Polyurethan (34 Fotos): Was Ist Das Für Ein Material? Thermoplastisches Und Flexibles Polyurethan, Eigenschaften Und Dichte, Schmelzpunkt Und Andere Eigenschaften, Herstellung

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-18 12:07

Von Polyurethan wurde erstmals 1937 gehört. Dieses Material wurde von Otto Bayer aus Diisocyanat und Polyester in flüssiger Form synthetisiert. Der Stoff hatte viele Vorteile gegenüber dem damals sehr gefragten Kunststoff.

Was ist dieses Material?

Polyurethan ist ein einzigartiger Werkstoff mit nahezu unbegrenzten Einsatzmöglichkeiten und -aussichten. Das Polymer enthält 2 Arten von Rohstoffen, nämlich: Polyole und Isocyanate . Letzteres basiert auf der Erdölraffination. Durch Mischen flüssiger Elemente werden reaktive Zusammensetzungen erhalten. Die Eigenschaften von Polyurethan hängen direkt von den Inhaltsstoffen ab, aus denen es hergestellt wird, sowie vom Verhältnis von Katalysatoren, Treibmitteln, Stabilisatoren und vielem mehr.

Polyurethan sieht aus wie eine Polymerfaser mit poröser Struktur. Es gilt als vielseitiges Elastomer, hat aber sowohl Vor- als auch Nachteile.

Zu den Vorteilen von Polyurethan gehören die folgenden Eigenschaften:

• hohe mechanische Festigkeit;
• Dielektrizitätskonstante;
• schlechter Abrieb;
• gute Elastizität;
• die Fähigkeit, die Form nach wiederholten Verformungen beizubehalten;
• Verschleißfestigkeit;
• lange Lebensdauer;
• Beständigkeit gegen Säuren, Öle, Lösungsmittel;
• Unempfindlichkeit gegenüber dem Einfluss von Mikroorganismen;
• großer Betriebstemperaturbereich;
• Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen;
• die Fähigkeit, unter hohem Druck zu arbeiten.

Dieses Material altert nicht, es eignet sich für verschiedene Arten der Bearbeitung. Darüber hinaus sind Polyurethan-Produkte leicht und daher einfach zu transportieren und zu installieren. Dieses Elastomer hat die Fähigkeit zu schäumen, sodass alle Arten von porösen Produkten daraus hergestellt werden.

Trotz der vielen Vorteile hat Polyurethan einige Nachteile:

• instabil gegenüber Torsionsbelastungen;
• die Elastizität und Festigkeit des Materials hängen direkt vom Temperaturbereich der Umgebung ab;
• die Komplexität der Verarbeitung zu Sekundärrohstoffen.

Diese Art von Elastomer bezieht sich auf Materialien, die für alle Arten von Verarbeitungen leicht zugänglich sind. Darauf werden verschiedene Formen der Formgebung angewendet.

• Extrusion . Dieses Verfahren zur Herstellung von Polyurethan beinhaltet das Drücken des Materials in geschmolzener Form durch das Formungsloch des Extruders.
• Gießen . Unter Druckeinwirkung wird die Schmelze in eine spezielle Form gespritzt und anschließend abgekühlt.

Vergleich mit Gummi

Obwohl Gummi und Polyurethan ziemlich ähnlich sind, übertrifft synthetisches Elastomer das Naturmaterial in seinen Qualitätsmerkmalen. Im Gegensatz zu Gummi haben Polymerfasern eine höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit . Aus diesem Grund wird Kautschuk in vielen Industrien weniger verwendet als Polyurethan. Der Hauptfaktor, der die Haltbarkeit des Materials beeinflusst, ist sein abrasiver Verschleiß und die Anfälligkeit gegenüber dem Einfluss einer aggressiven Umgebung. Bei einem Vergleich nach diesem Kriterium kann geschlossen werden, dass Polyurethan eine 10-mal höhere Abriebfestigkeit aufweist.

