ยูรีเทน (34 ภาพ): วัสดุนี้คืออะไร? โพลียูรีเทนเทอร์โมพลาสติกและยืดหยุ่น ลักษณะและความหนาแน่น จุดหลอมเหลวและคุณสมบัติอื่นๆ การผลิต

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-18 12:25

โพลียูรีเทนเป็นที่รู้จักครั้งแรกในปี พ.ศ. 2480 วัสดุนี้สังเคราะห์โดย Otto Bayer จากไดไอโซไซยาเนตและโพลีเอสเตอร์ในรูปของเหลว สารนี้มีข้อดีมากกว่าพลาสติกซึ่งในเวลานั้นเป็นที่ต้องการค่อนข้างมาก

วัสดุนี้คืออะไร?

โพลียูรีเทนเป็นวัสดุชนิดพิเศษที่มีความเป็นไปได้และมีโอกาสในการใช้งานได้ไม่จำกัด โพลีเมอร์ประกอบด้วยวัตถุดิบ 2 ประเภท ได้แก่ โพลิออลและไอโซไซยาเนต การผลิตอย่างหลังขึ้นอยู่กับการกลั่นน้ำมัน โดยการผสมองค์ประกอบของเหลวจะได้องค์ประกอบปฏิกิริยา คุณสมบัติของโพลียูรีเทนโดยตรงขึ้นอยู่กับส่วนผสมที่ใช้ทำ เช่นเดียวกับอัตราส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยา สารเป่า สารทำให้คงตัว และอื่นๆ อีกมากมาย

โพลียูรีเทนมีลักษณะเป็นเส้นใยโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุน ถือว่าเป็นอีลาสโตเมอร์อเนกประสงค์ แต่ก็มีทั้งข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของโพลียูรีเทนมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความแข็งแรงทางกลสูง
• ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก
• รอยขีดข่วนไม่ดี;
• ความยืดหยุ่นที่ดี
• ความสามารถในการรักษารูปร่างหลังจากการเสียรูปซ้ำแล้วซ้ำอีก
• ความต้านทานการสึกหรอ
• อายุการใช้งานยาวนาน
• ความต้านทานต่อกรด น้ำมัน ตัวทำละลาย
• ไม่ไวต่ออิทธิพลของจุลินทรีย์
• ช่วงอุณหภูมิการทำงานขนาดใหญ่
• ทนต่ออุณหภูมิต่ำ
• ความสามารถในการทำงานภายใต้ความกดดันสูง

วัสดุนี้ไม่มีอายุ แต่ใช้กับการตัดเฉือนประเภทต่างๆ นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์โพลียูรีเทนยังมีน้ำหนักเบา จึงง่ายต่อการขนส่งและติดตั้ง อีลาสโตเมอร์นี้มีความสามารถในการทำให้เกิดฟอง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่มีรูพรุนทุกชนิดจึงทำมาจากมัน

แม้จะมีข้อดีหลายประการ แต่ยูรีเทนก็มีข้อเสียบางประการ:

• ไม่เสถียรต่อแรงบิด
• ความยืดหยุ่นและความแข็งแรงของวัสดุขึ้นอยู่กับระบอบอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมโดยตรง
• ความซับซ้อนของการแปรรูปเป็นวัตถุดิบรอง

อีลาสโตเมอร์ประเภทนี้หมายถึงวัสดุที่คล้อยตามการแปรรูปทุกประเภทได้ง่าย มีการใช้วิธีการต่างๆ ในการสร้างรูปร่าง

• การอัดรีด วิธีการผลิตโพลียูรีเทนนี้เกี่ยวข้องกับการบังคับวัสดุในรูปแบบหลอมเหลวผ่านรูขึ้นรูปของเครื่องอัดรีด
• การคัดเลือกนักแสดง . ภายใต้อิทธิพลของแรงดัน มวลหลอมเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์พิเศษ หลังจากนั้นจึงทำให้เย็นลง

