Polyuréthane (34 Photos) : Quel Est Ce Matériau ? Polyuréthane Thermoplastique Et Flexible, Caractéristiques Et Densité, Point De Fusion Et Autres Propriétés, Production

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-18 12:11

On a entendu parler du polyuréthane pour la première fois en 1937. Ce matériau a été synthétisé par Otto Bayer à partir de diisocyanate et de polyester sous forme liquide. La substance présentait de nombreux avantages par rapport au plastique, qui à l'époque était très demandé.

Quel est ce matériau ?

Le polyuréthane est un type de matériau unique qui a des possibilités et des perspectives d'utilisation presque illimitées. Le polymère contient 2 types de matières premières, à savoir: les polyols et les isocyanates . La production de ce dernier est basée sur le raffinage du pétrole. En mélangeant des éléments liquides, on obtient des compositions réactives. Les propriétés du polyuréthane dépendent directement des ingrédients à partir desquels il est fabriqué, ainsi que du rapport des catalyseurs, des agents gonflants, des stabilisants et bien plus encore.

Le polyuréthane ressemble à une fibre polymère avec une structure poreuse. Il est considéré comme un élastomère polyvalent, mais il présente à la fois des avantages et des inconvénients.

Les avantages du polyuréthane incluent les caractéristiques suivantes:

• haute résistance mécanique;
• constante diélectrique;
• mauvaise abrasion;
• bonne élasticité;
• la capacité de conserver sa forme après des déformations répétées;
• résistance à l'usure;
• longue durée de vie;
• résistance aux acides, huiles, solvants;
• non-sensibilité à l'influence des micro-organismes;
• large plage de températures de fonctionnement;
• résistance aux basses températures;
• la capacité de travailler sous haute pression.

Ce matériau ne vieillit pas, il se prête à divers types d'usinage. De plus, les produits en polyuréthane sont légers et donc faciles à transporter et à installer. Cet élastomère a la capacité de mousser, de sorte que toutes sortes de produits poreux sont fabriqués à partir de celui-ci.

Malgré les nombreux avantages, le polyuréthane présente certains inconvénients:

• instable aux charges de torsion;
• l'élasticité et la résistance du matériau dépendent directement du régime de température de l'environnement;
• la complexité de la transformation en matières premières secondaires.

Ce type d'élastomère fait référence à des matériaux qui se prêtent facilement à toutes sortes de traitements. Diverses méthodes de mise en forme lui sont appliquées.

• Extrusion . Ce procédé de production de polyuréthane consiste à forcer le matériau sous forme fondue à travers le trou de formage de l'extrudeuse.
• Fonderie . Sous l'influence de la pression, la masse fondue est injectée dans un moule spécial, après quoi elle est refroidie.

Comparaison avec le caoutchouc

Malgré le fait que le caoutchouc et le polyuréthane soient assez similaires, l'élastomère synthétique surpasse le matériau naturel en termes de caractéristiques de qualité. Contrairement au caoutchouc, les fibres polymères ont une résistance et une résistance à l'usure plus élevées . Pour cette raison, le caoutchouc est moins utilisé que le polyuréthane dans de nombreuses industries. Le principal facteur affectant la durabilité du matériau est son usure abrasive, sa susceptibilité à l'influence d'un environnement agressif. En comparant selon ce critère, on peut conclure que le polyuréthane est 10 fois plus résistant à l'abrasion.

Selon l'évaluation de la résistance à différents environnements, le polymère est également considéré comme meilleur que le caoutchouc . Il peut tolérer les effets des solvants et des produits chimiques toxiques. Entre autres choses, le caoutchouc naturel a une résistance à la traction 1,5 à 3 fois inférieure à celle d'un élastomère. Le matériau synthétique est capable de reprendre rapidement sa forme sans déformation en cas de charge élevée. Le caoutchouc, à son tour, n'est supérieur à l'élastomère qu'en termes de coût, qui est bien inférieur à celui des synthétiques.

Cependant, selon les experts, afin d'éviter de devoir payer deux fois à l'avenir, il est préférable d'acheter du matériel de haute qualité et coûteux.

Caractéristiques et propriétés

Le polyuréthane étant à base de polyol et d'isocyanate, il appartient au groupe des polyester polyols. Du fait que ce type est un élastomère, il se caractérise par une bonne extensibilité et la capacité de reprendre ses formes d'origine. Divers additifs peuvent conférer des propriétés uniques au polyol, ce qui peut modifier les indicateurs d'élasticité, de douceur, de dureté, de résistance.

Le polyuréthane est produit dans plusieurs états:

• dans un liquide visqueux;
• en doux;
• en solide.

Quelle que soit sa forme, l'élastomère ne modifie pas ses caractéristiques techniques sous l'influence de facteurs environnementaux mécaniques et chimiques. Ce matériau est également résistant aux rayons UV, aux champignons et aux moisissures.

Les caractéristiques techniques du polyuréthane lui permettent d'être utilisé dans de nombreux domaines domestiques et industriels. Listons les principales caractéristiques d'un polyester polyol.

