Свойства полиуретановый герметик: Полиуретановый герметик — его преимущества и применение |

варианты, характеристики, достоинства и недостатки 🚩 Строительные материалы

Полиуретановый герметик, обладающий массой полезных свойств, обеспечивает надежность различных соединений, подходит для заделывания пустот. Материал незаменим не только при герметизации водопроводных труб, но и замазывании щелей строительных конструкций. Популярность состава можно объяснить свойством эластичности и превосходным сцеплением с поверхностью, что исключает деформации материала.

Герметик полиуретановый можно выбрать двух вариантов: однокомпонентный и двухкомпонентный. Материал первого типа имеет пастообразный состав, представляющий собой полиуретановый форполимер, имеющий низкую молекулярную массу. Полимеризация однокомпонентного состава происходит под воздействием водяного пара сразу после вскрытия.

В состав двухкомпонентной полиуретановой смеси входят полиолы и специальные отвердители, до смешивания которых хранить материал можно долгое время. Если глубина наполнения значительная, то происходит уменьшение скорости полимеризации смеси. Это можно объяснить медленным проникновением влаги на большую глубину.

Время высыхания однокомпонентного состава зависит от температуры и влажности воздуха. За сутки материал отвердевает на 2-3 мм. Период полного высыхания двухкомпонентной смеси в среднем равен 24 часа. Он зависит от соотношения составляющих материала и температуры воздуха.

Полиуретановый герметик в виде жидкой смеси — это расходный материал, применяемый в процессе выполнения работ по заделке различных стыков и швов, имеющих ширину не более 3 см. Состав на основе синтетического эластомера позволяет надежно герметизировать кровлю, его можно наносить между скрепленными бревнами, использовать для заделывания межплиточных швов для обустройства железобетонных конструкций.

Смесь на основе полиуретана подходит для обработки швов изделий из натурального камня. Применять с этой целью силиконовый герметик нельзя, поскольку состав разрушает камень. Полиуретановая смесь позволяет создать незаметные стыки. Использовать материал по назначению лучше сразу после открытия упаковки. Наносить состав слоем не более 0,5 см. Это позволяет надежно загерметизировать покрытие и сэкономить смесь, основное назначение которой состоит в следующем:

1. Заделывание межпанельных стыков фасадов домов.
2. Герметизация дверных конструкций и стеклопакетов.
3. Обработка изделий из натурального камня.
4. Создание прочных соединений конструкций из металла.
5. Гидроизоляция стыков при обустройстве кровли.

Полиуретановый герметик не способен изменять форму и давать усадку, поэтому он незаменим при обработке швов металлических изделий. Свойство переносить повышенную вибрацию позволяет применять смесь в автомобилестроении. Другая важная характеристика материала связана с устойчивостью к влиянию низких и высоких температур. Герметик высокоэластичен, поэтому он противостоит истиранию, проколам, разрушениям. Применение полиуретанового клея широко распространено в следующих сферах:

• судостроение;
• автомобилестроение;
• строительство зданий;
• сантехнические работы;
• обустройство водоемов.

Устойчивость материала к деформации обусловлена наличием свойства твердости. Показатель должен составлять определенное количество единиц, что позволяет производить обработку различных стыков: 

• 15 — заделывание швов между панелями, стыками кровли, различными углами;
• 25 — уплотнение стыков материалов в условиях постоянной влажности; 
• 40 — герметизация температурных швов в конструкциях из железобетона или стекла;
• 50 — использование для заделки швов металлических конструкций;
• 60 — применение в сфере автомобилестроения и в судостроении.

Герметик на основе полиуретана подходит для склеивания металлических, бетонных, деревянных и пластиковых деталей, позволяет создавать соединения с высокой прочностью.

Устойчивый к ржавчине полиуретановый герметик обладает высоким уровнем самоадгезии. Состав можно наносить зимой при морозе более -50 °С. Он не содержит растворителей, не выделяет ядовитых веществ после нанесения, имеет долгий срок использования, выполняет функции красителя, поскольку его можно окрашивать. Полиуретановый герметик обладает следующими преимуществами:

• скорым высыханием;
• влагоустойчивостью;
• быстрым отвердением;
• полным отсутствием усадки;
• высоким уровнем эластичности и самоадгезии;
• стойкостью к воздействию ультрафиолетовых лучей.

Полиуретановая смесь не теряет своих функциональных и декоративных качеств на протяжении длительного времени. Срок хранения материала в упаковке должен составлять не более 9 месяцев. В наибольшей степени востребованы однокомпонентные смеси, расфасованные в ведра или тубы.

Герметик на основе полиуретана состоит из веществ, способных вызвать аллергическую реакцию, поэтому для работы с материалом необходимы резиновые перчатки. Смесь не должна попадать на открытые участки кожи, поскольку она содержит изоцианаты или токсические вещества, выделяющие углекислый газ в состав для заделывания стыков при полимеризации. По этой причине толщину наносимого слоя смеси следует ограничивать.

Материал лучше наносить на поверхности влажностью более 9-10%. Перед использованием полиуретанового клея для герметизации важно проверить его адгезию к той или иной поверхности, изучив инструкцию. Упаковка с составом должна быть вскрыта сразу перед выполнением работ, иначе материал быстро потеряет свои полезные свойства.

Смеси на основе полиуретана неустойчивы к воздействию высоких температур, достигающих +120 °C и более, что снижает прочность сцепления. Другой недостаток однокомпонентного состава состоит в ограничении по температуре применения, которая не должна быть ниже -10 °C. Свойства материала схожи с характеристиками двухкомпонентного состава, который не отличается в плане необходимости использования до начала полимеризации герметика. 

Полиуретановый герметик. Описание. Область применения

Однокомпонентный полиуретановый герметик, как правило, применяется при необходимости что-то скрепить, склеить, герметизировать металл, керамику, кирпич, бетон и прочее. Смесь представляет собой высококачественное соединение, обладающее высокой степенью стойкости к коррозии, а при воздействии влаги становится еще более прочным. Часто применяется герметик для деревянного дома.