เปรียบเทียบกับยาง

แม้ว่ายางและโพลียูรีเทนจะค่อนข้างคล้ายกัน แต่อีลาสโตเมอร์สังเคราะห์มีคุณสมบัติเหนือกว่าวัสดุธรรมชาติในด้านคุณภาพ เส้นใยโพลีเมอร์มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการสึกหรอต่างจากยาง ด้วยเหตุนี้ อุตสาหกรรมต่างๆ จึงใช้ยางน้อยกว่าโพลียูรีเทน ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความทนทานของวัสดุคือการสึกหรอจากการเสียดสี ความไวต่ออิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว เมื่อเปรียบเทียบตามเกณฑ์นี้ สรุปได้ว่าโพลียูรีเทนมีความทนทานต่อการขีดข่วนมากกว่า 10 เท่า

จากการประเมินความทนทานต่อสภาพแวดล้อมต่างๆ พบว่าพอลิเมอร์ยังดีกว่ายางอีกด้วย สามารถทนต่อผลกระทบของตัวทำละลายและสารเคมีที่เป็นพิษ เหนือสิ่งอื่นใด ยางธรรมชาติมีความต้านทานแรงดึงต่ำกว่ายางอีลาสโตเมอร์ 1.5-3 เท่าวัสดุสังเคราะห์สามารถกู้คืนรูปร่างได้อย่างรวดเร็วโดยไม่เสียรูปในกรณีที่มีภาระมาก ในทางกลับกัน ยางนั้นเหนือกว่าอีลาสโตเมอร์เพียงด้านราคาเท่านั้น ซึ่งต่ำกว่ายางสังเคราะห์มาก

อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ต้องจ่ายสองครั้งในอนาคต จะดีกว่าที่จะซื้อวัสดุคุณภาพสูงและมีราคาแพง

ลักษณะและคุณสมบัติ

เนื่องจากโพลียูรีเทนมีพื้นฐานมาจากโพลิออลและไอโซไซยาเนต จึงอยู่ในกลุ่มโพลิออลโพลีเอสเตอร์ เนื่องจากยางชนิดนี้เป็นอีลาสโตเมอร์ จึงมีลักษณะการยืดตัวที่ดีและสามารถกลับคืนสู่รูปแบบดั้งเดิมได้ สารเติมแต่งต่างๆ สามารถให้คุณสมบัติเฉพาะของโพลิออล ซึ่งสามารถเปลี่ยนตัวบ่งชี้ความยืดหยุ่น ความนุ่มนวล ความแข็ง ความต้านทาน

โพลียูรีเทนผลิตขึ้นในหลายรัฐ:

• ในของเหลวหนืด
• นุ่ม;
• ในของแข็ง

โดยไม่คำนึงถึงรูปร่าง อีลาสโตเมอร์จะไม่เปลี่ยนลักษณะทางเทคนิคภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางกลและทางเคมี วัสดุนี้ยังทนทานต่อรังสียูวี เชื้อรา และเชื้อราอีกด้วย

คุณสมบัติทางเทคนิคของโพลียูรีเทนทำให้สามารถใช้ได้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมต่างๆ มาดูคุณสมบัติหลักของโพลิออลโพลีเอสเตอร์กัน

• ความหนาแน่น . ตัวบ่งชี้ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ โดยปกติจะอยู่ในช่วง 30 ถึง 300 กก. / ลบ.ม.
• ความแข็ง ในระดับฝั่งมันสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 50 ถึง 98 หน่วย ตัวบ่งชี้เหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้อีลาสโตเมอร์ที่โหลดสูงได้
• ช่วงอุณหภูมิที่สำคัญ วัสดุสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ -60 ถึง +80 องศาเซลเซียส ด้วยตัวบ่งชี้ 120-140 องศา สามารถใช้งานได้ชั่วขณะหนึ่ง โพลียูรีเทนมีจุดหลอมเหลวสูง - อย่างน้อย 160 องศาเซลเซียส หากวัสดุเหล่านี้ถูกทำให้ร้อนถึง 220 องศาก็จะเริ่มสลายตัว
• ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน - 0, 028 W / (m * K)
• โพลิออลนี้ไม่มีการนำไฟฟ้า
• น้ำหนัก . วัสดุมีน้ำหนักน้อยมาก
• ความต้านทานโอโซน โพลียูรีเทนไม่ย่อยสลายภายใต้อิทธิพลของโอโซน ต่างจากยาง
• ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว
• ความไวไฟ ตาม GOST 12.1.044 วัสดุนี้จัดว่าไม่ติดไฟดังนั้นจึงใช้ในหลายอุตสาหกรรม
• ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โพลียูรีเทนจัดเป็นวัสดุที่ปลอดภัยจึงมักใช้ในชีวิตประจำวัน