Nach der Bewertung der Beständigkeit gegenüber unterschiedlichen Umgebungen wird das Polymer auch als besser als Gummi angesehen . Es kann die Auswirkungen von Lösungsmitteln und giftigen Chemikalien tolerieren. Naturkautschuk hat unter anderem eine 1,5-3 mal geringere Zugfestigkeit als ein Elastomer. Der Kunststoff ist in der Lage, sich bei hoher Belastung ohne Verformung schnell wieder in Form zu bringen. Gummi wiederum ist Elastomeren nur hinsichtlich der Kosten überlegen, die viel niedriger sind als die von Kunststoffen.

Um jedoch in Zukunft nicht doppelt bezahlen zu müssen, ist es laut Experten besser, hochwertiges und teures Material zu kaufen.

Eigenschaften und Eigenschaften

Da Polyurethan auf Polyol und Isocyanat basiert, gehört es zur Gruppe der Polyesterpolyole. Da dieser Typ ein Elastomer ist, zeichnet er sich durch eine gute Dehnbarkeit und die Fähigkeit aus, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Verschiedene Additive können dem Polyol einzigartige Eigenschaften verleihen, die die Indikatoren für Elastizität, Weichheit, Härte und Beständigkeit verändern können.

Polyurethan wird in mehreren Staaten hergestellt:

• in einer viskosen Flüssigkeit;
• in weich;
• im festen.

Unabhängig von der Form verändert das Elastomer seine technischen Eigenschaften unter dem Einfluss mechanischer und chemischer Umwelteinflüsse nicht. Dieses Material ist auch beständig gegen UV-Strahlung, Pilze und Schimmel.

Die technischen Eigenschaften von Polyurethan ermöglichen den Einsatz in vielen Haushalts- und Industriebereichen. Lassen Sie uns die Hauptmerkmale eines Polyesterpolyols auflisten.

• Dichte . Der Indikator hängt von der Art des Materials ab, normalerweise reicht er von 30 bis 300 kg / m3.
• Härte . Auf der Shore-Skala kann er von 50 bis 98 Einheiten reichen. Diese Indikatoren ermöglichen den Einsatz des Elastomers bei hohen Belastungen.
• Bedeutender Temperaturbereich . Das Material kann bei Temperaturen von -60 bis +80 Grad Celsius betrieben werden. Mit einer Anzeige von 120-140 Grad kann es für kurze Zeit verwendet werden. Polyurethane haben einen hohen Schmelzpunkt - mindestens 160 Grad Celsius. Wenn diese Materialien auf 220 Grad erhitzt werden, beginnen sie sich zu zersetzen.
• Wärmeleitfähigkeitskoeffizient - 0, 028 W / (m * K) .
• Dieses Polyol hat keine elektrische Leitfähigkeit .
• Gewicht . Das Material wiegt sehr wenig.
• Ozonbeständigkeit . Polyurethan zersetzt sich im Gegensatz zu Gummi nicht unter dem Einfluss von Ozon.
• Beständigkeit gegen aggressive Umgebungen .
• Entflammbarkeit . Nach GOST 12.1.044 ist das Material als nicht brennbar eingestuft und wird daher in vielen Branchen verwendet.
• Umweltfreundlichkeit . Polyurethan wird als sicheres Material eingestuft und wird daher häufig im Alltag verwendet.

Ist Polyurethan schädlich?

Aufgrund seiner energiesparenden Eigenschaften wird Polyurethan als sicheres Material eingestuft. Bei der Bewertung seiner Umweltfreundlichkeit ist jedoch die Möglichkeit einer Schädigung dieses Elastomers im flüssigen und festen Zustand zu berücksichtigen. Wie die Praxis gezeigt hat, emittiert dieses Polyol in trockener Form keine Schadstoffe . Gefährliche Dämpfe sind nur bei unsachgemäßem Umgang mit dem Material möglich.

Bei Einhaltung aller Sicherheitsmaßnahmen in der Flüssigfraktion stellt Polyurethan keine Gefahr für Mensch und Tier dar.