После нанесения материала на поверхность его можно подвергать различной обработке, в том числе, красить и лакировать. Полиуретановый герметик склеивает поверхности достаточно быстро. В связи с этим работы с материалом следует осуществлять с учетом времени схватывания. Необходимо отметить, что использование материала предполагает соблюдение определенных правил безопасности. Не следует допускать попадания смеси на открытые участки кожи. Полиуретановый герметик выпускается в герметичной упаковке. Материал не следует хранить при повышенной температуре и влажности. В среднем, срок хранения закрытой упаковки составляет порядка девяти месяцев. Материал из вскрытой упаковки желательно использовать сразу же, поскольку полиуретановый герметик достаточно быстро теряет свои полезные свойства.

Материал представляет собой однородную вязкую массу, сформированную на основе смол. При взаимодействии с влагой, содержащейся в воздухе, происходит полимеризация соединения.

Особенности применения материала определяются его эксплуатационными характеристиками. Среди основных качеств необходимо отметить экономичность в применении, отсутствие усадки, технологичность нанесения, короткий срок застывания. Немаловажное значение имеют и адгезивные свойства, а также эластичность прочность, долговечность, ремонтопригодность. Полиуретановый герметик можно применять и при достаточно низких температурах.

Эксплуатационные свойства материала позволяют применять его повсеместно. Особенно широко полиуретановый герметик используется в строительстве для изоляции швов, стеклопакетов, при гидроизоляции бассейнов, устройстве кровельных покрытий. В соответствии со способом использования материал может выпускаться в двух видах.

На некоторые поверхности материал наносится в виде жидкой мастики. При этом на поверхности образуется высокоэластичная прочная водонепроницаемая мембрана, устойчивая к негативным факторам внешней среды: микроорганизмам, ультрафиолету и прочему.

Более вязкий герметизирующий состав применяется для заполнения швов, стыков, а также герметизации на участках соединения тех или других материалов. Часто составы применяются и для соединения материалов, имеющих существенные отличия в физических свойствах.

Основным показателем при выборе герметика является его твердость. Твердость в данном случае является способностью противостоять проникновению в состав другого материала. Так, герметик с показателем 15 применяется для изоляции кровельных стыков, межпанельных швов, соединительных узлов сборных конструкций. Уровень твердости 25 позволяет применять материал для изоляции стыков, которые в течение продолжительного периода будут находиться под влиянием воды.

Применение полиуретановых герметиков и их достоинства по сравнению с аналогами

Полиуретановые герметики хорошо известны западным строителям. Благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам они опережают акрил и силикон по уровню продаж, как в Европе, так и в Америке.

Полиуретановые герметики изготавливаются на основе синтетических эластомеров. Это прочные, эластичные, стойкие к агрессивным воздействиям полимерные вещества, из которых также изготавливают полиуретановый пол, лаки, клеи, пены и искусственные каучуки.

 

По своим характеристикам такие герметики имеют ряд преимуществ по сравнению с силиконовыми и акриловыми аналогами.

 

Свойства полиуретановых герметиков

• Полиуретановые герметики обладает высокой прочностью и устойчивостью к деформациям. Они характеризуется хорошей адгезией практически ко всем поверхностям, в том числе – к металлу, стеклу, бетону, керамике, резине, различным краскам, полистиролу, полиэфирам и полиамидам.
• По эластичности полиуретановый герметик в три-шесть раз превосходит остальные разновидности герметизирующих материалов. При этом усадка при отверждении у него полностью отсутствует, в то время как у других групп герметиков этот показатель может достигать 15-16%.
• Однокомпонентные полиуретановые герметики не обладают запахом. Их можно окрашивать обычными красителями и без ограничений использовать в любых помещениях.
• Акрил на холоде теряет свои свойства, «лопается», крошится или отслаивается, в то время как полиуретан сохраняет свои характеристики в диапазоне температур от -60°C до +120°C. Кроме того, полиуретановые герметики возможность проведения работ при температуре до -10°С.
• Герметики на основе полиуретана имеют более высокую стоимость, однако она компенсируется их низким расходом и длительным сроком службы. Коэффициент экономичности силикона – 0,91, акрила – 0,85, полиуретана – 0,83. При этом длительность эксплуатации акрила при проведении внутренних работ составляет 5-10 лет, силикона – 10-20 лет, полиуретана – 25-40 лет. В наружных конструкциях эти показатели снижены, для герметиков на основе полиуретана – срок службы составляет 15 — 55 лет, в то время как, для силикона – он составляет всего 1-3 года. Акриловые герметики предназначены только для выполнения наружных работ.
• Полиуретановые герметики удобны в использовании, надежны, безопасны в работе и могут применяться при решении самых разных задач, в том числе – при защите соединений кровли, установке окон, производстве стеклопакетов, заделке межпанельных и деформационных швов, а также использоваться в качестве клей-герметика, за счет своей высокой адгезионной прочности с основанием.

Полиуретановый герметик — свойства и назначение

Сегодня строительство и ремонт трудно представить без герметиков.Они позволяют быстро и безопасно заполнить швы и различные отверстия. Доступность и простота в применении делает использование герметиков и в домашних условиях. Полиуретановый герметик

К универсальным относятся полиуретановые герметики. Основой смеси является полиуретановая смола. Это многофункциональный материал. При контакте материала с влажным воздухом происходит полимеризация.

Полиуретановый герметик позволяет обрабатывать любые виды поверхностей, широко применяя в строительстве и ремонте. Он имеет уникальные свойства, благодаря которым дает возможность заполнять швы, трещины, стыки на любых поверхностях.

Быстрое затвердевание является одним из преимуществ

полиуретанового герметика – экономится время и упрощается последующая обработка. Кроме того, материал эластичен, следовательно, стойко выдерживает механическое воздействие, и может применяться на поверхностях, подвергаемых значительным вибрациям. Полиуретановый герметик

Герметик полиуретановый хорошо сцепляется с поверхностями из металла, бетона, камня, керамики, дерева, пластмассы – имеет хорошую адгезию. Используется по назначению, то есть в качестве надежного герметика, обеспечивая термоизоляцию, предотвращает попадание осадков и паводковой воды.