ยูรีเทนเป็นอันตรายหรือไม่?

เนื่องจากมีลักษณะการประหยัดพลังงาน ยูรีเทนจึงจัดเป็นวัสดุที่ปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เมื่อประเมินความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ควรคำนึงถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดความเสียหายต่ออีลาสโตเมอร์นี้ในสถานะของเหลวและของแข็ง จากการปฏิบัติได้แสดงให้เห็น ในรูปแบบแห้ง โพลิออลนี้ไม่ปล่อยสารที่เป็นอันตราย ไอระเหยที่เป็นอันตรายจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อจัดการวัสดุอย่างไม่ถูกต้อง

หากปฏิบัติตามมาตรการด้านความปลอดภัยทั้งหมดในส่วนของของเหลว ยูรีเทนจะไม่เป็นอันตรายต่อคนและสัตว์

อย่างไรก็ตาม การละเมิดเทคโนโลยีการผลิตอาจส่งผลให้มีการปล่อยควันพิษดังต่อไปนี้

• ไอโซไซยาเนต … สารเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์สีและเคลือบเงา ผลิตภัณฑ์โฟม การปรากฏตัวของพวกเขาอาจทำให้เกิดโรคหอบหืดหากไม่มีการป้องกันพิเศษ
• ตัวเร่งปฏิกิริยาเอมีนซึ่งทำให้เกิดความไวเพิ่มขึ้น, หงุดหงิด, ตาพร่ามัว เมื่อสูดดมอย่างต่อเนื่อง สารเหล่านี้จะทำให้เกิดแผล ระคายเคืองต่อเยื่อเมือก แสบร้อนที่ปาก ลำคอ และหลอดอาหาร
• โพลิออล เขาสามารถแสดงพิษได้เฉพาะเมื่อสัมผัสโดยตรงกับสิ่งมีชีวิตคือเมื่อกลืนกิน พิษจากโพลิออลแสดงออกในรูปของการอาเจียนมึนเมาและชัก
• สารหน่วงไฟ สารนี้ค่อยๆสะสมในร่างกายหลังจากนั้นจะทำให้เกิดพิษ

จากผลข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าโพลียูรีเทนสามารถเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้หากใช้อย่างไม่เหมาะสมเท่านั้น สิ่งนี้มักเกิดขึ้นเมื่อใช้สเปรย์ประเภทคุณภาพต่ำและในกรณีที่ไม่มีการป้องกันพิเศษระหว่างการใช้งาน

หลายคนกังวลเกี่ยวกับอันตรายของโพลียูรีเทนซึ่งติดตั้งในอาคารพักอาศัย ความกลัวของผู้ใช้นั้นไร้ผล เนื่องจากสินค้าประเภทนี้ผ่านการทดสอบความปลอดภัยมากมายก่อนจะวางจำหน่าย ปัญหาอาจเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อซื้ออีลาสโตเมอร์จากผู้ผลิตที่ไม่มีใบรับรองคุณภาพ

เปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ

เมื่อทราบคุณสมบัติของโพลียูรีเทนแล้ว เราสามารถพูดได้ว่ามีข้อดีมากกว่ายางมาก ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว โพลีเมอร์ชนิดนี้มีความทนทาน ความสามารถในการขยาย ความแข็งแรง และคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมาย ผู้บริโภคมักพบว่าเป็นการยากที่จะเลือกระหว่างโพลียูรีเทนกับผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์เหล่านั้น

