Свойства полиуретанов

Что такое полиуретан

В настоящее время к полиуретанам (ПУ) относят обширный класс полимеров, зачастую
сильно отличающихся химической природой, строением цепи и свойствами, но неизменно содержащих уретановые группы -NHCOO-.
История возникновения полиуретанов началась в 30-е годы, когда Карозерс (США) провел исследования по синтезу полиамидов. На основании этих исследований в концерне "Farbenindustrie" (Германия) начались работы по созданию полимерных материалов, подобных полиамидам. В 1937 году Байер с сотрудниками синтезировали полиуретановые эластомеры взаимодействием диизоцианатов с различными гидроксилсодержащими соединениями. Затем на основе этих композиций они получили пенополиуретаны. Работы того периода преследовали цель заменить полиуретанами такие стратегические материалы, как натуральный каучук, сталь, пробку. С того времени эта область химии полимеров развивалась бурными темпами. В нашей стране исследования в этом направлении начаты в 60-х годах. Велись работы в институтах АН СССР, в ряде вузов и НИИ. Полиуретаны являются универсальным материалом: на их основе изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы. ПУ перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами: экструзией, прессованием, литьем, заливкой. На их основе получают все известные типы полимерных материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные, в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок.
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВЯЗИ В ПОЛИУРЕТАНАХ
ПУ в зависимости от химического строения исходных компонентов могут содержать различные группы. К этим группам следует отнести углеводородную, простую эфирную, сложноэфирную, ароматическую, амидную (-СОNН-), уретановую (-ОСОNН-), которые отличаются степенью полярности, а следовательно, и прочностью образованных ими физических связей. Наиболее интересной особенностью многих полиуретанов является их гетерофазная структура, когда домены, образовавшиеся при структурировании жестких блоков полимерных цепочек, выделяются в отдельную фазу. Такое строение полиуретанов придает им уникальную абразивную стойкость, прочность в сочетании с эластичностью.
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВ
Разнообразие исходного сырья, а также химических реакций, сопровождающих синтез

ПУ, возможности формирования широкого набора химических и физических связей
позволяют создавать на основе ПУ самые различные материалы.
Полиуретановые эластомеры характеризуются высокими значениями прочности и сопротивления раздиру, износостойкостью, устойчивостью к набуханию в различных
маслах и растворителях, а также озоно- и радиационностойкостью. Сочетание высокой эластичности с широким диапазоном твердости определяет превосходные эксплуатационные свойства изделий на их основе. Наиболее широкое применение в промышленности получили литьевые полиуретановые эластомеры, из которых изготовляют как крупногабаритные изделия, так и изделия средних размеров: массивные шины для внутризаводского транспорта, надежность которых в 6-7 раз больше, чем шин из углеводородных каучуков; детали устройств для транспортирования абразивного шлама, флотационных установок, гидроциклонов и трубопроводов, применяемых в горнодобывающей промышленности. Литьевые ПУ эластомеры используют также для получения приводных ремней в ткацких машинах, конвейерных лент, разнообразных уплотнительных деталей, деталей машин, валиков для текстильной и бумажной промышленности, уплотнений гидравлических устройств и масляно-пневматических амортизаторов железнодорожного транспорта. ПУ термоэластопласты наиболее широко применяются в автомобилестроении. Из них изготавливают подшипники скольжения рулевого механизма, элементы для передней подвески, вкладыши рулевых тяг, самосмазывающиеся уплотнения, топливостойкие клапаны, маслостойкие детали. В обувной промышленности из них изготавливают износостойкие подошвы, а также используют в качестве искусственной кожи.
Хотя в денежном выражении промышленность пенополиуретанов (ППУ) занимает до 90% объема рынка полиуретанов, в данном обзоре вопросы синтеза ППУ не рассматриваются. Но наше предприятие также имеет опыт работы и с этими материалами. ПУ используют также в качестве связующих для изготовления древесностружечных плит, полимербетонов, пенопластов, имитирующих древесину, эффективных клеевых составов и покрытий в строительстве и машиностроении, а также клеев и протезов медицинского назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Саундерс Д., Фриш К. Химия полиуретанов: Пер. с англ. М.: Химия, 1968. 470 с.
2. Композиционные материалы на основе полиуретанов: Пер. с англ. / Под ред.
Дж.М. Бюиста. М.: Химия, 1982. 240 с.
3. Липатов Ю.С., Керча Ю.Ю., Сергеева Л.М. Структура и свойства полиуретанов.
Киев: Наук. думка, 1970. 279 c.
4. Керча Ю.Ю. Физическая химия полиуретанов. Киев: Наук. думка, 1979. 224 c.
5. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры: Пер. с англ. Л.: Химия, 1973.
304 с.
6. Любартович С.А., Морозов Ю.Л., Третьяков О.Б. Реакционное формование
полиуретанов. М.: Химия, 1990. 288 с.