Polyurethane (34 Foto): Bahan Apa Ini? Poliuretan Termoplastik Dan Fleksibel, Karakteristik Dan Kepadatan, Titik Leleh Dan Sifat Lainnya, Produksi

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-18 12:15

Poliuretan pertama kali terdengar pada tahun 1937. Bahan ini disintesis oleh Otto Bayer dari diisosianat dan poliester dalam bentuk cair. Zat ini memiliki banyak keunggulan dibandingkan plastik, yang pada saat itu cukup diminati.

Apa bahan ini?

Poliuretan adalah jenis bahan unik yang memiliki kemungkinan dan prospek penggunaan yang hampir tidak terbatas. Polimer mengandung 2 jenis bahan baku, yaitu: poliol dan isosianat . Produksi yang terakhir didasarkan pada penyulingan minyak. Dengan mencampur elemen cair, komposisi reaktif diperoleh. Sifat-sifat poliuretan secara langsung tergantung pada bahan dari mana ia dibuat, serta pada rasio katalis, zat peniup, stabilisator, dan banyak lagi.

Poliuretan terlihat seperti serat polimer dengan struktur berpori. Ini dianggap sebagai elastomer serbaguna, tetapi memiliki kelebihan dan kekurangan.

Keuntungan dari poliuretan meliputi karakteristik berikut:

• kekuatan mekanik yang tinggi;
• konstanta dielektrik;
• abrasi yang buruk;
• elastisitas yang baik;
• kemampuan untuk mempertahankan bentuk setelah deformasi berulang;
• ketahanan aus;
• umur panjang;
• ketahanan terhadap asam, minyak, pelarut;
• tidak rentan terhadap pengaruh mikroorganisme;
• rentang suhu operasi yang besar;
• ketahanan terhadap suhu rendah;
• kemampuan untuk bekerja di bawah tekanan tinggi.

Bahan ini tidak menua, cocok untuk berbagai jenis pemesinan. Selain itu, produk poliuretan ringan sehingga mudah diangkut dan dipasang. Elastomer ini memiliki kemampuan untuk berbusa, sehingga semua jenis produk berpori dibuat darinya.

Terlepas dari banyak keuntungan, poliuretan memiliki beberapa kelemahan:

• tidak stabil terhadap beban puntir;
• elastisitas dan kekuatan material secara langsung tergantung pada rezim suhu lingkungan;
• kompleksitas pengolahan menjadi bahan baku sekunder.

Jenis elastomer ini mengacu pada bahan yang mudah menerima semua jenis pemrosesan. Berbagai metode pembentukan diterapkan padanya.

• Ekstrusi . Metode produksi poliuretan ini melibatkan pemaksaan material dalam bentuk cair melalui lubang pembentuk ekstruder.
• Pengecoran . Di bawah pengaruh tekanan, massa cair disuntikkan ke dalam cetakan khusus, setelah itu didinginkan.

Perbandingan dengan karet

Terlepas dari kenyataan bahwa karet dan poliuretan sangat mirip, elastomer sintetis melampaui bahan alami dalam karakteristik kualitas. Tidak seperti karet, serat polimer memiliki kekuatan dan ketahanan aus yang lebih tinggi . Untuk alasan ini, karet digunakan lebih sedikit daripada poliuretan di banyak industri. Faktor utama yang mempengaruhi daya tahan material adalah keausan abrasifnya, kerentanan terhadap pengaruh lingkungan yang agresif. Ketika membandingkan menurut kriteria ini, dapat disimpulkan bahwa poliuretan 10 kali lebih tahan terhadap abrasi.

Menurut penilaian ketahanan terhadap lingkungan yang berbeda, polimer juga dianggap lebih baik daripada karet . Dapat mentolerir efek pelarut dan bahan kimia beracun. Antara lain, karet alam memiliki kekuatan tarik 1,5-3 kali lebih rendah dari elastomer. Bahan sintetis dapat dengan cepat memulihkan bentuknya tanpa deformasi jika terjadi beban tinggi. Karet, pada gilirannya, lebih unggul daripada elastomer hanya dalam biaya, yang jauh lebih rendah daripada sintetis.

Namun, menurut para ahli, untuk menghindari keharusan membayar dua kali di masa depan, lebih baik membeli bahan berkualitas tinggi dan mahal.

Karakteristik dan properti

Karena poliuretan didasarkan pada poliol dan isosianat, itu termasuk dalam kelompok poliester poliol. Karena kenyataan bahwa jenis ini adalah elastomer, ia dicirikan oleh ekstensibilitas yang baik dan kemampuan untuk kembali ke bentuk aslinya. Berbagai aditif dapat memberikan sifat unik pada poliol, yang dapat mengubah indikator elastisitas, kelembutan, kekerasan, ketahanan.

Poliuretan diproduksi di beberapa negara bagian:

• dalam cairan kental;
• dalam lembut;
• dalam padat.