• ดูโรโพลีเมอร์ มีลักษณะของผลิตภัณฑ์พลาสติกเคลือบด้าน ในทางกลับกัน โพลียูรีเทนก็เหมือนผงโฟมและเคลือบด้วยไพรเมอร์ ด้านหลังมีน้ำหนักเบาและเหมาะสำหรับการทำงานกับเพดาน นอกจากนี้การแบ่งประเภทค่อนข้างกว้าง Duropolymer เป็นของโพลีเมอร์ต่อต้านการทำลายล้าง ดังนั้นผู้ซื้อจึงไม่ต้องคิดถึงการบูรณะเป็นเวลานาน
• ไวนิล . วัสดุนี้ไม่เหมือนกับโพลียูรีเทนที่ไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อปกป้องพื้นผิว แต่มักใช้เพื่อการตกแต่ง
• ซิลิโคน . วัสดุเหล่านี้ผลิตขึ้นเพื่อใช้ในงานประเภทต่างๆ ผู้บริโภคระบุว่าอีลาสโตเมอร์มีความทนทานและแข็งแรงกว่า ในทางกลับกัน ซิลิโคนมีความโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่ามันมีความยืดหยุ่นและเฉื่อยทางชีวภาพ
• โพลีสไตรีนที่ขยายตัว ความแตกต่างระหว่างวัสดุอยู่ที่ต้นทุนเป็นหลัก ซึ่งสูงกว่าสำหรับโพลียูรีเทน โพลีสไตรีนที่ขยายตัวไม่นำความร้อนได้ดี สะดวกและใช้งานง่าย โพลียูรีเทนมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าวัสดุก่อนหน้า ไม่เสื่อมสภาพภายใต้อิทธิพลของปัจจัยแวดล้อมเชิงลบ
• โพลีเอสเตอร์ ด้วยเหตุนี้โพลียูรีเทนจึงมีคุณสมบัติหลายอย่างเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ในทางใดทางหนึ่ง วัสดุที่สองนั้นเหนือกว่าวัสดุประเภทแรกในด้านคุณภาพ โพลียูรีเทนมีความยืดหยุ่น แข็งแรง และทนทานกว่าโพลีเอสเตอร์

ภาพรวมสายพันธุ์

โพลียูรีเทนเป็นวัสดุสากลที่ใช้พลังงานอย่างโปร่งใสซึ่งกำลังได้รับความนิยมทั่วโลกทุกวัน วัสดุนี้มีเครื่องหมายพิเศษเป็นของตัวเอง แบรนด์ยางที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ SKU-PFL-100, NITs PU-5 ซึ่งมีความแข็งชอร์ 85-90 หน่วย

โฟมโพลียูรีเทนที่มีความยืดหยุ่น

เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ยางโฟมโพลียูรีเทนที่มีความยืดหยุ่นเป็นตัวดูดซับแรงกระแทก นอกจากนี้ยังใช้ในการสร้างเครื่องนอน ซับใน บรรจุภัณฑ์ และการตกแต่งภายในรถยนต์

สามารถสร้างโฟมที่ยืดหยุ่นได้ในทุกรูปแบบ โพลียูรีเทนชนิดนี้มีลักษณะเฉพาะที่เบา แข็งแรง และสะดวกสบาย

เทอร์โมพลาสติก

เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนเป็นวัสดุที่ยืดหยุ่น ยืดหยุ่น ทนต่อการเสียดสีและสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ผลิตและลงสีด้วยวิธีต่างๆ การประมวลผลเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ดำเนินการกับเครื่องรีดอัดรีดกระแทก ผลิตภัณฑ์ที่มีความยืดหยุ่นนี้สามารถปรับให้เข้ากับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การก่อสร้าง ยานยนต์ รองเท้า

