручиваются и не изгибаются
• Может выдерживать экстремальную жару или холод
• Обеспечивает хорошую прочность, жесткость и стабильность даже при высоких температурах
• Не впитывает воду, не гниет, не разлагается и не растворяется в земляном полотне
• Обладает высокой устойчивостью к большинству химикатов и растворителей, даже при горячем формовании
• Наши продукты легко склеиваются с использованием различных связующих материалов, включая металлы и смолы для ламинирования стекловолокна
• Совместим с растворами, клеями и бетоном
• Легко обрабатывается практически любой смолой или системой покрытия; минимальное поглощение краски

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА

• LAST-A-FOAM ^® Продукты не содержат хлорфторуглеродов и летучих органических соединений.
• Они не выделяют токсичных паров и не выделяют химические вещества в окружающую почву.
• Материал биологически и химически инертен, поэтому не поддерживает грибок и не привлекает грызунов и насекомых.
• Многие из наших продуктов из пенопласта являются огнестойкими и самозатухающими.

ЭКОЛОГИЧНАЯ ПЕНА

Компания General Plastics производит коммерческие продукты из пенопласта высокой плотности, которые являются экологически чистыми. Наш «зеленый» контент сочетает в себе постиндустриальные, постпотребительские и быстро возобновляемые материальные ресурсы.

В пенопластах General Plastics LAST-A-FOAM ^® FR-4500, FR-4600 (Sign Foam 4), FR-7100 и R-9300 содержится зеленый цвет. Процент содержания зелени зависит от линейки продуктов и плотности.

Например:

• Каждый лист нашего продукта FR-4500 плотностью 6 фунтов отводит от свалок эквивалент 32 бутылок с водой
• При плотности 50 фунтов каждый лист нашей пены FR-4500 отводит от свалок эквивалент 512 бутылок с водой.
• Наши пеноблоки серии R-9300 с непрерывной изоляцией для промышленных и холодильных зданий могут пройти сертификацию LEED за материал, содержащий до 11% зелени.

РАБОТА С ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ПЕНОЙ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ GENERAL PLASTICS.

Руководство пользователя по инструментам и пресс-формам охватывает следующие темы:

• Склеивание и клеи
• Резка и обработка
• Цвета, Окраска покрытия

Краски, покрытия и краски

Наши гибкие пенопласты белого цвета, а большинство наших жестких пеноматериалов желтого цвета. В зависимости от количества мы также можем сформулировать определенные цвета. Имейте в виду, что воздействие УФ-излучения затемняет внешний цвет этих пенопластов. Если вас беспокоит внешний вид, рекомендуем покрасить их непрозрачным покрытием.

Наши пенополиуретаны допускают любую окраску и очень мало впитывают краску.

Рекомендуемые покрытия включают автомобильные или деревообрабатывающие марки. Для наружных работ хорошо подойдет акрилово-латексная краска или эмаль.

Термические свойства

Тепловые свойства наших пенопластов см. в наших листах технических данных (TDS). Обратите внимание, что эти цифры приблизительны, и мы рекомендуем вам протестировать продукт для вашего конкретного приложения.

Наша система наименования продуктов 

Большинство изделий серии пенополиуретанов General Plastics идентифицируются по категории пеноматериала, плотности и часто другим важным характеристикам следующим образом: «FR» для негорючего жесткого или просто буква «R» для жесткого, за которым следует номер серии и плотность пены:

Примеры:

• R-3315 – Жесткая погружная пена серии 3300, 15 фунтов. на кубический фут плотность
• FR-3720 — огнестойкие, жесткие серии 3700 Performance Core, 20 фунтов. на кубический фут плотность

Полиуретан | Конструкция машины

Полиуретаны имеют чрезвычайно широкий диапазон форм и физико-механических свойств. Марки могут варьироваться по плотности от 0,5 фунта/фут3 в ячеистой форме до более 70 фунтов/фут3 в твердой форме и по твердости от твердых твердых частиц с твердостью по Шору 85 до мягких эластомерных компаундов.

Полиуретановые полимеры, полученные реакцией полиизоцианатов с полиэфирными или полиэфирными смолами, могут быть либо термопластичными, либо термореактивными. Они обладают выдающимся сроком службы при изгибе, устойчивостью к порезам и стойкостью к истиранию. Некоторые составы в 20 раз более устойчивы к истиранию, чем металлы.

Непористые марки — измельчаемые смолы и вязкие литейные жидкие уретаны представляют собой эластомерные термореактивные типы, перерабатываемые обычными методами обработки каучука. Они обсуждаются в главе Термореактивная резина. Марки, обработанные термопластическими методами, рассматриваются в главе «Термопластичные эластомеры». В этой главе рассматриваются ячеистые полиуретановые материалы.