Ein Verstoß gegen die Produktionstechnologie kann jedoch zur Freisetzung der folgenden giftigen Dämpfe führen

• Isocyanate … Diese Stoffe sind Bestandteil von Farben und Lacken, Schaumprodukten. Ihr Vorhandensein kann ohne besonderen Schutz Asthma verursachen.
• Aminkatalysatoren, die eine erhöhte Empfindlichkeit, Reizbarkeit und verschwommenes Sehen verursachen . Bei kontinuierlicher Inhalation verursachen diese Stoffe Geschwüre, Reizungen der Schleimhäute, Verätzungen von Mund, Rachen und Speiseröhre.
• Polyol . Er kann seine toxische Wirkung nur im direkten Kontakt mit einem lebenden Organismus entfalten, nämlich beim Schlucken. Eine Polyolvergiftung äußert sich in Form von Erbrechen, Vergiftung und Krämpfen.
• Feuerdämmend . Diese Substanz reichert sich allmählich im Körper an und verursacht dann eine Vergiftung.

Daraus lässt sich schließen, dass Polyurethan nur bei unsachgemäßer Anwendung gesundheitsschädlich sein kann . Dies geschieht häufig bei Verwendung minderwertiger Sprays sowie bei fehlendem besonderen Schutz während des Betriebs.

Viele sind besorgt über die Gefahren von Polyurethan, das in Wohngebäuden montiert wird. Die Befürchtungen der Nutzer sind vergebens, da diese Warenkategorie vor dem Verkauf viele Sicherheitstests durchläuft. Probleme können nur auftreten, wenn das Elastomer von einem Hersteller bezogen wird, der über keine Qualitätszertifikate verfügt.

Vergleich mit anderen Materialien

Wenn wir die Eigenschaften von Polyurethan kennen, können wir sagen, dass es viel mehr Vorteile als Gummi hat. Wie bereits erwähnt, übertrifft dieses Polymer es in Haltbarkeit, Dehnbarkeit, Festigkeit und vielen anderen Eigenschaften. Verbraucher finden es oft schwierig, zwischen Polyurethan und anderen ähnlichen Produkten zu wählen und es mit ihnen zu vergleichen.

• Duroplast . Hat das Aussehen eines matten Kunststoffprodukts. Das Polyurethan wiederum ist wie ein aufgeschäumtes Pulver und wird mit einem Primer beschichtet. Letzteres ist leicht und eignet sich hervorragend für Arbeiten mit der Decke. Darüber hinaus ist das Sortiment recht breit gefächert. Duropolymer gehört zu den Anti-Vandalismus-Polymeren, sodass der Käufer nicht lange über seine Wiederherstellung nachdenken muss.
• Vinyl . Dieses Material soll im Gegensatz zu Polyurethan nicht die Oberfläche schützen, sondern wird häufiger zu dekorativen Zwecken verwendet.
• Silikon . Diese Materialien werden für die Verwendung in verschiedenen Arten von Arbeiten hergestellt. Laut Verbrauchern zeichnet sich das Elastomer durch eine bessere Haltbarkeit und Festigkeit aus. Silikon wiederum zeichnet sich dadurch aus, dass es elastisch und bioinert ist.
• Expandiertes Polystyrol . Der Unterschied zwischen den Materialien liegt vor allem in den Kosten, die bei Polyurethan höher sind. Expandiertes Polystyrol leitet die Wärme nicht gut, es ist bequem und einfach zu verwenden. Polyurethan hält länger als das vorherige Material, verschlechtert sich nicht unter dem Einfluss negativer Umweltfaktoren.
• Polyester . Damit hat Polyurethan viele der gleichen Eigenschaften. Allerdings ist das zweite Material in gewisser Weise dem ersten in der Qualität überlegen. Polyurethan ist elastischer, stärker und haltbarer als Polyester.

Artenübersicht

Polyurethan ist ein transparentes, energieeffizientes Universalmaterial, das weltweit täglich an Popularität gewinnt. Dieses Material hat seine eigene spezielle Kennzeichnung. Zu den beliebtesten Elastomermarken gehören SKU-PFL-100, NITs PU-5, sie zeichnen sich durch eine Shore-Härte von 85-90 Einheiten aus.