Terlepas dari bentuknya, elastomer tidak mengubah karakteristik teknisnya di bawah pengaruh faktor lingkungan mekanis dan kimia. Bahan ini juga tahan terhadap radiasi UV, jamur dan jamur.

Fitur teknis poliuretan memungkinkannya digunakan di banyak area rumah tangga dan industri. Mari daftar karakteristik utama poliester poliol.

• Kepadatan . Indikatornya tergantung pada jenis bahan, biasanya berkisar antara 30 hingga 300 kg / m3.
• Kekerasan . Pada skala Shore, dapat berkisar dari 50 hingga 98 unit. Indikator ini memungkinkan elastomer digunakan pada beban tinggi.
• Kisaran suhu yang signifikan . Bahan dapat dioperasikan pada suhu dari -60 hingga +80 derajat Celcius. Dengan indikator 120-140 derajat, dapat digunakan untuk waktu yang singkat. Poliuretan memiliki titik leleh yang tinggi - setidaknya 160 derajat Celcius. Jika bahan-bahan ini dipanaskan hingga 220 derajat, maka mereka akan mulai membusuk.
• Koefisien konduktivitas termal - 0, 028 W / (m * K) .
• Poliol ini tidak memiliki konduktivitas listrik .
• Berat . Berat bahan sangat sedikit.
• Ketahanan ozon . Poliuretan tidak terdegradasi di bawah pengaruh ozon, tidak seperti karet.
• Ketahanan terhadap lingkungan yang agresif .
• Sifat mudah terbakar . Menurut GOST 12.1.044, bahan tersebut diklasifikasikan sebagai tidak mudah terbakar, oleh karena itu digunakan di banyak industri.
• Keramahan lingkungan . Polyurethane tergolong bahan yang aman, sehingga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Apakah poliuretan berbahaya?

Karena sifatnya yang hemat energi, poliuretan diklasifikasikan sebagai bahan yang aman. Namun, ketika mengevaluasi keramahan lingkungannya, ada baiknya mempertimbangkan kemungkinan kerusakan pada elastomer ini dalam keadaan cair dan padat. Seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, dalam bentuk kering, poliol ini tidak memancarkan zat berbahaya . Uap berbahaya hanya mungkin terjadi jika material tidak ditangani dengan benar.

Jika semua tindakan keamanan diperhatikan dalam fraksi cair, poliuretan tidak akan menimbulkan bahaya bagi manusia dan hewan.

Namun, pelanggaran teknologi produksi dapat mengakibatkan pelepasan asap beracun berikut

• isosianat … Zat-zat ini adalah bagian dari cat dan pernis, produk busa. Kehadiran mereka dapat menyebabkan asma tanpa adanya perlindungan khusus.
• Katalis amina, yang menyebabkan peningkatan sensitivitas, iritabilitas, penglihatan kabur . Bila terhirup terus menerus, zat ini menyebabkan bisul, iritasi pada selaput lendir, luka bakar pada mulut, tenggorokan dan kerongkongan.
• poliol . Ia mampu memanifestasikan efek toksiknya hanya dalam kontak langsung dengan organisme hidup, yaitu saat menelan. Keracunan poliol memanifestasikan dirinya dalam bentuk muntah, keracunan dan kejang.
• Tahan api . Zat ini secara bertahap menumpuk di dalam tubuh, setelah itu menyebabkan keracunan.

Dari hasil di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa poliuretan hanya dapat berbahaya bagi kesehatan jika digunakan secara tidak benar . Ini sering terjadi ketika menggunakan jenis semprotan berkualitas rendah, serta tidak adanya perlindungan khusus selama operasi.

Banyak yang khawatir tentang bahaya poliuretan, yang dipasang di tempat tinggal. Kekhawatiran pengguna sia-sia, karena kategori barang ini menjalani banyak tes keamanan sebelum dijual. Masalah hanya dapat muncul jika elastomer dibeli dari produsen yang tidak memiliki sertifikat kualitas.

Perbandingan dengan bahan lain

Mengetahui tentang karakteristik poliuretan, kita dapat mengatakan bahwa ia memiliki lebih banyak keuntungan daripada karet. Seperti yang telah disebutkan, polimer ini melampauinya dalam daya tahan, ekstensibilitas, kekuatan, dan banyak karakteristik lainnya. Konsumen sering merasa sulit untuk memilih antara poliuretan dan produk sejenis lainnya, membandingkannya dengan mereka.

• Duropolimer . Memiliki penampilan produk plastik matte. Pada gilirannya, poliuretan seperti bubuk berbusa dan dilapisi dengan primer. Yang terakhir ini ringan dan sangat bagus untuk bekerja dengan langit-langit. Selain itu, ragamnya cukup luas. Duropolymer milik polimer anti-perusak, sehingga pembeli tidak perlu memikirkan pemulihannya untuk waktu yang lama.
• Vinil . Bahan ini, tidak seperti poliuretan, tidak dimaksudkan untuk melindungi permukaan, lebih sering digunakan untuk tujuan dekoratif.
• silikon . Bahan-bahan ini diproduksi untuk digunakan dalam berbagai jenis pekerjaan. Menurut konsumen, elastomer dicirikan oleh daya tahan dan kekuatan yang lebih baik. Pada gilirannya, silikon dibedakan oleh fakta bahwa silikon itu elastis dan bio-inert.
• Polistirena yang diperluas . Perbedaan antara bahan terutama terletak pada biaya, yang lebih tinggi untuk poliuretan. Polystyrene yang diperluas tidak menghantarkan panas dengan baik, nyaman dan mudah digunakan. Poliuretan bertahan lebih lama dari bahan sebelumnya, tidak memburuk di bawah pengaruh faktor lingkungan negatif.
• Poliester . Dengan itu, poliuretan memiliki banyak sifat yang sama. Namun, dalam beberapa hal bahan kedua lebih unggul dari yang pertama dalam kualitas. Poliuretan lebih elastis, lebih kuat dan lebih tahan lama daripada poliester.

Ikhtisar spesies

Poliuretan adalah bahan universal hemat energi transparan yang semakin populer di seluruh dunia setiap hari. Bahan ini memiliki tanda khusus sendiri. Merek elastomer paling populer termasuk SKU-PFL-100, NITs PU-5, mereka dicirikan oleh kekerasan Shore 85-90 unit.

Busa poliuretan fleksibel

Merupakan kebiasaan untuk menggunakan karet busa poliuretan fleksibel sebagai peredam kejut . Selain itu, digunakan untuk membuat tempat tidur, pelapis, pengemasan, dan interior otomotif.

Busa fleksibel dapat dibuat dalam bentuk apa pun. Jenis poliuretan ini dicirikan oleh ringan, kuat, dan nyaman.

termoplastik

Poliuretan termoplastik adalah bahan elastis dan fleksibel yang tahan terhadap abrasi dan kondisi cuaca buruk. Ini diproduksi dan diwarnai dengan berbagai metode. Pemrosesan elastomer termoplastik dilakukan pada mesin ekstrusi, kompresi, impak . Produk fleksibel ini mampu beradaptasi dengan berbagai aplikasi seperti konstruksi, otomotif, alas kaki.

Aplikasi

Poliester poliol banyak digunakan saat ini. Item pelapis, bagian tekan, rol, roda, pelapis rol, cincin penyegel, manset, colokan diproduksi dari lembaran poliuretan . Dalam bentuk cair, telah ditemukan penerapannya dalam pelapisan struktur beton, gerbong, palka, dan atap. Seringkali, elastomer adalah bagian dari produk sealant, lem, cat dan pernis.

Dalam industri berat, bagian penyerap goncangan dibuat dari bahan ini . Dalam konstruksi, digunakan untuk membuat lapisan anti-selip, permukaan tahan getaran, fasad. Industri otomotif dan furnitur sangat diperlukan tanpa elastomer. Permintaan poliuretan diamati di industri tekstil. Sangat cocok untuk membuat penutup, ritsleting, paku keling, sol, sol. Kedokteran menggunakan elastomer untuk produksi kondom, prostesis, dan implan.

Pengolahan

Saat ini, masalah daur ulang poliuretan menjadi semakin penting. Masalahnya terkait dengan peningkatan area tempat pembuangan sampah, serta peningkatan biaya pemindahannya. Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan teknologi terbaru untuk pemrosesan elastomer telah diamati dan semakin banyak perhatian diberikan pada masalah ini.

Berikut adalah metode utama untuk mendapatkan bahan daur ulang dari poliuretan

• Fisik . Dalam hal ini, plastik dihancurkan menjadi fraksi halus, yang kemudian digunakan sebagai pengisi dalam konstruksi.
• Peleburan kembali . Hasil dari metode ini adalah produksi bahan baku, yang selanjutnya digunakan untuk mendapatkan produk poliuretan.
• Glikolisis panas tinggi . Dengan menggunakan metode ini, karbohidrat dipecah.
• Bahan kimia . Pemrosesan didasarkan pada depolimerisasi, setelah itu zat dengan berat molekul rendah terbentuk dari elastomer.
• Pembakaran . Metode memperoleh energi ini dianggap yang paling berbahaya dari semua hal di atas, karena melepaskan zat berbahaya ke udara atmosfer.

Berkat pengenalan daur ulang yang ekstensif, masalah penggunaan poliuretan saat ini dapat diselesaikan. Sifat bahan ini beragam, praktis tidak memiliki batas. Elastomer berfungsi sempurna tidak hanya di lingkungan rumah tangga, tetapi juga dalam kondisi ekstrem.

Terlepas dari kenyataan bahwa ini adalah zat sintetis, itu aman bagi manusia, oleh karena itu digunakan dalam industri obat-obatan, konstruksi, tekstil dan alas kaki. Meskipun biayanya tinggi dibandingkan dengan bahan lain, poliuretan terbayar dengan keandalan dan daya tahannya.