Полиуретаны

Полиуретаны образуют самую большую группу высокоэффективных пеноматериалов. При составлении надлежащей рецептуры и адекватной обработке эти материалы дают следующие преимущества:

- высокое сопротивление усадке при сжатии, которое позволяет использовать их для изготовления прокладок, средств герметизации и набивки;

- эффективное энергопоглощение, обеспечивающее высокую способность к восстановлению, хорошую амортизацию от вибрации и амортизацию соударения;

- низкое газовыделение, которое исключает затуманивание внутри автомобиля;
- широкий диапазон рабочих температур. Один из поставщиков (Rogers) представляет на рынок продукты, которые можно использовать при температурах между -40°C и 90°C;

- природную огнестойкость в целом ряде случаев;

- высокую устойчивость к воздействию химических веществ и окружающей среды, которая позволяет свести к минимуму ущерб от озона и ультрафиолетовых лучей.

В секторе производства автомобилей высокоэффективные полиуретановые пеноматериалы используются при производстве прокладок задвижек кондиционеров, запасных покрышек, прокладок задних огней, чашкодержателей, виброизоляторов двигателей, противоударной набивки приборной доски, амортизирующих прокладок бензобака и прокладок приборной панели.

Таблица 1. Свойство типичного высокоэффективного полиуретанового пенопласта (Poron 4701-40).

Параметр, метод и условия	Плотность, кг/м3
Усадка при сжатии, % макс.ASTM D 1667-76 (23°C)
Прочность на разрыв, кПаASTM D3574-75
Удлинение при разрыве, %АSTM D3574-75
Прочность на разрыв кН/мASTM D 264-91	0,5	0,9	2,1
Удельное объемное сопротивление, Ом/мASTM D 257-99	-	1012	-
Коэффициент теплового расширения в дюймах		(2,3-3,1)x10-4
Газовыделение, общая потеря массы, %ASTM 596-93, 24 часа при 125°C и <0,007 Па	0,7	0,8	1,0
Водопоглощение, воздействие высокой влажности% количества сорбированного вещества,AMS 3568-95			-
ОзоностойкостьGM 4486P-95	Допуст.	Допуст.	-

В секторе коммуникаций подушечки из уретановых пенопластов защищают хрупкие сборки с жидкокристаллическими диодами сотовых телефонов. При производстве настольных компьютеров и ноутбуков такие пенопласты используются для теплоизоляции, экранирования от электромагнитных и радиочастотных помех и производства амортизаторов батарей.
Звукопоглощение является еще одной сферой применения для уретановых материалов. В рамках этого применения их используют для обшивки потолков и панелей автомобилей, воздуховодов самолетов коммерческой авиации, внедорожников, устройств, воздушных компрессоров.
В здравоохранении используются высокоэффективные уретановые пенопласты для сделанного на заказ ортопедического оборудования и обшивки протезов.
Низкоэффективные полиуретаны давно использовались для набивки мебели, но сейчас появилась новая тенденция, и вводятся специализированные пеноматериалы, которые сочетают в себе свойства, как набивки, так и размещавшихся ниже металлических пружин. В результате, использование этих пеноматериалов позволяет отказаться от использования металлических пружин, а также трудозатратного процесса их установки.

Полиэтилен

В 1933 году британские химики Фассет и Гибсон, экспериментируя с различными химикатами под высоким давлением случайно натолкнулись на материал, роль которого в современном мире трудно переоценить. Это был полиэтилен. Полиэтилен получил широкое распространение во время Второй Мировой Войны, сначала как покрытие подводных кабелей, потом для радарной изоляции. Именно эксплуатационные качества полиэтилена позволили размещать радары (существенно уменьшив их вес) на самолетах. Это был сильный ход, который помог британской авиации получить преимущество перед продвинутой немецкой техникой.

После войны полиэтилен начал широко использоваться в потребительской сфере, рост его популярности был беспрецедентным. Именно полиэтилен стал первым пластиком, который стал продаваться в США объемами более миллиона фунтов в год. На сегодня полиэтилен – самый распространенный в мире пластик.

В 50-е годы 20-го века полимеры превратились в одну из основных мировых индустрий, которая влияет на все сферы жизни человека. Полимеры позволили усовершенствовать производство «классических» видов продукции – упаковки, тканей и т.д. Но самое главное – из них стали производить новую продукцию, которой человечество ранее не знало: полимеры используются в производстве электроники, компьютеров, телевизоров, автомобилей и т.д. Пластиковые материалы получили широкое распространение в медицине – заменители крови, искусственные органы, протезы. Раннее эти вещи казались фантастикой.

По статистике с 1976 года пластик стал самым используемым в мире материалом. Без сомнения изобретение пластика является одним из важнейших достижений человечества в 20-ом веке.

Спрос на высокоэффективные пластмассовые пеноматериалы увеличивается в различных сегментах рынка. Они все больше составляют конкуренцию невспененным термопластам, металлам, натуральным, а также синтетическим каучукам. Во многом это обусловлено уникальными свойствами этих пеноматериалов, делающими их применение выгодным и эффективным.

Спрос на высокоэффективные пластмассовые пеноматериалы распространяется по большому количеству секторов рынка, включая секторы транспорта, электроники, здравоохранения, промышленного оборудования, потребительских устройств, строительства, производства обуви и спортивных товаров. Основной причиной здесь является то, что эти материалы предоставляют в распоряжение потребителей небольшую массу и амортизирующие свойства традиционных вспененных пластмасс в сочетании с различными комбинациями специальных свойств, таких как: исключительная прочность, теплостойкость и огнеупорность, затухание звука, химическая инертность и биологическая совместимость. К числу полимеров, которые используются для производства высокоэффективных пеноматериалов, относятся: полиуретаны, полиолефины, силиконы, фторполимеры, стиролы и конструкционные смолы. Некоторые из этих материалов от природы обладают превосходными механическими, термическими и химическими свойствами; другие приобретают эти свойства благодаря химическим преобразованиям их полимерных цепей, вулканизирующей обработке или использованию специальных добавок. Вспенивание высокоэффективных материалов осуществляется с использованием таких стандартных методов, как введение химических пенообразующих веществ и физических пенообразующих веществ (типичными являются углеводороды или фторированные углеводороды).

Высокоэффективные пенопласты составляют конкуренцию невспененным термопластам, металлам, натуральным, а также синтетическим каучукам. Пеноматериалы используются при производстве таких деталей, как уплотнители, средства герметизации, теплозащитные фильтры, противоударные и противовибрационные брекеры, устройства протезирования, а также экраны от электромагнитных и радиочастотных помех для электронного оборудования.

Поскольку не существует точного определения высокоэффективных пеноматериалов, трудно дать оценку объему рынка для этого продукта. Но в одном исследовании «специальных пенопластов», проведенном в 2003 г. одной из исследовательских групп (Freedonia), потребность США в этих материалах оценивается в 990 млн. долл. в год, причем пластмассы составляют 85% от общего объема продаж (остальное приходится на долю керамики и металла).