แอปพลิเคชั่น

โพลีเอสเตอร์โพลิออลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน รายการซับ, ชิ้นส่วนกด, ลูกกลิ้ง, ล้อ, เคลือบลูกกลิ้ง, แหวนปิดผนึก, ข้อมือ, ปลั๊กผลิตจากแผ่นโพลียูรีเทน ในรูปของเหลว พบการใช้งานในการเคลือบโครงสร้างคอนกรีต เกวียน ฟัก และหลังคา บ่อยครั้ง อีลาสโตเมอร์เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์เคลือบหลุมร่องฟัน กาว สี และสารเคลือบเงา

ในอุตสาหกรรมหนัก ชิ้นส่วนดูดซับแรงกระแทกทำมาจากวัสดุนี้ ในการก่อสร้างจะใช้เพื่อสร้างสารเคลือบกันลื่นพื้นผิวที่ทนต่อการสั่นสะเทือนด้านหน้า อุตสาหกรรมยานยนต์และเฟอร์นิเจอร์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้หากไม่มีอีลาสโตเมอร์ความต้องการโพลียูรีเทนนั้นสังเกตได้จากอุตสาหกรรมสิ่งทอ เหมาะสำหรับทำผ้าคลุม, ซิป, หมุดย้ำ, พื้นรองเท้าด้านใน, พื้นรองเท้า ยาใช้อีลาสโตเมอร์ในการผลิตถุงยางอนามัย ขาเทียม และรากฟันเทียม

กำลังประมวลผล

ทุกวันนี้ ปัญหาการรีไซเคิลโพลียูรีเทนเริ่มมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ปัญหาเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ฝังกลบรวมถึงการเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายในการกำจัด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการสังเกตการพัฒนาเทคโนโลยีล่าสุดสำหรับการประมวลผลของอีลาสโตเมอร์และให้ความสนใจกับปัญหานี้มากขึ้นเรื่อย ๆ

ต่อไปนี้เป็นวิธีการหลักในการรับวัสดุรีไซเคิลจากโพลียูรีเทน

• ทางกายภาพ . ในกรณีนี้ พลาสติกจะถูกบดให้เป็นเศษเล็กเศษน้อย ซึ่งต่อมาใช้เป็นสารตัวเติมในการก่อสร้าง
• การหลอมละลาย ผลลัพธ์ของวิธีนี้คือการผลิตวัตถุดิบซึ่งต่อมาใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์โพลียูรีเทน
• ไกลโคไลซิสด้วยความร้อนสูง การใช้วิธีนี้จะทำให้คาร์โบไฮเดรตแตกตัว
• เคมี . การประมวลผลขึ้นอยู่กับกระบวนการดีพอลิเมอไรเซชัน หลังจากนั้นสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจะก่อตัวขึ้นจากอีลาสโตเมอร์
• การเผาไหม้ วิธีการรับพลังงานนี้ถือว่าอันตรายที่สุดจากวิธีที่กล่าวมาทั้งหมด เนื่องจากเป็นการปลดปล่อยสารอันตรายสู่อากาศในบรรยากาศ

ด้วยการแนะนำการรีไซเคิลอย่างกว้างขวาง ปัญหาปัจจุบันของการใช้โพลียูรีเทนสามารถแก้ไขได้ คุณสมบัติของวัสดุนี้มีความหลากหลายโดยแทบไม่มีขอบเขต อีลาสโตเมอร์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบไม่เฉพาะในสภาพแวดล้อมภายในบ้านเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสภาวะที่รุนแรงด้วย

แม้ว่าสารนี้จะเป็นสารสังเคราะห์ แต่ก็ปลอดภัยสำหรับมนุษย์ ดังนั้นจึงใช้ในอุตสาหกรรมยา การก่อสร้าง สิ่งทอและรองเท้า แม้จะมีต้นทุนสูงเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ แต่โพลียูรีเทนให้ผลตอบแทนที่น่าเชื่อถือและความทนทาน