Высоко эластичный полиуретановый герметик может служить альтернативой пластмассы, каучука и резины. Материал устойчив к коррозии, благодаря чему может широко применяться в строительстве и ремонте. С его помощью можно выполнять как внутренние, так и наружные работы с целью изоляции помещения.

Полиуретановый герметик,

цена которого доступна, имеет особые свойства, почему и стоит несколько дороже, чем другие виды. Инструкция на упаковке содержит рекомендации по применению. Обрабатываемая поверхность должна быть предварительно подготовлена к нанесению герметика – очищена и высушена. Полиуретановый герметик

Применяя двухкомпонентные составы, сначала нужно создать идеально однородную массу – материал должен затвердевать равномерно. Однокомпонентные материалы проще в применении. Для закладывания герметика существуют специальные инструменты, например, пистолет. Однако состав содержит вредные вещества. Приступать к работам следует, заранее позаботившись о проветривании помещения. Если соблюдать все правила, полиуретановые герметики не представляют опасности.

Поделиться ссылкой:

Добавлено: 2018-01-10 07:38 | Просмотров: 126|

Свойства полиуретана | Данные по полиуретановому эластомеру Pleiger

Plei-Tech ® — Свойства полиуретана, рассчитанные на выполнение

Все полиуретаны Pleiger Plastics продаются под зарегистрированным названием Plei-Tech®. Имя Plei-Tech® известно во всем мире как высококачественный полиуретан с высокими эксплуатационными характеристиками. Правильный выбор правильного полиуретана зависит от множества факторов. К ним относятся проблемы температуры и окружающей среды, химическая стойкость, сопротивление порезам и разрыву, твердость, сопротивление истиранию, динамические характеристики и стоимость.Большинство формованных деталей требуют учета двух или более из этих характеристик, и эластомер Plei-Tech® может быть изготовлен по индивидуальному заказу с учетом этих требований.

Часто существует несколько эластомеров Plei-Tech®, которые удовлетворяют потребности клиента в конкретной области применения. В таких ситуациях производятся прототипы деталей каждого компаунда и проходят полевые испытания, поэтому наш клиент может выбрать наиболее экономичный полиуретановый компаунд. Этот метод предотвращает дорогостоящую «чрезмерную инженерию» полиуретановых деталей и экономит деньги.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть линейку продуктов Plei-Tech.

График производительности

	1 = ПЛОХО				1 = ПЛОХО
	MDI	TDI	NDI	PPDI	Сложный эфир	Эфир	Каприлактон
1 = ПЛОХО 4 = ОТЛИЧНО
Сопротивление истиранию	2	1	4	3	3	1	2
Устойчивость к порезам и разрыву	2	1	4	3	3	1	2
Динамические характеристики	1	2	4	3	3	1	2
Рабочая температура	1	2	3	4	1	3	2
Водонепроницаемость	2	1	3	4	1	3	2
Химическая стойкость	2	1	4	3	3	1	2
Стоимость	1	2	3	4	1	3	2
Диапазон твердости	3	4	2	1	3	1	2
Время выполнения	2	1	3	4	3	1	2

Приложения и материалы

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА ДЮРОМЕТРА

Только для сравнения. Не использовать в качестве таблицы преобразования.
Берег A					10	20	30	40	50	60		70	80		90		100
Шор D									10		20			30		40	50	60	70	80	90	100
Берег OO	10	20	30	40	50	60	70	80		90					100

Чтобы узнать больше о свойствах полиуретана эластомеров Pleigers, свяжитесь с нами сегодня.

ПОЛИУРЕТАН

ПОЛИУРЕТАН Химические свойства, применение, производство

Обзор

Полиуретаны (ПУ) присутствуют во многих аспектах современной жизни. Они представляют собой класс полимеров, нашедших широкое применение в медицине, автомобилестроении и промышленности. Полиуретаны можно найти в таких продуктах, как мебель, покрытия, клеи, строительные материалы, фильтры, набивки, краски, эластомеры и синтетическая кожа.Полиуретаны заменяют старые полимеры по разным причинам. Правительство Соединенных Штатов постепенно отказывается от хлорированного каучука в морских и воздушных судах, а также в покрытиях, поскольку они содержат опасные для окружающей среды летучие органические соединения ^{[1, 2]} . Производители автомобилей заменяют латексную резину в автомобильных сиденьях и внутренней обивке на пенополиуретан из-за более низкой плотности и большей гибкости ^[3] . Другими преимуществами полиуретанов являются повышенная прочность на разрыв и температуры плавления, что делает их более прочными ^[4] .Их устойчивость к разложению водой, маслами и растворителями делает их превосходными для замены пластмасс ^[5] . В качестве покрытий они демонстрируют отличную адгезию ко многим веществам, сопротивление истиранию, электрические свойства и атмосферостойкость для промышленных целей ^[5-7] .
Во всем мире все больше и больше внимания уделяется переработке полиуретана из-за постоянных изменений как в нормативных, так и в экологических вопросах. Увеличение затрат на свалки и уменьшение площади свалок вынуждают рассматривать альтернативные варианты утилизации полиуретановых материалов ^[8] .Полиуретан успешно перерабатывается из различных потребительских товаров, включая: бытовую технику, автомобили, постельные принадлежности, ковровые подушки, мягкую мебель ^[9] . Полиуретановая промышленность определила работающие технологии для восстановления и переработки полиуретановых отходов из выброшенных продуктов, а также из производственных процессов. Например, в 2002 году 850 миллионов фунтов полиуретана было использовано для изготовления ковровой подушки ^[10] , из которых 830 миллионов фунтов были изготовлены из утильных пенополиуретанов.Из общего количества использованного лома 50 миллионов фунтов были получены из бытовых отходов. В проекте директивы ЕС ^[11] для утилизации отслуживших свой срок транспортных средств (ELV) сообщается, что в 2005 году 15,0% веса транспортного средства выбрасывается (максимум) на свалку, и прогнозируется, что в 2015 году только 5,0%. от веса транспортного средства будет отправлено (максимум) на свалку. Полиуретановая промышленность стремится удовлетворять текущие потребности сегодняшнего дня без ущерба для потребностей завтрашнего дня. Дальнейшее развитие технологий рециркуляции и восстановления ^[12–14] , инвестиции в инфраструктуру, необходимую для их поддержки, создание жизнеспособных рынков и участие промышленности, правительства и потребителей — все это приоритеты.

