Поліуретан - що це

Поліуретани - це гетероцепні полімери, які стосуються синтетичним еластомерам. Поліуретан має унікальні властивості, що навіть зумовлено його різнобічно застосування. Чи не маловажним є те, що використовувати даний полімер вигідно з економічної точки зору. Нас сьогоднішній день поліуретан в різних формах і видах знайшов широке поширення не тільки в промисловості, але і в багатьох інших сферах. Він використовується, в тому числі, при виробництві різних декоративних елементів і захисту поверхонь будь-яких матеріалів від швидкого зносу. Існує багато видів поліуретанів з особливими характеристиками, але всіх їх об'єднує наявність в макромолекулі уретановой групи -NHCOO-.

будова Поліуретану

Спільною особливістю є наявність уретановой групи -NHCOO-, а структура молекулярної ланцюга може сильно відрізнятися. Все залежить від будови, співвідношення реагентів та молекулярного ваги. Структура всіх поліуретанів залежить від міжмолекулярних взаємодій в матеріалі: водневих, диполь-дипольних, ван-дер-Вальсова. При водневих зв'язках атоми водню уретанових груп є донорами протонів. При диполь-дипольних взаємодіях наявні в структурі поліуретану групи (в тому числі уретанові і сечовинні) утворюють міжмолекулярні сили, в результаті чого з'являються асоціати.

Дані доменні освіти пов'язані з основними цілями полімерів тільки хімічним чином, але не сумісні з їх масою. З цієї причини відбувається мікрофазное розшарування на надмолекулярному рівні. Причому утворена асоцоатами фаза підсилює структуру поліуретану, є його активним наповнювачем. Саме завдяки цій особливості, на основі поліуретанів можливо отримати матеріали, що володіють підвищеними конструкційними властивостями, такими як твердість, міцність, підвищений опір на розрив. І при цьому не потрібне введення додаткових активних наповнювачів.

У поліуретанах різних видів причини утворення доменних структур розрізняються, і вони можуть приймати різноманітні види. Будь-які міжмолекулярні взаємодії також є фізичними поперечними зв'язками. Але у всіх випадках доменні структури викликають підсилюють ефекти тільки за сукупністю що відбуваються в самій структурі поліуретану процесів.

Сильні взаємодії обумовлюють специфічну просторову сітку поліуретанів. У звичайних матеріалах (термопласти, пластмаса, волокна) просторова сітка сформована тільки фізичними поперечними зв'язками, тому дані матеріали мають твердістю і міцністю при звичайній кімнатній температурі. У поліуретанах просторова сітка змішана, є поперечні зв'язку фізичного і хімічного походження. Саме тому дані матеріали мають високі характеристики міцності при високих температурах.

властивості Поліуретану

Завдяки можливості індивідуального підбору вихідних речовин, отримання поліуретанів з різною структурою і властивостями не складає труднощів. У даних полімерів число поперечних зв'язків, структуру міжмолекулярних взаємодій і гнучкість полімерних молекул можна регулювати спочатку. Завдяки цьому, на основі поліуретанів отримують еластомери (м'якої і твердої структури), синтетичні волокна, піноматеріали (еластичні і жорсткі), пластичні маси і термореактивні покриття.

Основною відмінною особливістю поліуретанів є те, що їх механічні властивості можуть змінюватися в дуже широких межах. Вони залежать від характеру взаємодії (природи, довжини ділянок ланцюгів) між уретановими групами, від структури ланцюгів (може бути сітчастою або лінійної), від молекулярної маси і від ступеня кристалічності. Поліуретан може бути твердою речовиною або в'язкою рідиною. Властивості поліуретаном можуть варіюватися від твердості по Шору 15 (шкала А), що характерно для еластичних м'яких гум, до твердості по Шору 65 (шкала D), що відповідає жорстким пластиків.

Будь-поліуретан - це міцний, зносостійкий, стійкий і стабільний до набухання практично в будь-яких агресивних середовищах матеріал. Основними особливостями поліуретанів є:

високі фізико-механічні характеристики, вони краще, ніж у гуми, каучуку і металів;
здатність забезпечити конкретні вироби унікальними властивостями, яких неможливо досягти при використанні будь-яких інших матеріалів;
підвищена твердість, що дозволяє застосовувати його у виробах, що піддаються сильному механічному впливу;
збереження еластичності при високій міцності;
висока зносостійкість, в тому числі і абразивна зносостійкість.

застосування Поліуретану

Поліуретан - це конструкційний матеріал, тому область застосування в основному обумовлена його відмінними механічними властивостями, а точніше, широким діапазоном міцності. Різні промислові деталі машин, механізми і пристосування виробляються з поліуретанів. Підвищені силові навантаження, вплив агресивних хімічних середовищ, знижена або підвищена температура - ось ті умови, при яких використання поліуретану обґрунтовано і необхідно. Він відмінно підходить в якості заміни різних гумових виробів.

Широко використовується в будівництві, це одне з найбільш значущих в кількісному вираженні застосувань. Спінений поліуретан (водостійкий, легкий і простий у використанні) знаходиться на першому місці за обсягами використання. З нього виготовляють декоративні елементи (колони, карнизи) і багато іншого. Також популярний рідкий поліуретан, з якого роблять дахове покриття. Більш того, поліуретан застосовують в якості сполучного речовини при виробництві деревних плит, полимербетонов, пінопластів, клейових складів, різних покриттів.

Широке використання отримав листової поліуретан, з якого виробляють різні деталі і матеріали для промислових застосувань.