Flexibler Polyurethanschaum

Als Stoßdämpfer wird üblicherweise Polyurethan-Weichschaumgummi verwendet . Darüber hinaus wird es zur Herstellung von Bettwaren, Futter, Verpackungen und Fahrzeuginnenräumen verwendet.

Weichschaum kann in jeder Form hergestellt werden. Diese Art von Polyurethan zeichnet sich durch Leichtigkeit, Festigkeit und Komfort aus.

Thermoplast

Thermoplastisches Polyurethan ist ein elastisches, flexibles Material, das gegen Abrieb und widrige Witterungsbedingungen beständig ist. Es wird nach verschiedenen Verfahren hergestellt und eingefärbt. Die Verarbeitung von thermoplastischen Elastomeren erfolgt auf Extrusions-, Kompressions- und Schlagmaschinen . Dieses flexible Produkt ist in der Lage, sich an verschiedene Anwendungen wie Bau, Automobil, Schuhe anzupassen.

Anwendungen

Polyesterpolyol wird heutzutage häufig verwendet. Aus Polyurethanplatten werden Auskleidungsartikel, Pressteile, Walze, Rad, Walzenbeschichtung, Dichtringe, Manschetten, Stopfen hergestellt . In flüssiger Form hat es seine Anwendung bei der Beschichtung von Betonkonstruktionen, Waggons, Luken und Dächern gefunden. Häufig ist das Elastomer Bestandteil von Dicht-, Leim-, Farb- und Lackprodukten.

In der Schwerindustrie werden stoßdämpfende Teile aus diesem Material hergestellt . Im Bauwesen wird es verwendet, um eine rutschfeste Beschichtung, vibrationsbeständige Oberflächen, Fassaden zu erstellen. Die Automobil- und Möbelindustrie sind ohne Elastomer nicht mehr wegzudenken. Die Nachfrage nach Polyurethan wird in der Textilindustrie beobachtet. Es eignet sich zur Herstellung von Bezügen, Reißverschlüssen, Nieten, Einlegesohlen, Sohlen. Die Medizin verwendet Elastomere zur Herstellung von Kondomen, Prothesen und Implantaten.

wird bearbeitet

Das Thema Polyurethan-Recycling gewinnt heute immer mehr an Bedeutung. Das Problem ist mit einer Zunahme der Deponiefläche sowie einer Erhöhung der Kosten für deren Beseitigung verbunden. In den letzten Jahren wurde die Entwicklung neuester Technologien zur Verarbeitung von Elastomeren beobachtet und diesem Thema immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

Hier sind die wichtigsten Methoden zur Gewinnung von Recyclingmaterialien aus Polyurethan

• Physisch . Dabei wird der Kunststoff zu einer Feinfraktion zerkleinert, die anschließend als Füllstoff im Bau verwendet wird.
• Umschmelzen . Das Ergebnis dieses Verfahrens ist die Gewinnung von Rohstoffen, aus denen anschließend Polyurethan-Produkte gewonnen werden.
• Glykolyse bei hoher Hitze . Bei dieser Methode werden Kohlenhydrate abgebaut.
• Chemisch . Die Verarbeitung basiert auf einer Depolymerisation, wonach aus dem Elastomer Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht gebildet werden.
• Verbrennung . Diese Methode der Energiegewinnung gilt als die gefährlichste von allen, da sie Schadstoffe in die atmosphärische Luft freisetzt.

Dank der weitreichenden Einführung des Recyclings kann das aktuelle Problem des Einsatzes von Polyurethan gelöst werden. Die Eigenschaften dieses Materials sind vielfältig, ihnen sind praktisch keine Grenzen gesetzt. Das Elastomer funktioniert nicht nur in einer häuslichen Umgebung, sondern auch unter extremen Bedingungen perfekt.

Obwohl es sich um eine synthetische Substanz handelt, ist sie für den Menschen unbedenklich und wird daher in der Medizin-, Bau-, Textil- und Schuhindustrie verwendet. Trotz der hohen Kosten im Vergleich zu anderen Materialien zahlt sich Polyurethan durch seine Zuverlässigkeit und Langlebigkeit aus.