Рисунок 1. Химическая структура полиуретана.

Недвижимость

Полиуретаны были впервые произведены и исследованы доктором Отто Байером в 1937 году. Полиуретан — это полимер, в котором повторяющееся звено содержит уретановый фрагмент. Уретаны представляют собой производные карбаминовых кислот, которые существуют только в форме их сложных эфиров ^[15] . Основное преимущество PU состоит в том, что цепь состоит не только из атомов углерода, но и из гетероатомов, кислорода, углерода и азота ^[4] .Для промышленного применения можно использовать полигидроксильное соединение. Точно так же можно использовать полифункциональные соединения азота в амидных связях. Изменяя и варьируя полигидроксильные и полифункциональные соединения азота, можно синтезировать различные полиуретаны ^[15] . Полиэфирные или простые полиэфирные смолы, содержащие гидроксильные группы, используются для производства полиэфира или простого полиэфира-ПУ, соответственно ^[6] . Вариации количества замен и расстояния между разветвленными цепями и внутри них приводят к образованию полиуретанов от линейных до разветвленных и от гибких до жестких.Линейные полиуретаны используются для изготовления волокон и формовки ^[6] . Гибкие полиуретаны используются в производстве связующих и покрытий ^[5] . Гибкие и жесткие пенопласты, из которых состоит большинство производимых полиуретанов, можно найти в различных формах в промышленности ^[7] . Используя форполимеры с низкой молекулярной массой, можно получить различные блок-сополимеры. Концевая гидроксильная группа позволяет вставлять чередующиеся блоки, называемые сегментами, в цепь PU. Различия в этих сегментах приводят к разной степени прочности на разрыв и эластичности.Блоки, обеспечивающие жесткую кристаллическую фазу и содержащие удлинитель цепи, называются жесткими сегментами ^[7] . Те, которые образуют аморфную каучукоподобную фазу и содержат полиэфир / простой полиэфир, называются мягкими сегментами. Коммерчески эти блок-полимеры известны как сегментированный Pus ^[16] .

Приложение

Полиуретаны сегодня являются одними из самых универсальных материалов в мире. Их множество применений варьируется от гибкого пенопласта в мягкой мебели до жесткого пенопласта в качестве изоляции в стенах, крышах и приборах, до термопластичного полиуретана, используемого в медицинских устройствах и обуви, до покрытий, клеев, герметиков и эластомеров, используемых для полов и автомобильных интерьеров ^{[17, 18]} .Полиуретаны все чаще используются в течение последних тридцати лет в самых разных сферах применения из-за их комфорта, рентабельности, экономии энергии и потенциальной экологической безопасности. Какие факторы делают полиуретаны столь желанными? Долговечность полиуретана в значительной степени способствует долгому сроку службы многих продуктов. Увеличение жизненного цикла продукта и сохранение ресурсов являются важными экологическими соображениями, которые часто благоприятствуют выбору полиуретанов ^[19-21] . Полиуретаны (ПУ) представляют собой важный класс термопластических и термореактивных полимеров, так как их механические, термические и химические свойства могут быть изменены путем взаимодействия различных полиолов и полиизоцианатов.

Препарат

Пенополиуретан получают путем полимеризации полиолов с изоцианатами. Один из наиболее часто используемых реакционноспособных изоцианатов толуолдиизоцианат, TDI. Его получают из толуола путем нитрования, а затем восстановления с последующей обработкой фосгеном.Изоцианатный остаток легко реагирует со спиртами с образованием карбаматов (уретанов) или аминов с образованием мочевины.

Деградация

После многих лет производства полиуретанов производители обнаружили, что они подвержены деградации. Вариации в характере деградации различных образцов полиуретанов объяснялись многими свойствами полиуретанов, такими как топология и химический состав ^[22] . Молекулы ферментов могут легко вступать в контакт с водорастворимыми субстратами, что позволяет ферментативной реакции протекать быстро. Однако считается, что молекулы фермента имеют крайне неэффективный контакт с нерастворимыми субстратами (например, полиуретаном). Чтобы преодолеть это препятствие, ферменты, разрушающие нерастворимые субстраты, обладают некоторыми характеристиками, которые позволяют им прикрепляться к поверхности нерастворимого субстрата ^[23-25] .
Наблюдения Акуцу и др. (1998) ^[26] для полиуретаназы PudA показывают, что этот фермент разлагает PU в двухстадийной реакции: гидрофобная адсорбция на поверхности PU с последующим гидролизом сложноэфирных связей PU.Считалось, что PU-эстераза имеет домен связывания с гидрофобной PU-поверхностью (SBD) и каталитический домен. Было показано, что SBD важен для разложения PU. Об этой структуре, наблюдаемой в PudA, также сообщалось в поли (гидроксиалканоат) (PHA) деполимеразе, которая разлагает PHA. PHA — нерастворимый полиэфир, синтезируемый в качестве пищевого резерва бактерий. В ферментах деполимеразы PHA гидрофобный SBD был определен с помощью анализа аминокислотной последовательности и его различных физико-химических и биологических свойств ^{[24, 27]} . Другой класс ферментов, содержащих SBD, — это целлюлазы. Было обнаружено, что несколько ферментов целлюлазы содержат три основных структурных элемента: гидролитический домен, гибкий шарнирный участок и хвостовой участок С-конца, участвующий в связывании субстрата ^[28-30] .
К настоящему времени были выделены и охарактеризованы только два типа ферментов PUase: ассоциированная с клеткой, мембраносвязанная PU-эстераза ^[26] и растворимые внеклеточные PU-эстеразы ^[31-33] . Два типа PUase, по-видимому, играют разные роли в деградации PU.Связанная с мембраной PU-эстераза могла бы позволить клеточно-опосредованный контакт с нерастворимым PU-субстратом, в то время как внеклеточные PU-эстеразы могли бы связываться с поверхностью PU-субстрата и последующим гидролизом. Оба действия фермента были бы полезны для бактерий, разлагающих PU. Прикрепление бактериальной клетки к субстрату PU через PUазу позволит гидролизу субстрата до растворимых метаболитов, которые затем будут метаболизмом клетки. Этот механизм деградации PU уменьшит конкуренцию между клеткой, разрушающей PU, с другими клетками, а также обеспечит более адекватный доступ к метаболитам.Растворимая внеклеточная ПУ-эстераза, в свою очередь, гидролизует полимер на более мелкие единицы, обеспечивая метаболизм растворимых продуктов и облегчая доступ ферментов к частично разрушенному полимеру.

