Полиуретан: что это за материал, применение в строительстве и других сферах

Всевозможные полимерные материалы все чаще используются как в строительстве, так и в других сферах, с успехом заменяя натуральные и превосходя их по многим характеристикам. Они не гниют и не ржавеют, обладают высокой прочностью и устойчивостью к износу. Одним из них является полиуретан. Что это за материал, из чего его получают и где применяют, какими преимуществами он обладает – обо всем этом вы узнаете из нашей публикации.

Что нужно знать о полиуретане

Как и многие другие полимеры, полиуретан – материал, который синтезируется из сырой нефти, а точнее, из двух её компонентов: изоцианата и полиола. Какими свойствами и характеристиками будет обладать конечный продукт, зависит от их процентного соотношения, наличия и вида добавок.

Виды полиуретана

По своей структуре материал бывает:

• твердым;
• жидким;
• вспененным.

В зависимости от того, что из него планируется производить, на заводы он поступает в виде текучей субстанции, стержней, гранул или листов определенного цвета и уровня прозрачности.

Характеристики

Характеристики материала во многом зависят от его вида, плотности, агрегатного состояния. Но в целом полиуретан обладает:

• высокой прочностью, сопротивляемостью разрыву и износу;
• теплоизоляционными свойствами;
• электроизоляционными свойствами;
• абсолютной гидрофобностью;
• устойчивостью к воздействию ультрафиолета и большинства химических веществ, за исключением ароматических углеводородов;
• высокой эластичностью, способностью возвращать первоначальную форму после деформации;
• невосприимчивостью к поражению плесенью и другими микроорганизмами;
• устойчивостью к высоким (до +120 градусов) и низким (до -70 градусов) температурам, резким температурным перепадам.

Для справки! Нельзя сказать про полиуретан, что это негорючий материал. При повышении температуры до +140 градусов он начинает плавиться, а чтобы он загорелся, она должна достичь +440 градусов. Однако введение антипиреновых добавок позволяет получать материалы с минимальными классами горючести.

Плюсы и минусы

Зная, что такое полиуретан, материал проще оценивать по его достоинствам и недостаткам. Плюсов у него в сравнении с другими полимерами и натуральными материалами много.

• ПУ настолько устойчив к износу, что из него делают детали для автомобилей, бесшинные колеса, ролики для промышленного и складского оборудования.
• Материал гораздо эластичнее резины, легко восстанавливает форму после применения нагрузки.
• Он не подвержен старению, гниению, коррозии, как многие природные материалы.
• Изменяя состав и структуру поверхности, полиуретановым изделиям можно придавать абсолютную гладкость или шероховатость, способность противостоять скольжению.

• Он не разрушается под действием солнечных лучей, как полистирол и некоторые другие пластики.
• Способность не пропускать воду и воздух делает его идеальным герметиком.
• Легко обрабатывается разными способами.
• Является отличным диэлектриком.

Есть у материала и недостатки. Причем некоторые его свойства могут быть полезны в одной сфере и вредны в другой. Например, из ПУ получается хорошая износостойкая обувь, но его непроницаемость для воздуха делает её неудобной для длительного ношения.

Другие минусы:

• плохая стойкость к хлорсодержащим составам, ароматическим углеводородам и некоторым кислотам;

Для справки! Впрочем, с большинством агрессивных химикатов изделия из ПУ не сталкиваются при обычной эксплуатации.

• ломкость при долгом нахождении в условиях низкой температуры;
• сложность утилизации и вторичной переработки.

Последний недостаток – самый серьезный.

Уникальные характеристики полиуретана делают его весьма привлекательным для производителей, используется он буквально везде от медицинской до тяжелой промышленности. А использованные, устаревшие, отслужившие свое изделия накапливаются и требуют утилизации. Естественным путем ПУ не разлагается, его сжигание сопровождается выбросом токсичных веществ в атмосферу, для переплавки и получения вторсырья требуется сложная сортировка изделий с разнородными характеристиками. Поэтому чаще всего его измельчают и используют в качестве добавок для строительных растворов.

Способы придания формы изделиям из ПУ

Чтобы сделать из твердого полиуретана, поступающего на завод в виде гранул, прутков или листов, нужное потребителю изделие, его подвергают разным видам обработки.

• Литье.

Расплавленную массу заливают в оправу и дают затвердеть. Либо, если нужно создать защитную оболочку на металлическом изделии, жидкий полиуретан наносят на него вручную или автоматически, под контролем компьютерной программы.

• Прессование.

Производится в аппаратах с программным обеспечением. Нагретое или размягченное сырье подается в аппарат под пресс, где в ограниченном пространстве подвергается экстремальному давлению с приданием нужной формы.

• Экструзия.

Размягченная до текучего состояния масса продавливается через формовочное отверстие экструдера, где остывает и отвердевает. Этим способом изготавливают погонные изделия с заданным профилем, которые нарезаются на отрезки.

• Заливка.

Самый простой способ, часто применяемый для самостоятельного изготовления штучных изделий. Жидкий материал, предварительно смешанный с реагентом-отвердителем, вручную заливается в форму, в которой застывает.

Для справки! Из полиуретана часто делают и сами формы для отливки различных декоративных элементов: настенной плитки, барельефов, мыла ручной работы и т.п. Они обладают гибкостью и эластичностью, растягиваются, что облегчает выемку готовых изделий.

Сферы применения полиуретана

Одно из достоинств полиуретана, что это такое вещество, которое может применяться в любом состоянии – твердом, жидком, а также вспененном. Поэтому не удивительно, что он находит применение в самых разных областях нашей жизни.

В строительстве и отделке

Нас в первую очередь интересует, как ПУ можно использовать при строительстве, ремонте и отделке домов. В этой сфере наиболее популярен жидкий полиуретан, являющийся основой или компонентом самых разных материалов:

• клеев;
• герметиков;
• лаков, эмалей и красок;
• грунтовок;
• мастик;
• пропиток и т.д.

Они долговечны, пожаробезопасны, обладают высокой эластичностью и адгезией к разным основаниям, а также теплоизоляционными свойствами.

Все большую популярность обретает наливной пол на основе этого полимера – теплый на ощупь, не скользкий, позволяющий создавать напольные покрытия с 3D-эффектом.

Огромную нишу занимает этот вспененный материал в области теплоизоляции зданий и отдельных конструкций. Из него делают оболочки для труб и других элементов инженерных коммуникаций, резервуаров и цистерн, листовой утеплитель для стен и кровель. В частном строительстве более распространен напыляемый пенополиуретан (ППУ), который наносится на стены и другие несущие конструкции с помощью специального оборудования. Такой утеплитель, в отличие от той же минваты, не впитывает влагу, а потому не теряет своих изоляционных свойств.

Применяется материал и для изготовления элементов декора для внутреннего и наружного оформления. Это:

• арки для оформления проемов;
• напольные и потолочные плинтусы;
• декоративные балки под дерево;
• колонны;
• статуи;
• имитация гипсовой лепнины.

На заметку! Все эти изделия отличаются долговечностью, прочностью, малым весом, удобством монтажа, а стоят гораздо дешевле аналогов из камня, ценных пород дерева и других натуральных материалом. При этом визуально обнаружить «подделку» практически невозможно.

В других областях

Очень сложно перечислить все изделия, производимые из полиуретана. Но можно обозначить основные отрасли промышленности, в которых этот материал используется особенно активно.

• Автомобилестроение (прокладки, манжеты, сайлентблоки, шины, коврики в салон, защитные кожухи).
• Тяжелая промышленность (вибростенды, конвейерные валы и ролики, уплотнители и запчасти для оборудования и техники, футеровка труб).
• Легкая промышленность (коврики, стельки и подошвы для обуви, ткани, заклепки, молнии, кухонные губки).
• Спортивная индустрия (противоскользящие покрытия, спортивная обувь, полотна беговых дорожек, детали для тренажеров, чехлы для инвентаря).
• Мебельная промышленность (садовая литая мебель, матрасы, наполнители для мягкой мебели, мебельный крепеж и декор).

• Медицина (протезы, имплантаты, колеса и поручни для инвалидных колясок, кроватей, каталок, презервативы).
• Пищевая промышленность (конвейерные ленты, скребки, футеровка столов и лотков, детали для оборудования, упаковка).
• Нефтегазовая промышленность (циклоны, уплотняющие манжеты, чистящие диски, запорные элементы, поршневые кольца).
• Сельское хозяйство (кормушки, бункеры, сопла, посевное оборудование, детали для сельхозтехники).

Коротко о главном

Полиуретан – один из самых востребованных эластомеров во всех отраслях промышленности. Такие его характеристики, как гибкость, прочность, водостойкость, устойчивость к истиранию, инертность по отношению ко многим химическим веществам, низкая теплопроводность и малый вес делают полиуретан незаменимым не только в строительстве. Его можно увидеть повсюду: в автомобилях и заводских станках, спортивном и медицинском оборудовании, обуви и одежде. При строительстве и отделке дома без него тоже трудно обойтись, ведь это отличный изоляционный, герметизирующий и декоративный материал.