Proprietà di base dei materiali poliuretanici e dei metodi di prova

Il poliuretano è un materiale polimerico comune con forti proprietà fisiche e chimiche. Di solito fatto dalla reazione di isocianato E poliolo, ha una buona resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza all'ossidazione e resistenza al calore. Sono ampiamente utilizzati nei campi industriali, costruttivi, medici e automobilistici. Tuttavia, le prestazioni dei materiali poliuretanici sono influenzate da fattori come metodi di preparazione, formulazioni e processi, quindi per valutare le loro prestazioni sono necessarie una serie di test.

Definizione e classificazione

Il poliuretano (PU) è un materiale polimerico generato dalla reazione di isocianato e poliolo (o polietere, poliestere e così via.). È ampiamente utilizzato in costruzione, trasporto, medico, mobili, elettronica, imballaggi e altri campi.

• Poliuretano rigido: noto anche come schiuma di poliuretano, solitamente utilizzata in isolamento, isolamento al calore, riempimento e modello, con leggero, isolamento al calore, assorbimento del suono e altre caratteristiche.
• Poliuretano morbido: noto anche come elastomero, è comunemente usato per produrre cuscini, sedili, cuscini, materassi e cuscinetti da scarpe. Ha una buona elasticità, comfort e resistenza all'usura.
• Rivestimento in poliuretano: utilizzato principalmente per rivestimento di superficie, anticorrosione e altri campi, con una buona resistenza chimica, resistenza all'abrasione, resistenza all'acqua e così via.
• Elastomero poliuretano: utilizzato principalmente nella produzione di rotelle, corrimano e ammortizzatori, con buona elasticità, resistenza all'usura e resistenza chimica.
• Fibra di poliuretano: comunemente usato nella produzione di tessuti, giubbotti a prova di proiettile e materiali di isolamento, con leggera, alta resistenza, buona resistenza all'abrasione e così via.
• Altri prodotti in poliuretano: come colla in poliuretano, sigillante e adesivo per la costruzione, hanno ampie prospettive di applicazione.

Composizione e caratteristiche di base

Composizione di base

• Isocianato: l'isocianato è una delle principali materie prime dei materiali poliuretanici, di solito diisocianato o poliisocianato, che contiene due gruppi di isocianato (n = C = O) nella sua struttura chimica.
• POLILOL: il poliolo è un'altra materia prima principale di materiali in poliuretano, incluso poliolo poliolo poliolo poliolo e così via. La sua struttura chimica contiene diversi gruppi idrossilici (-OH).
• Molecole a catena lunga: la formazione di materiali poliuretanici richiede la reazione di isocianati con polioli per produrre molecole a catena lunga, formando così polimeri.

Proprietà materiali

• Buona resistenza all'abrasione: ha una buona resistenza all'abrasione ed è adatto alla produzione di prodotti ad alta resistenza e ad alta rabbia.
• Buona resistenza alla corrosione: ha una buona resistenza alla corrosione e può essere utilizzato per produrre prodotti con resistenza alla corrosione.
• Buona resistenza alle alte temperature: ha una buona resistenza alle alte temperature e può essere utilizzato per produrre prodotti in ambienti ad alta temperatura.
• Può essere preparato in varie forme: può essere preparato in varie forme attraverso diversi processi di preparazione, come schiuma rigida, schiuma morbida, rivestimento, elastomero e così via.

Metodo di preparazione e flusso di processo

I materiali poliuretanici sono generalmente preparati con il metodo di miscelazione pre-polimero e il flusso di processo specifico è il seguente:

• Preparazione delle materie prime: mescolare l'isocianato e il poliolo in un determinato rapporto, che di solito deve essere eseguito in determinate condizioni di temperatura e umidità per evitare l'umidità nel materiale.
• Miscelazione di reazione: aggiungere isocianato e poliolo misti nel miscelatore, controllare la temperatura e il tempo di reazione e farli reagire per produrre materiale poliuretano.
• Trattamento di stabilizzazione: il materiale poliuretano deve essere stabilizzato dopo la reazione per migliorare la sua stabilità delle prestazioni.
• Elaborazione e modanatura: i materiali poliuretanici stabilizzati vengono preparati in diverse forme mediante attrezzatura di elaborazione e modanatura.