Пенополиуретаны представляют собой термореактивные материалы, которые можно сделать мягкими и гибкими или твердыми и жесткими при эквивалентной плотности. Эти пенопласты, изготовленные из полиэфирных или полиэфирных соединений, прочны даже при низкой плотности и обладают хорошей химической стойкостью. Пеноматериалы на основе полиэфиров обладают большей стойкостью к гидролизу, легче перерабатываются и дешевле. Пеноматериалы на основе полиэстера обладают более высокими механическими свойствами, лучшей маслостойкостью и более однородной структурой Cill. Оба типа могут быть профилированы, отформованы, вспенены на месте или снабжены листами, вырезанными из плитного материала — булочки, высотой от 30 до A дюймов, шириной до 80 дюймов и до 2013 футов 10 футов 9 дюймов.0007

Процесс реактивного литья под низким давлением (RIM) используется исключительно для производства уретана весом до 100 фунтов. смешивание в закрытой форме при низком давлении, где они вступают в реакцию с образованием готового полимера. В зависимости от рецептуры, полимер может представлять собой жесткий микропористый уретановый пенопласт с интегральной оболочкой и модулем упругости при изгибе более 100 000 фунтов на квадратный дюйм, мягкий гибкий эластомер с модулем изгиба до 30 фунтов/фут3. Время цикла короткое; детали можно демонтировать менее чем за минуту.

Армирование в виде измельченного стекловолокна, стеклянных чешуек или минерального наполнителя повышает жесткость, термические свойства и стабильность размеров деталей RIM. Максимальное содержание стекла при армированном реакционно-литьевом формовании (RRIM) составляет около 25% — предел, определяемый увеличением вязкости при увеличении количества стекла. Натуральный цвет непигментированных уретановых деталей RIM – рыжевато-коричневый.

Гибкие пенопласты: Температура стеклования (температура, при которой эластомерный материал становится жестким и хрупким) эластичных пеноматериалов значительно ниже комнатной температуры. Пены могут быть окрашены в любой цвет, но независимо от пигментации они желтеют при воздействии воздуха и света. Некоторые типы гибких пенопластов отлично впитывают жидкость и могут удерживать до 40 раз больше своего веса воды.

Пеноматериалы на основе полиэфира не подвержены старению при высоких температурах, как во влажном, так и в сухом состоянии, но воздействие УФ-излучения вызывает хрупкость и ухудшает свойства. При использовании эти пенопласты всегда покрыты тканью или другим материалом.

Большинство растворителей и коррозионно-активных растворов снижают сопротивление разрыву и прочность на растяжение и вызывают набухание гибких пеноматериалов. Однако набухание не является постоянным, если удалить растворитель и высушить пену. Однако пены могут быть разрушены сильными окислителями и подвергнуты гидролизу в сильных кислотах или основаниях. Как правило, вспененные полиэфиры более устойчивы к гидролитическому разложению: вспененные полиэфиры более устойчивы к окислительному воздействию.

Полиэфирная эластичная пенополиуретановая пена применяется для прокладок, воздушных фильтров, звукопоглощающих элементов и прокладок одежды (ламинированных на текстильном материале). Типы полиэфира используются в сиденьях автомобилей и транспортных средств для отдыха, подложке для ковров, обивке мебели, постельных принадлежностях и упаковке.

Жесткие пенопласты: Основой для жестких пенопластов являются полимеры, температура стеклования которых превышает комнатную температуру. Ячейки жесткого пенопласта примерно такого же размера и однородности, как и у гибкого пенопласта, но жесткие пенопласты обычно состоят из 9 ячеек.0% закрытых ячеек. По этой причине водопоглощение низкое. Сжатие пены сверх ее предела эластичности повреждает ячеистую структуру.

Жесткие пенопласты вспениваются двуокисью углерода или фторуглеродами. Газ, образующийся при испарении фторуглеродов, захваченных в закрытых ячейках, придает пене очень низкую теплопроводность от 0,11 до 0,14 БТЕ/час-фут°-°F. Однако с возрастом электропроводность увеличивается до постоянного значения а.о. 0,0.

Свойства жестких пеноматериалов зависят от плотности и состава. Прочность на сжатие вспененного материала плотностью 2 фунта/фут составляет от 30 до 40 фунтов на квадратный дюйм для полиэфирного типа и от 25 до 40 для полиэфирного типа (параллельно направлению подъема пены). Значения увеличиваются в пене 12 фунтов/фут° до 560 и 420 фунтов на квадратный дюйм. Прочность ниже примерно на 50% в направлении, перпендикулярном подъему пены.