Статьи»Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»Термоэластопласты на основе полиуретанов

Термоэластопласты на основе полиуретанов

Добавлено 27.03.2014

Изучение химии полиуретанов позволило открыть новый класс материалов с высокими эксплуатационными характеристиками для изготовления тканей с покрытиями и клеев. Оказалось, что образующиеся по простой реакции полиприсоединения полиуретаны являются поистине универсальными полимерами. Термоэластопласты на основе полиуретана (ТПУ) стали первыми однородными эластомерами, для которых используются методы переработки термопластов. В настоящее время эти материалы играют очень важную роль в быстро развивающейся сфере термопластичных эластомеров.

В настоящее время точно установлено, что эластомерные свойства ТПУ объясняются наличием в таких материалах доменной структуры, которая достигается системами с разделенными фазами таких многоблочных сополимеров. Один из таких блоков, - жесткие сегменты – формируются за счет добавления к диизоцианату, например, к МДИ, удлинителя цепи, например, бутандиолоа. Другим типом блоков являются гибкие сегменты, которые состоят из длинных гибких цепочек простого или сложного полиэфира, которые связывают два жестких сегмента. При нагревании до температуры выше температуры плавления жестких сегментов полимер образует однородный по вязкости расплав, который может перерабатываться методами переработки термопластов, например, экструзией, каландрованием, литьем и др. Последующее охлаждение снова приводит к разделению жестких и гибких сегментов и к восстановлению упругих (эластичных) свойств.

ТПУ обладают превосходными механическими характеристиками, а именно – высоким пределом прочности при растяжении и относительным удлинением при разрыве. Чрезвычайно высокая стойкость таких материалов к распространению трещин и абразивному износу способствуют их широкому применению для изготовления изделий, длительное время эксплуатирующихся при относительно жестких условиях.

Наибольшее коммерческое значение имеют ТПУ на основе сложных эфиров, но для производства тканей с эластомерным покрытием чаще используют более дорогостоящие ТПУ на основе простых полиэфиров, особенно в случаях необходимости получения материала с высокой стойкостью к гидролизу, к деструкции под действием микроорганизмов или материала, обладающего повышенной гибкостью в условиях пониженных температур.

ТПУ могут использоваться в широком диапазоне температур: от -40 до 800С, а кратковременно - даже до 1200С. Отрицательным свойством ТПУ можно считать недостаточную гидролитическую устойчивость (особенно на сложных эфирах), хотя при комнатной температуре ТПУ могут использоваться в чистой воде в течение нескольких лет. Однако при температуре 800С уже после нескольких недель или месяцев пребывания в воде происходит изменение механических характеристик материала. Наибольшей устойчивостью к гидролизу при повышенных температурах обладают ТПУ на основе комбинации сложных и простых эфиров или ТПУ на основе чистых простых эфиров.

Неполярные растворители, такие как гексан, гептан и керосин практически не оказывают никакого влияния на полярные молекулы полиуретанов. Также ТПУ обладают превосходной устойчивостью к действию чистых минеральных масел, дизельного топлива и нефтепродуктов, и поэтому ткани с покрытием из ТПУ часто используют для изготовления мягких емкостей для хранения и перевозки нефтепродуктов.   В хлорированных углеводородах или ароматических жидкостях, таких как толуол, ТПУ подвергаются значительному разбуханию. Некоторые полярные растворители (например, тетрагидрофуран, метилэтилкетон или диметилформамид) способны частично или полностью растворять ТПУ. Поэтому эти растворители или их смеси с ацетоном используют для производства адгезивов для склеивания полиуретана или  ПВХ. Более жесткие линейные полиуретаны также можно растворять и использовать в производстве тканей с покрытием и искусственных кож ракельным методом

ТПУ на основе простых эфиров  или комбинации сложных и простых эфиров имеют высокую стойкость к действию микроорганизмов. Под воздействием факторов естественного старения ТПУ могут незначительно изменять цвет. Для повышения стойкости к действию УФ-излучения часто используют специальные УФ-абсорберы.

ТПУ обладают некоторой совместимостью с другими полярными полимерами, но они совершенно несовместимы с полиолефинами. Применение материалов ограничивается в основном термостойкостью; необходимо избегать применения температур выше 2800С в течение стадий компаундирования (смешения) и переработки. Перемешивание может осуществляться  с использованием процесса компаундирования в резиносмесителе с обогреваемой камерой или в процессе реакционной экструзии (добавление полимера в течение реакции получения полиуретана в двухшнековый или планетарный экструдер), в зависимости от соотношения компонентов.

Если ТПУ  используются в смеси в незначительном количестве, то они выступают в качестве модификаторов. Гибкие марки ( с твердостью по Шору А менее 90) обычно используются для улучшения ударной вязкости в условиях пониженных температур. ТПУ могут также использоваться в качестве немигрирующего и нелетучего пластификатора ПВХ. Они также могут улучшать адгезионные свойства менее полярных термоэластопластов.

Благодаря возможности достижения значений твердости в большом диапазоне ТПУ могут легко конкурировать как с резинами (эластомерами) и пластифицированном ПВХ, так и с некоторыми жесткими термопластичными материалами. Наиболее часто особо востребованными свойствами ТПУ являются высокий уровень механических характеристик и исключительная износостойкость. В других случаях полезными являются другие свойства определенных марок материалов, такие как прозрачность, адгезионные свойства или окрашиваемость. Использование ТПУ в контакте с пищевыми продуктами  и питьевой водой регулируется юридическими нормативными актами многих  стран.

Пленки ТПУ обычно получают рукавным, плоскощелевым или каландровым методом, часто на агрегатах, которые позволяют дублировать пленку с текстилем. При этом толщина пленки может составлять от 20 мкм до нескольких мм. Пленки обладают довольно хорошей адгезией к тканям и высокой прочностью на прокол.

 

"Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций"

Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова,  П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков

Под общей редакцией  к.т.н. В.П. Шпакова

Фотогалерея

Новости

С праздником Победы!

9 Мая - День Победы!...далее

Михаил Токарев посетил ОАО "НИИРП

Глава Сергиево-Посадского района Михаил Токарев по...далее

Пластины для лазерной гравировки

ОАО «НИИРП» возобновило производство р...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП