New page 3
Термопластичний поліуретан - еластомер з твердістю від 50 од. по Шору А до 74 од. по Шору Д;
Відмінні властивості матеріалу.
- стійкість до стирання;
- еластичність і стійкість до вигину;
- стійкість до розриву і раздиру;
- морозостійкість;
- знижена залишкова деформація після тривалої дії навантаження;
- стійкість до масел, жирів, алифатическим вуглеводнів, кислотам і озону;
- стійкість до дії мікроорганізмів і гідролізу.
Хімічна формула термопластичного поліуретану:
отримання
Поліуретан синтезується шляхом реакції між трьома компонентами:
1. Поліоли (длінноцепние діоли)
2. діїзоцианат
3. Коротколанцюгові діоли
За реакцією поліприєднання поліоли і Коротколанцюгові діоли реагують з діізоціанатами,
утворюючи лінійний поліуретан. М'яка частина еластомеру (еластичний сегмент) виходить
при реакції полиола з диизоционата. Комбінація диизоцианата і короткоцепних диола
утворює жорстку частину (жорсткий сегмент).
Молекулярний ланцюжок термопластичного поліуретану схематично представлена на рис. 1.
= Залишок длінноцепного диола
= Залишок короткоцепних диола
= Залишок диизоцианата
= Уретанові група рис.1
Властивості кінцевого продукту визначаються видом сировини, умовами реакції і співвідношенням
кількості вихідних матеріалів. Твердість кінцевого продукту - співвідношенням еластичного
і жорсткого сегментів.
Властивості термопластичного поліуретану істотно залежать від
застосовуваних при його виробництві поліолів і изоционатов.
Продукти відрізняються наступними особливостями:
Складний поліефір-поліол:
• дуже хороші характеристики міцності властивості;
• дуже хороша теплова формоустойчивость;
• дуже хороша стійкість до мінеральних масел і гідравлічних рідин.
Простий поліефір-поліол:
• підвищена стійкість до гідролізу;
• підвищена морозостійкість;
• стійкість до дії мікробів.
Поліефір вугільної кислоти (карбонат):
• підвищена стійкість до гідролізу;
• підвищена еластичність при негативних температурах;
• стійкість до дії мікробів.
Алифатический Ізоціонат:
• підвищена стійкість до УФ випромінювання;
• підвищена еластичність при негативних температурах;
допоміжні добавки
Крім основних компонентів сорти поліуретану можуть містити допоміжні речовини
для полегшення переробки і поліпшення якості кінцевого продукту:
• кошти для полегшення виїмки;
• вогнезахисні засоби;
• УФ-стабілізатори;
• пластифікатори;
• протимікробні добавки;
• добавки відлякують гризунів;
• скловолокно;
Перевірка властивостей, зразки
Сучасна технологія дозволяє виробляти поліуретан з широким інтервалом модуля пружності.
Мал. 2 показує область модуля пружності для ТПУ в порівнянні з іншими матеріалами.
Модуль пружності [МПа] є мірою жорсткості матеріалу. Він являє собою постійну
величину і визначається в інтервалі відносного подовження від 0,05% до 0,25%.
Порівняння модуля пружності ТПУ з іншими матеріалами
рис.2
Модуль пружності [МПа]
Твердість поліуретанів вказується цілими числами від Про до 100 з буквами А чи D.
Визначення проводиться за шкалою Шор А і Шор D згідно ДІН 53505. Під твердістю по Шору
розуміється опір матеріалу вдавленню наконечника певної форми
під дією сили тиску пружини.
Чим більше число, тим вище твердість. Буква А визначає м'якші значення,
буква Д-більш тверді, причому області перетинаються.
На рис.3 представлена взаємозалежність шкал твердості по Шору А і D.
Твердість Шор D рис.3
Щільність поліуретану зазвичай лежить в межах 1,1 - 1,2 г / см 3 для звичайних сортів
і 1,27 - 1,38 г / см 3 для стеклонаполненного сортів.
Теплостійкість [викату B50] ненаповнених сортів 60 - 90 0 С.
стеклонаполненного 90 - 120 0 С.
Теплопровідність [Вт / м К] змінюється в залежності від твердості, від 0,19 - для м'яких сортів,
до - 0,25 для твердих.
Зносостійкість визначається як втрати обсягу при стиранні [мм 3].
30 - 35 мм 3 для м'яких сортів і 20 - 30 мм 3 для твердих.
Зусилля роздираючи [Н / мм] істотно залежить від температури.
Температура [0 С]
ламається при -30 0 С
Хімічна стійкість в великій мірі залежить від виду, часу дії, температури,
кількості і концентрації діючої агента.
Кислоти і луги
Концентровані кислоти і розчини лугів впливають на поліуретан вже при кімнатній
температурі. Контакт з цими реагентами не повинен допускатися. До розбавлених кислот
і розчинів лугів поліуретан при кімнатній температурі стійкий.
насичені вуглеводні
При контакті поліуретану з насиченими вуглеводнями, такими як дизельне паливо,
ізооктан, петролейний ефір, гас має місце оборотне набухання, яке при кімнатній
температурі становить приблизно 1-3% і пов'язане зі зниженням межі міцності на розрив
максимально на 20%. Після випаровування і зникнення набухання вихідні механічні
властивості майже повністю відновлюються.
ароматичні вуглеводні
В ароматичних вуглеводнях, таких, як бензол і толуол, поліуретан не стійкий навіть при
кімнатній температурі і набухає до 50% з погіршенням механічних властивостей.
Мастила та жири
Випробувальні масла № 1, 2 і 3 по ASTM не призводять при кімнатній температурі до втрати
міцності. Зниження міцності не спостерігалося, так само, і після зберігання протягом 5-ти
тижнів при 80 ° С в ASTM маслах № 2 і 3.
Випробування з ASTM маслом № 1 при 80 ° С показали після декількох тижнів повільне
зниження міцності на розрив. До мастильним жирам і моторних мастил поліуретан стійкий
навіть при високих температурах, причому набухання в них дуже мало.
розчинники
Аліфатичні спирти, такі, як метанол, етанол і ізопропанол, викликають набухання поліуретану
і відповідне зниження міцності на розрив. Підвищені температури підсилюють цей ефект.
Кетони, такі, як ацетон, метилетилкетон та циклогексанон, є розчинниками
для термопластичних поліуретанів. Для тривалого використання в середовищі цих
розчинників термопластичний поліуретан не годиться.
Дія аліфатичних ефірів, таких, як етилацетат і бутилацетат, призводить до сильного
набухання. Високополярние органічні розчинники, як наприклад Н-метилпіролідин
і тетрагідрофуран (ТГФ) розчиняють термопластичні поліуретани.
Стійкість до дії мікробів
Термопластичні поліуретани на основі складних поліефірів припускають небезпеку
розкладання під тривалою дією мікробів при високій вологості в теплі.
У такому кліматі мікроорганізми швидко розмножуються. Кошти, виділені ними при цьому ферменти
призводять до розриву ефірних зв'язків і руйнування пластмасовою деталі. При цьому встановлено
точкова поразка, на противагу гидролитическому розкладанню, яке відбувається
по всій зовнішній поверхні.
Поліуретани на основі простих поліефірів стійкі до дії мікробів.
Більш детальну інформацію про всі властивості можна отримати від співробітників технічного відділу.