Слайд 2
В последние десятилетия появилось множество материалов с полезными
свойствами. Среди новых материалов,которые вошли в нашу жизнь можно
назвать:
полиуретан
пенополиуретан
углеродопласты
Слайд 3
Полиуретан
Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую
и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н,
алкилы, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов также могут содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная, амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик.
Слайд 4
13 ноября 1937 года немецкий химик Отто Байер
получил на свое новое изобретение официальный патент под номером
728981.
Его новым изобретением и был полиуретан — продукт реакции изоцианата и полиола, который спустя десятки лет приобрел тысячи разновидностей и нашел множество применений во всех сферах деятельности человека.
Слайд 5
Получение
Полиуретан получают в результате химической реакции двух основных
компонентов, известных как полиолы и изоцианаты. Часто используется термин
диизоцианаты. Это составы, содержащие двойные группы изоцианата.
Полиолы и изоцианаты вступают в реакцию в присутствии соответствующих катализаторов и добавок, образуя различные типы и сорта полиуретана. Добавки обычно используются для защиты физической целостности материала, окрашивания и огнестойкости.
Слайд 6
Пенополиуретаны
ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ - пенопласты, полимерная матрица которых включает уретановые,
мочевинные, изоциануратные и др. характерные для полиуретанов структуры. Эластичные
пенополиуретаны (поролон)-типичные поропласты; наибольшее содержание открытых ячеек имеют губки из сетчатых (ретикулированных) пенополиуретанов. В структуре жестких и полужестких пенополиуретанов преобладают замкнутые ячейки.
Слайд 7
Получение
Для получения пенополиуретанов применяют в заданных соотношениях компоненты,
образующие уретаны -гидроксилсодержащие простые (реже-сложные) полиэфиры и органические ди-
и(или) полиизоцианаты, в т.ч. блокированные. При изготовлении эластичных пенополиуретанов пенообразователем служит обычно вода, которая реагирует с группами NCO изоцианата с выделением СО, (реакция ускоряется третичными аминами). Пенообразователи жестких пенополиуретанов главным образом CCl3F, CHCl2F, CHClF2, CClF3 (часть хладонов иногда заменяют на CH2Cl2). Для обеспечения надлежащих скоростей вспенивания и отверждения во вспениваемую композицию добавляют аминные катализаторы, спирт и(или) амин (регулятор роста цепи). Ячеистую структуру образующегося пенополиуретана регулируют с помощью неионогенных ПАВ. Кроме того, во вспениваемую композицию могут быть добавлены антипирены, молотое или рубленое стекловолокно, пигменты или красители (неокрашенные пенополиуретаны бесцветны).
Слайд 8
УГЛЕРОДОПЛАСТЫ
УГЛЕРОДОПЛАСТЫ(карбопласты, углепластики) - пластмассы, содержащие в качестве наполнителя
углеродные волокна (в виде непрерывного жгута, ленты, или короткого
рубленого волокна). Связующими для таких материалов служат синтетические полимеры, например эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальдегидные смолы, полиимиды, кремнийорганические полимеры (полимерные углеродопластам), синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные углеродопласты), и так называемый «пиролитический углерод» (пироуглеродные углеродопластам).
Слайд 9
Получение
Изделия из углеродопластов можно формовать всеми способами, применяемыми
при переработке слоистых пластических масс. Наиболее распространён следующий метод:
углеродный наполнитель пропитывают расплавом или раствором связующего(например, в спирте, в углеводородах), подсушивают, получая полуфабрикат (препрег), из которого выкраивают заготовки, собирают из них по форме изделия пакет и прессуют, как правило, на гидравлических прессах, в автоклавах или пресскамерах. Препрег в виде пропитанной ленты или жгута используют также при получении изделий намоткой. Коксованные углеродопласты получают пиролизом полимерных углеродопластов при 300—1500 °С или 2500—3000 °С. При изготовлении пироуглеродных углеродопластов наполнитель, не пропитанный связующим, выкладывают по форме изделия, помещают в печь, в которую пропускают обычно метан. При 1100 °С и давлении он разлагается, и образующийся «пиролитический углерод» осаждается на углеродных волокнах, связывая их.
Слайд 10
Свойства
эластичность (относительное удлинение при разрыве в 2 раза
больше, чем у резины),
высокая прочность (превышает прочность резины в
2,5 раза),
кислотостойкость и стойкость ко многим растворителям позволяет широко использоват полиуретан в типографиях (валки для типографских станков), химическом производстве, на складах химической продукции;
стойкость к высокому давлению (до 105 МПа) дает возможность изготавливать высокопрочные манжеты, втулки, кольца, сальники, эластичные вкладыши;
повышенная твердость (до 98 ед. по шкале Шора) с большим запасом прочности – качество, дающее возможность использования полиуретана взамен металлов. Полиуретановые ведущие звездочки для машин на гусеничном ходу во многих случаях успешно заменяют металлические;
низкая теплопроводность, сохранение упругости при низких температурах и рабочий температурный интервал от -50°С до 110°С позволяет использовать колеса, гуммированные полиуретаном и полиуретановые покрытия в складах-холодильниках, в горячих цехах, (допустимо кратковременное повышение окружающей температуры до 120-140°С), а также для задач теплоизоляции;
высокие диэлектрические свойства позволяют изготавливать из полиуретана не только гидро- , термо-, но и токоизолирующие покрытия;
стойкость к микроорганизмам и плесени и химическая инертность полиуретана позволяют использовать его в пищевой и медицинской промышленности (безопасные нетоксичные покрытия, конвейерные ленты, катетеры и трубки, даже имплантанты).
Слайд 11
Категории и сферы использования
Эластичные пенопласты
Жесткие пенопласты
Эластомеры
Лакокрасочные
материалы
Карбопласты
Слайд 12
Эластичные пенопласты
Использование эластичных пенопластов обеспечивает наибольший рынок
для полиуретанов. У этих материалов высокая ударная вязкость, и
они используются как амортизационный набивочный материал при изготовлении мебели. Они также используются в изготовлении матрацев и амортизирующих подушек для мягкой мебели. Полужёсткие интегральные пенополиуретана применяются для изготовления автомобильных приборных панелей и облицовки дверей. Другое применение включает подложку ковровых покрытий, упаковку, губки, резиновые швабры и внутреннюю набивку.
Слайд 13
Жесткие пенопласты
Жёсткие или сшитые пенополиуретаны используются как изоляция
в холодильниках, морозильниках и холодильных камерах и для производства
изоляции в форме изоляционных плит и ламинированных панелей. Ламинированные панели широко используются как кровельный материал в строительстве. При изоляции зданий пенополиуретановая изоляция часто наносится методом напыления.
Слайд 14
Эластомеры
Эластомеры - материалы, которые могут быть растянуты, но
в конечном счете возвращаются к своей первоначальной форме. Они
применяются в случаях, которые требуется прочность, гибкость, сопротивление абразивному износу. Термопластичные полиуретановые эластомеры могут прессоваться и формироваться. Это позволяет их использовать как практичный материал для изготовления автомобильных частей, лыжных ботинок, колес роликовых коньков, кабельной изоляции и других изделий. Когда эти эластомеры прядут в волокна, они используются в производстве гибкого материала, называемого спандексом. Спандекс используется, в производстве чулочно-носочных изделий. бюстгальтеров, корда шлангов, купальников, и другой спортивной одежды.
Слайд 15
Лакокрасочные материалы
Лакокрасочные материалы из полиуретана хорошо противодействуют растворителям
и имеют значительную износостойкость. Эти материалы используются для поверхностных
покрытий, где требуется сопротивление износу, эластичность, быстрое высыхание, хорошая адгезия и стойкость к химическому воздействию, например в кегельбанах и танцевальных залах. Лакокрасочные полиуретановые материалы на водной основе используются для покраски самолетов, автомобилей и другого промышленного оборудования.
Слайд 16
Карбопласты
Карбопласты-прочные,жесткие,термически и химически устойчивые электро- и теплопроводные материалы
с небольшой плотностью и низкими коэффициентами линейного расширения и
трения. Из них изготовляют детали летательных аппаратов,судов,автомобилей,спортинвентарь и др.