Список литературы

1. Hegedus, C.R., Pulley, D.F., Spadafora, S.J., Eng, A.T., Hirst, D.J., 1989. Обзор технологии органических покрытий для самолетов ВМС США. Журнал технологии покрытий 61, 31–42.
2. Reisch, M.S., 1990. Производители морских красок стремятся решать экологические проблемы.Новости химии и машиностроения 17, 39–68.
3. Ulrich, H., 1983. Полиуретан. В: Энциклопедия современных пластмасс, т. 60. McGraw-Hill, New York, стр. 76–84.
4. Байер О., 1947. Полиуретаны. Современные пластмассы 24, 149–152.
5. Сондерс, Дж. Х., Фриш, К. К., 1964. Полиуретаны: химия и технология, часть II: Технология. Издательство Interscience, Нью-Йорк.
6. Урбански, Дж., Червински, В., Яницка, К., Маевска, Ф., Зовалл, Х., 1977. Справочник по анализу синтетических полимеров и пластиков.Ellis Horwood Limited, Чичестер, Великобритания.
7. Фрид, J.R., 1995. Наука и технология полимеров. Прентис-Холл, ПТР, Энглвуд Клиенс, Нью-Джерси.
8. Дж. ДеГаспари, журнал «Машиностроение» (ASME), июнь 1999 г.
9. Альянс производителей полиуретанов. .
10. Новые прогнозы для полипропилена, полистирола и полиуретана, Gobi International, 20 мая 2002 г.
11. Директива 2000/53 / EC Европейского парламента и Совета от 18 сентября 2000 г. по отслужившим свой срок транспортным средствам.
12. Дж. Шейрс, Переработка полимеров, John Wiley & Sons, Чичестер, 1998 г., глава 10.
13. K.C. Фриш, Достижения в переработке пластмасс, т. 1, ISBN 1-56676-737-1-Techn

Герметик для стеклопакетов на основе полиуретана

Название:

Герметик для стеклопакетов на основе полиуретана

Патент США92

Аннотация:

Варианты осуществления изобретения включают в себя изолированные блоки и способы изготовления изолирующих блоков. Изолирующие элементы включают в себя первую поверхность, структурное уплотнение, расположенное по меньшей мере на участках первой поверхности, и вторую поверхность, расположенную на структурном уплотнении. Структурное уплотнение включает продукт реакции по меньшей мере одного первого изоцианата, по меньшей мере одной стороны, взаимодействующей с изоцианатом, и по меньшей мере одного промотора адгезии, включая продукт реакции по меньшей мере одного вторичного аминоалкоксисилана и по меньшей мере одного второго изоцианата.

Изобретателей:

Радхакришнан, Биндушри (Лейк Джексон, Техас, США)
Гриер, Лаура А.(Бразория, Техас, США)
Махди, Сайед З. (Рочестер-Хиллз, Мичиган, США)

Номер заявки:

13/878380

Дата публикации:

19.05.2015

Цессионарий:

Dow Global Technologies LLC (Мидленд, Мичиган, США)

Другие классы:

156/331. 4, 156 / 331,7, 428 / 423,1, 428 / 425,6, 528/67

Международные классы:

E04B1 / 66 ; B32B37 / 12 ; C03C27 / 10 ; C08G18 / 28 ; C08G18 / 36 ; C08G18 / 77 ; C08G18 / 78 ; C08G18 / 79 ; C09J175 / 04 ; E04C2 / 54 ; E06B3 / 00

Поле поиска:

52/786.1, 428 / 423,1, 428 / 425,6, 156 / 331,4, 156 / 331,7, 528/44, 528/67

Измерение и численное моделирование механических свойств пенополиуретана

1. Введение

На механические свойства пенополиуретана, сжатого в быстром и динамическом состояниях, среди прочего влияет трение ячеистой структуры и воздуха, содержащегося в ячейках [1– 3]. Однако это не вносит значительного вклада в сжимающую силу в определенном диапазоне деформации, как сообщается в [4]. [4]. На поведение при сжатии, нагрузке существенное влияние оказывают механические и физические свойства пенополиуретана, такие как геометрия, толщина или плотность, что объясняется [5]. Уменьшение толщины комфортного материала из пенополиуретана приводит к желаемому снижению веса, но снижает общее демпфирование и, наоборот, увеличивает общую жесткость. Поэтому тенденцией в автомобильной промышленности является разработка пенополиуританов низкой плотности с более низкой насыпной плотностью, обладающих лучшими механическими свойствами при сжатии, чем обычно используемые пенополиуретаны [2].Еще одно решение, которое может изменить механические свойства, — это вертикальное наслаивание пенополиуретана с различными физическими и механическими свойствами. Но это не приводит к ожидаемому улучшению характеристик, соответствующих поведению композита [6, 7], что может быть связано с тем, что только наслаивание пенополиуретана не дает желаемого синергетического эффекта, как указано в [6]. [8]. Кроме того, не достигается значительного улучшения характеристик энергосбережения и виброизоляции или других параметров, таких как проницаемость пенополиуретана. Улучшения отражаются только в уменьшении значений контактных давлений от тела нагрузки [9]. Механическое поведение пенополиуретана можно рассматривать как существенно нелинейное с большой вязкоупругой деформацией, релаксацией и восстановлением структуры.

2. Анализ свойств отобранных образцов пенополиуретана

Механические, химические и физические свойства вместе с экспериментально установленными структурными свойствами образцов пенополиуретана разной плотности были опубликованы в работах [1–4].[1, 2, 5]. Структура пенополиуретана образована химическим процессом полиприсоединения спиртов с двумя или более гидроксильными группами и изоцианатов. Изоцианат реагирует с водой с образованием диоксида углерода, который создает ячеистую структуру пенополиуретана. По типу применяемых ингредиентов и их соотношению пену можно разделить на мягкую, умеренно жесткую, жесткую и твердую. Гибкость структуры ячеек, среди прочего, зависит от ее плотности ρPU = вес / объем, которая для удобства применения находится в диапазоне от 10 до 100 кг · м ⁻³ . Образцы пенополиуретана характеризуются низкой проницаемостью оболочки, которая возникает в результате отвода тепла от полиуретана стенкой формы. Внутренняя структура ячеек характеризуется кривой распределения диаметров ячеек, и она значительно более пористая, что для пористой структуры может быть выражено безразмерной величиной в соответствии с формулой. (1). Соотношение описывает отношение объема полиуретановой структуры к общему объему структуры, что важно для получения параметра, называемого плотностью упаковки.На количество пористых ячеек и соединительные края (края, соединяющие воздушные ячейки) в значительной степени влияет диаметр ячеек, как указано в Ref. [1]. Он также заявляет, что структура пенополиуретана, созданная путем объединения отдельных ячеек, представляет собой макроскопическую гомогенную систему и независимо от изменчивости диаметров ячеек, и поэтому она может заменить континуум или реологические модели. С точки зрения механизма деформации поведение пен можно охарактеризовать следующими аспектами: во время сжатия пены воздух выходит из ячейки, стенки ячеек изгибаются, и с определенной фазы стенки ячеек контактируют с определенными трение. Во время разгрузки воздух снова засасывается в конструкцию. Следовательно, для быстрого сжатия ячеистой структуры пены механические свойства зависят, в частности, от количества воздуха и воздухопроницаемости пористых ячеек и, следовательно, от скорости деформации ε˙ (t). Уже в 1970 г. в работе Ref. [10] было опубликовано, что количество воздушных ячеек влияет на величину рассеяния энергии ϑ (t), которую может поглотить пенополиуретан. С точки зрения механических свойств пенополиуретаны являются почти изотропными вязкоупругими материалами.Он был опубликован в 1987 г. [11]. Они утверждают, что во время трехосного испытания, когда образец нагружается одновременно в трех основных направлениях основной системы координат ( X , Y и Z ), получается примерно такой же ход кривых нагружения. Они отличаются только постоянным. В результате деформация / деформация ε по главной оси нагрузки и объемная деформация γ могут быть выражены уравнениями. (2) и (3). Результаты анализа структуры образцов пенополиуретана размерами 100 × 100 × 40 мм, пронумерованных 1–6, представлены в таблице 1. Объем воздуха в анализируемых образцах достигал 96,5 ± 0,5%, при этом параметр плотности упаковки Ψ составлял от 0,033 до 0,034. Это связано с плотностью чистого полиуретанового полимера (для комфортных вещей от 1200 до 1500 кг м ⁻³ ). В зависимости от увеличения количества полиуретана в образце пенополиуретана объем воздуха уменьшается. Этот факт можно проиллюстрировать с помощью параметрического графика (рисунок 1).

Рисунок 1.

Характерный состав пенополиуретана.

905 ± 43

Образец	Плотность [кг м −3 ]	Вес по площади [гм −2 ]	5″ border-bottom=».5″ border-left=»0″ border-right=»0″ align=»left»> Содержание воздуха [%]	-]	Средний размер ячеек (внутренняя структура) [мкм]	Средний размер ячеек (внешняя структура) [мкм]
1	48 ± 0.01	1920 ± 0,40	96,0 ± 0,80	0,032	544 ± 37	687 ± 51
2	51 ± 0,26	2045 ± 5,20	96,5 ± 0,92	0,034	562 ± 48
3	50 ± 0,16	2003 ± 3,20	96,6 ± 0,67	0,033	478 ± 26	601 ± 63
4	47 ± 0,33	1887 ± 3	96. 8 ± 0,70	0,031	593 ± 52	690 ± 39
5	50 ± 0,12	2002 ± 0,40	96,6 ± 0,27	0,034	462 ± 27	613 ± 53
6	49 ± 0,39	1966 ± 7,13	96,7 ± 0,22	0,033	455 ± 45	5″ border-left=»0″ border-right=»0″ align=»left»> 625 ± 38

Таблица 1.

Параметры испытанных образцов ПУ.

где Ψ [-] — параметр плотности упаковки пенополиуретана, Vpolym — объем пенополиуретана [м ³ ], а Vair [м ³ ] — объем воздуха.

Γ = ΔVV0 = V0 − VcompV0 = (Vair + Vpolym) −Vcomp (Vair + Vpolym) = 1 − Φ, E2ε = L0 − δL0 = 1− [1 − V0 − VcompV0] 1/3 = 1− [1− γ] 1/3, E3

, где Γ [-] — общая объемная деформация пенополиуретана, Vcomp [м ³ ] — сжатый объем, V0 [м ³ ] — недеформированный объем, Vполим [м ³ ] — объем полимера в пенополиуретане, Vair [м ³ ] — объем воздуха в ячейках, Φ [-] — соотношение сжатого и несжатого объема, ε [-] — деформация, δ [мм] — значение (длина) сжатия, а L0 [мм] — исходная недеформированная длина (рисунки 2 и 3).

Рис. 2.