Il processo specifico può essere regolato e ottimizzato in base alle diverse esigenze di preparazione, ad esempio, durante il processo di miscelazione della reazione possono essere aggiunti additivi per migliorare la velocità di polimerizzazione e ridurre la viscosità e durante il processo di elaborazione e modellazione possono essere scelti diversi metodi di stampaggio, come la modanatura a iniezione, il calendario e la spruzzatura. Va notato che le condizioni di reazione devono essere controllate durante la preparazione di materiali poliuretanici al fine di evitare la generazione di sostanze volatili dannose. Inoltre, il processo di formulazione e preparazione dei materiali poliuretanici deve essere ottimizzato in base ai diversi requisiti di applicazione al fine di ottenere prestazioni migliori.

Metodi di prova delle proprietà fisiche

Diversi metodi di prova sono applicabili a diversi indicatori di prestazioni fisiche, quindi è necessario selezionare il metodo di test appropriato in base alle esigenze e agli scopi specifici quando si conducono test per ottenere risultati accurati dei test. Allo stesso tempo, è necessario seguire gli standard e le specifiche di prova per garantire l'affidabilità e l'accuratezza del processo di test.

• Test di densità: misurare la massa e il volume del materiale per calcolare la sua densità, i metodi di prova comuni sono i spostamento dell'acqua metodo e spostamento del gas metodo.
• Test di durezza: utilizzato per caratterizzare la durezza e l'elasticità del materiale, i metodi di prova comunemente usati sono Durezza Rockwell, La durezza di Barr, la durezza di Dürr e così via.
• Test di trazione: i metodi di prova comunemente usati sono macchine di test di trazione e macchine di test del materiale universale.
• Test di compressione: i metodi di prova comuni hanno macchine per i test di compressione.
• Test di flessione: i metodi di prova comuni sono il tester di flessione a tre punti e il tester di flessione a quattro punti.
• Test di usura: i metodi di prova comuni sono il tester di usura scorrevole e il tester di usura rotante.
• Test delle prestazioni termiche: i metodi di prova comuni sono il test del coefficiente di espansione termica, il test di conducibilità termica, il test specifico per la capacità termica e così via.
• Test di impatto: utilizzato per testare la resistenza all'impatto e la resistenza all'impatto del materiale, utilizzare il tester di impatto di Charpy per i test.

Metodi di prova delle prestazioni termiche

I metodi di prova per le proprietà termiche dei materiali poliuretanici includono quanto segue:

• Test del coefficiente di espansione termica: utilizzato per testare la quantità di espansione lineare o di massa del materiale causato da variazioni di temperatura, di solito utilizzando un misuratore di coefficiente di espansione termica per i test.
• Test di conducibilità termica: utilizzato per testare la conducibilità termica del materiale, di solito utilizzando un misuratore di conducibilità termica per il test.
• Test del tasso di espansione termica: utilizzato per testare il tasso di espansione termica del materiale, di solito utilizzando il misuratore di espansione termica per i test.
• Test di temperatura di decomposizione termica: utilizzato per testare la stabilità termica del materiale ad alte temperature, di solito utilizzando uno strumento di decomposizione termica per il test.
• Test di capacità termica specifica: utilizzato per testare la capacità termica specifica del materiale, di solito utilizzando un calorimetro di scansione differenziale per il test.

Metodi di prova delle prestazioni elettriche

I metodi di prova per le proprietà elettriche dei materiali poliuretanici includono quanto segue:

• Test di resistività: utilizzato per testare la resistività del materiale, di solito utilizzando il metodo a quattro terminali per il test.
• Test di resistenza all'isolamento: utilizzato per testare le proprietà di isolamento del materiale, di solito utilizzando un tester di resistenza all'isolamento per il test.
• Test di perdita costante e di perdita dielettrica dielettrica: utilizzato per testare le proprietà dielettriche del materiale, di solito utilizzando un tester di perdita dielettrica per il test.
• Test di tensione di distruzione: utilizzato per testare la tensione di distruzione del materiale, di solito utilizzando un tester corona ad alta tensione per il test.

Metodo del test di resistenza chimica

I metodi di prova per la resistenza chimica dei materiali poliuretanici includono quanto segue:

• Test di resistenza all'acido e alcali: utilizzato per testare la resistenza alla corrosione dei materiali nei media acidi e alcali, di solito usando il metodo di immersione o il metodo di spruzzatura per il test.
• Test di resistenza al solvente: utilizzato per testare la resistenza del materiale alla dissoluzione nei solventi organici, utilizzando di solito il metodo di immersione o il metodo di spruzzatura per il test.
• Test di resistenza all'ossidazione: utilizzato per testare la resistenza di ossidazione del materiale sotto l'azione degli agenti ossidanti, di solito usando il metodo di riscaldamento o il metodo di immersione per il test.
• Test di resistenza ai raggi UV: utilizzato per testare la resistenza all'invecchiamento della luce del materiale sotto irradiazione UV, di solito usando il tester di invecchiamento UV per il test.

Metodo del test di resistenza all'abrasione

I metodi di prova per la resistenza all'usura dei materiali poliuretanici includono quanto segue:

• Test di usura: utilizzato per testare le prestazioni del materiale sotto l'azione di attrito e usura, di solito utilizzando tester di usura rotante, tester di usura scorrevole o tester di usura delle ruote abrasivi per il test.
• Test di usura dell'impatto: per testare le prestazioni di un materiale sotto l'azione di impatto e abrasione, utilizzando di solito un tester di usura di impatto.
• Test del coefficiente di attrito: viene utilizzato per testare le prestazioni del materiale sotto l'azione dell'attrito, di solito utilizzando un tester di coefficiente di attrito.

Aree di applicazione e prospettive

I materiali poliuretanici hanno eccellenti proprietà fisiche, chimiche e meccaniche e sono quindi utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Campo di costruzione: utilizzato nell'isolamento termico, nell'isolamento sonoro, l'impermeabilizzazione e l'anticorrosione, come la scheda isolante, il rivestimento impermeabile, i materiali a base di asfalto e così via.
• Campo di trasporto: utilizzato nella produzione di automobili, aeroplani, treni e altri mezzi di trasporto, come corpi, sedili, pneumatici, sigilli e così via.
• Campo di mobili: utilizzato nella produzione di mobili e materassi, come divani, materassi, sedie, cuscini da massaggio e così via.
• Campo medico e sanitario: utilizzato nella produzione di attrezzature mediche e organi artificiali, come cuori artificiali, ossa artificiali, siringhe e così via.
• Campi elettronici ed elettrici: utilizzati nella produzione di componenti elettronici, materiali isolanti, cavi, come componenti elettronici, fili, materiali di isolamento dei cavi e così via.

In futuro, con il continuo progresso della scienza e della tecnologia e il continuo miglioramento del processo di preparazione dei materiali poliuretanici, i campi di applicazione dei materiali poliuretanici continueranno ad espandersi, specialmente nel campo di materiali di fascia alta, come nuove energie e nuovi materiali, i materiali in poliuretano avranno una prospettiva di applicazione più ampia.

Conclusione

La versatilità e le robuste proprietà del poliuretano lo rendono un materiale ricercato in numerose industrie. La sua adattabilità, combinata con la capacità di essere modellata in varie forme, garantisce la sua continua rilevanza. Man mano che persistono i progressi tecnologici, le applicazioni di Polyurethane sono destinate ad espandersi, consolidando la sua posizione di materiale indispensabile nelle industrie moderne.