(a) Внутренняя структура (низкопористая оболочка). (б) Внутренняя структура пенополиуретана с характерной формой ячеек (слева) и детали внутренней структуры (справа).

Рисунок 3.

Объем воздуха и материала в структуре пенополиуретана в зависимости от удельного веса чистого полимера.

3. Измерение свойств выбранных образцов при статическом сжатии

Механические свойства выбранных образцов пенополиуретана показывают напряжение, зависящее от скорости деформации, которое сопровождается изменением жесткости.Жесткость образца можно экспериментально определить как наклон касательной силы в зависимости от сжатия или деформации. Наиболее существенное изменение K находится в начальной фазе (область № 1, рисунок 13). Демпфирование материала ηt — это механическая переменная, которую трудно измерить. Это может быть аппроксимировано, например, рассеянием энергии на кривой гистерезиса. Но следует понимать, что полученные значения будут варьироваться в зависимости от скорости деформации и геометрии тела нагрузки.Как правило, две пены с одинаковой плотностью могут иметь разную жесткость. Сравнительным параметром могут быть контактные давления и характеристика передачи, которую определяет значение резонансной частоты. Существует множество методик описания механических свойств пенополиуретана, но они не стандартизированы. Поэтому была разработана и внедрена собственная методика измерения свойств при статическом и динамическом сжатии.

3.1. Определение механических свойств образцов пенополиуретана при статическом сжатии

Для получения механических свойств выбранных материалов при статическом или квазистатическом сжатии измерения проводились на образцах, сжатых жесткой стальной пластиной размером 200 × 200 × 50 мм.Образец площадью 100 × 100 мм помещался на жесткую опору. Образцы изменяют механические свойства с толщиной, что отражается на изменении жесткости и демпфирования. Эти свойства измерены на пенополиуретане толщиной 60, 40 и 20 мм (образец № 3). Для испытаний (рис. 4) использовалась универсальная испытательная машина Labortech 2.050. Тензодатчик растяжения с грузоподъемностью 1 кН был размещен на подвижной части измерительного устройства. Для измерения применялась деформация до 50% в соответствии со стандартом DIN 54 305.Этот стандарт используется для испытаний на квазистатическое сжатие объемных волокнистых конструкций, пенополиуретана и подобных материалов. Скорость деформации была установлена ​​60 мм мин ^-1 . После деформации следует достижение фазы разгрузки до 0% деформации. Это представляет собой один цикл, который повторяется четыре раза. Сигнал загрузки имеет треугольную форму волны. Во время испытания регистрируется сила, зависящая от сжатия. Результаты образцов пенополиуретана различной толщины показаны на рисунке 5. Результаты подтвердили, что с уменьшением толщины усилие, необходимое для сжатия образца до желаемой деформации, увеличивается.Также видно, что между циклом загрузки и разгрузки существует гистерезис, а между первым и вторым циклами происходит значительная потеря силы (релаксация материала). Жесткость образцов измеряли на 5-м цикле (рисунок 6). Жесткость образцов толщиной от 60 до 40 мм в диапазоне от 30 до 50% показывает разницу около 20% (2000 Н / м), в то время как максимальная сила при 50% деформации отличается всего около 30 Н. Образец с толщиной 20 мм показали увеличение прочности на 80 Н по сравнению с образцом толщиной 60 мм и увеличение прочности на 50 Н по сравнению с образцом, имеющим толщину 40 мм.Однако жесткость образца толщиной 20 мм по сравнению с образцами толщиной 40 и 60 мм увеличилась примерно на 11000 Н / м. Может применяться неравенство α60 <α40 <α20, описывающее тангенциальный наклон начальной жесткости ячеистой конструкции заданной толщины. Можно сделать вывод, что целевое уменьшение толщины пенополиуритана (идея новой конструкции сиденья и спинок автокресел) не способствует качеству сидений.Это не подходит, особенно по соображениям безопасности. Например, выпускаемые в настоящее время подголовники, в которых структура комфортного наполнителя состоит из пенополиуранта толщиной менее 20 мм, при высокой скорости деформации демонстрируют значительное упрочнение конструкции [3].

Рис. 4.

Определение механических свойств образцов пенополиуретана при статическом сжатии: (а) схема, (б) проведение измерения.

Рис. 5.

Зависимость силы от деформации образцов пенополиуретана размерами 100 × 100 × 60, 40 и 20 мм при циклическом сжатии.

Рисунок 6.

Зависимость жесткости от деформации образцов пенополиуретана размерами 100 × 100 × 60, 40 и 20 мм.

3.2. Определение механических свойств образцов ПУ при динамическом сжатии

Механические свойства при динамическом сжатии связаны со способностью материала гасить входящие колебания с заданной частотой и амплитудой. Это вызвано реорганизацией структуры, в данном случае ячеистой, при которой поступающая механическая энергия преобразуется в тепло за короткий промежуток времени.Большое количество рассеиваемой механической энергии ϑ (t), которое описывалось уравнением. (23) пропорциональна площади кривой гистерезиса, которая описывает связь между растяжением и относительной деформацией в течение одного цикла гармонического напряжения. Как правило, для вязкоупругих структур верно, что при гармоническом возбуждении структурное напряжение σ (t) и деформация ε (t) изменяются во времени, в то время как ε (t) имеет определенную фазовую задержку по отношению к приложенному напряжению σ (t), который определяется уравнениями. (4) и (5). Фазовый сдвиг ϕ (t) между растяжением и относительной деформацией при гармоническом возбуждении лежит в интервале ϕ (t) ∈ (0, π / 2).

σ (t) = σ⋅cos (ω⋅t + ϕ) = σ⋅cosϕ⋅cos (ω⋅t) + σ⋅sinϕ⋅cos (ω⋅t + π / 2) E4ε (t) = ε⋅cos (ω⋅t), E5

Ур. (4) описание зависимости напряжения от времени во время гармонического сжатия может быть дополнительно описано в формуле. (6) выражение компонентов динамического модуля материальной структуры.

σ (t) = EP′⋅ε⋅cos (ω⋅t) + EP ″ ⋅ε⋅cos (ω⋅t + π / 2), E6

, где EP′ — реальный компонент модуля динамической гибкости, описывающий долговечность. свойства материала, а EP ″ — мнимая составляющая модуля динамической гибкости, описывающая рассеивание энергии (модуль потерь).Оба модуля описываются уравнениями. (7) и (8), из которых можно получить сложный динамический модуль EPD согласно формуле. (9).

EP ″ = σ0ε0⋅sinϕ, E8

, где EPD — комплексный динамический модуль, а i — мнимая составляющая.

Для получения механических свойств при динамическом сжатии выбранных пенополиуретанов были проведены измерения на образцах размером 100 × 100 × 40 мм. Все наблюдаемые свойства в результате этих измерений можно суммировать в следующих пунктах:

• Определение механических свойств выбранных образцов с динамическим сжатием относительно жесткой пластины без начальной деформации.

• Определение механических свойств отобранных образцов с динамическим сжатием относительно жесткой пластины с начальной деформацией.

3.3. Определение механических свойств отобранных образцов с динамическим сжатием на жесткую пластину без начальной деформации

Эксперимент проходил в гидродинамической лаборатории (HDL). Измерительное устройство состояло из гидроцилиндра с прикрепленным приспособлением для ввода образца.Устройство состоит из двух вертикальных опорных трубок, надетых на круглую пластину, которые сверху соединены крестовиной. В середине крестовины крепилась неподвижная трубчатая мачта с размещенным на ней датчиком 0,5 кН. Образец помещался между верхней и нижней жесткими пластинами. T

Полиуретановая технология — Мир покрытий

Сегодняшняя промышленность по производству покрытий действительно может вскружить вам голову, и мы не имеем в виду пары. Список вариантов покрытий для конечных пользователей, казалось бы, бесконечен, но это ничто по сравнению со списком требований, которые поставщики и производители должны учитывать при разработке продуктов.Производительность, внешний вид, защита, рентабельность и соответствие требованиям охраны окружающей среды — вот лишь некоторые из факторов, которые производители красок и их поставщики должны учитывать.

Полиуретановая технология — это одно из покрытий, которое хорошо отвечает этому длинному списку требований и быстро становится технологией выбора для ряда конечных рынков.

По данным Alliance for the Polyurethane Industry, около 542 миллионов фунтов полиуретана было использовано для нанесения покрытий в США.S. в 2000 г. — увеличение на 8,4% количества полиуретана, используемого в покрытиях, в 1998 г.

Основные преимущества
Что делает полиуретаны такими популярными? Каждый производитель покрытий и поставщик сырья Coatings World говорил по разным причинам. Однако все их ответы можно резюмировать одним словом: универсальность. По словам инсайдеров отрасли, полиуретановая технология может использоваться практически в любой рецептуре.

Этот разрушительный шар, покрытый полиуретаном, поставляемым Rhino Linings, Inc., свидетельствует о долговечности полиуретановых покрытий.

«Мы считаем, что полиуретаны являются одними из наиболее универсальных полимеров в составах покрытий из-за их низкотемпературных и быстрых свойств отверждения, их физических свойств и простоты применения», — сказал Майкл Хьюз, менеджер по маркетингу в области клеев, покрытий и эластомеров. для Северной и Южной Америки в Huntsman Polyurethanes. «Я считаю, что дальность с ПУ больше, чем у других методов».

«Полиуретановые покрытия не содержат ЛОС или CF, не требуют сложной системы для нанесения и обладают отличными эластомерными качествами», — сказал Кирк Джеффрис, исполнительный директор Rhino Linings USA, Inc., поставщик высокоэффективных напыляемых полиуретановых покрытий и футеровок, таких как покрытие кузова грузовика на нашем покрытии. «Время нанесения и отверждения быстрое, что сокращает время простоя, и он относительно недорог и прост в применении».

Джеймс МакКэдден, вице-президент по продажам U.S. Coatings Company, согласился. «Полиуретановые продукты могут быть составлены из самых разных углей

Преимущества полиуретана — Свойства и преимущества уретана

Устойчивость к воде, маслу и жирам
Свойства материала полиуретана останутся стабильными (с минимальным набуханием) в воде, масле и жирах.Полиэфирные соединения могут прослужить много лет в подводных применениях.

Электрические свойства
Полиуретаны обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

Широкий диапазон устойчивости
Устойчивость обычно зависит от твердости. Для амортизационных эластомеров обычно используются составы с низким отскоком (т.е. диапазон упругости 10-40%). Для высокочастотных вибраций или там, где требуется быстрое восстановление, используются составы с упругостью 40-65%.В целом прочность повышается за счет высокой упругости.

Сильные адгезионные свойства
Полиуретан связывается с широким спектром материалов в процессе производства. Эти материалы включают другие пластмассы, металлы и дерево. Это свойство делает полиуретан идеальным материалом для колес, роликов и вставок.

Работа в суровых условиях окружающей среды
Полиуретан очень устойчив к экстремальным температурам, что означает суровые условия окружающей среды, и многие химические вещества редко вызывают разрушение материала.

Устойчивость к плесени, плесени и грибку
Большинство полиуретанов на основе простых полиэфиров не поддерживают рост грибков, плесени и грибка и поэтому хорошо подходят для тропических сред. Специальные добавки также могут быть добавлены, чтобы уменьшить это и в полиэфирных материалах.

Цветовая палитра
В полиуретан в процессе производства могут быть добавлены различные цветные пигменты. В пигмент можно включить защиту от ультрафиолета, чтобы обеспечить лучшую стабильность цвета при наружном применении.

Экономичный производственный процесс
Полиуретан часто используется для изготовления единичных деталей, прототипов или многократных серийных серий. Диапазон размеров варьируется от пары граммов до деталей на 2000 фунтов.

Короткие сроки производства
По сравнению с обычными термопластичными материалами полиуретан имеет относительно короткое время выполнения заказа при значительно более низких затратах на инструмент.