• Densité . L'indicateur dépend du type de matériau, il varie généralement de 30 à 300 kg / m3.
• Dureté . A l'échelle Shore, il peut aller de 50 à 98 unités. Ces indicateurs permettent d'utiliser l'élastomère à des charges élevées.
• Plage de température importante . Le matériau peut être utilisé à des températures de -60 à +80 degrés Celsius. Avec un indicateur de 120-140 degrés, il peut être utilisé pendant une courte période. Les polyuréthanes ont un point de fusion élevé - au moins 160 degrés Celsius. Si ces matériaux sont chauffés à 220 degrés, ils commenceront à se décomposer.
• Coefficient de conductivité thermique - 0, 028 W / (m * K) .
• Ce polyol n'a pas de conductivité électrique .
• Poids . Le matériel pèse très peu.
• Résistance à l'ozone . Le polyuréthane ne se dégrade pas sous l'influence de l'ozone, contrairement au caoutchouc.
• Résistance aux environnements agressifs .
• Inflammabilité . Selon GOST 12.1.044, le matériau est classé comme non combustible, il est donc utilisé dans de nombreuses industries.
• Respect de l'environnement . Le polyuréthane est classé comme un matériau sûr, il est donc souvent utilisé dans la vie quotidienne.

Le polyuréthane est-il nocif ?

En raison de ses caractéristiques d'économie d'énergie, le polyuréthane est classé comme un matériau sûr. Cependant, lors de l'évaluation de son respect de l'environnement, il convient de prendre en compte la possibilité de nuire à cet élastomère à l'état liquide et solide. Comme l'a montré la pratique, sous forme sèche, ce polyol n'émet pas de substances nocives . Des vapeurs dangereuses ne sont possibles que si le matériau est manipulé de manière incorrecte.

Si toutes les mesures de sécurité sont respectées dans la fraction liquide, le polyuréthane ne présentera aucun danger pour les personnes et les animaux.

Cependant, la violation de la technologie de production peut entraîner le dégagement des vapeurs toxiques suivantes

• Isocyanates … Ces substances font partie de la peinture et du vernis, des produits en mousse. Leur présence peut provoquer de l'asthme en l'absence de protection particulière.
• Les catalyseurs aminés, qui provoquent une sensibilité accrue, une irritabilité, une vision floue . Lorsqu'elles sont inhalées en continu, ces substances provoquent des ulcères, une irritation des muqueuses, des brûlures de la bouche, de la gorge et de l'œsophage.
• Polyol . Il n'est capable de manifester son effet toxique qu'au contact direct d'un organisme vivant, notamment en avalant. L'empoisonnement aux polyols se manifeste par des vomissements, une intoxication et des spasmes.
• Retardateur de flamme . Cette substance s'accumule progressivement dans le corps, après quoi elle provoque une intoxication.

À la suite de ce qui précède, nous pouvons conclure que le polyuréthane ne peut être nocif pour la santé que s'il est mal utilisé . Cela se produit souvent lors de l'utilisation de types de pulvérisation de mauvaise qualité, ainsi qu'en l'absence de protection spéciale pendant le fonctionnement.

Beaucoup s'inquiètent des dangers du polyuréthane, qui est monté dans des locaux résidentiels. Les craintes des utilisateurs sont vaines, puisque cette catégorie de biens subit de nombreux tests de sécurité avant d'être mise en vente. Des problèmes ne peuvent survenir que si l'élastomère est acheté auprès d'un fabricant qui ne dispose pas de certificats de qualité.

Comparaison avec d'autres matériaux

Connaissant les caractéristiques du polyuréthane, on peut dire qu'il a beaucoup plus d'avantages que le caoutchouc. Comme déjà mentionné, ce polymère le surpasse en termes de durabilité, d'extensibilité, de résistance et de nombreuses autres caractéristiques. Les consommateurs ont souvent du mal à choisir entre le polyuréthane et d'autres produits similaires, en le comparant à eux.

• Duropolymère . A l'apparence d'un produit en plastique mat. À son tour, le polyuréthane est comme une poudre en mousse et est enduit d'un apprêt. Ce dernier est léger et est idéal pour travailler avec le plafond. De plus, son assortiment est assez large. Le duropolymère appartient aux polymères anti-vandalisme, l'acheteur n'a donc pas à penser à sa restauration pendant une longue période.
• Vinyle . Ce matériau, contrairement au polyuréthane, n'est pas destiné à protéger la surface, il est plus souvent utilisé à des fins décoratives.
• Silicone . Ces matériaux sont produits pour être utilisés dans divers types de travaux. Selon les consommateurs, l'élastomère se caractérise par une meilleure durabilité et résistance. À son tour, le silicone se distingue par le fait qu'il est élastique et bio-inerte.
• Polystyrène expansé . La différence entre les matériaux réside principalement dans le coût, qui est plus élevé pour le polyuréthane. Le polystyrène expansé ne conduit pas bien la chaleur, il est pratique et facile à utiliser. Le polyuréthane dure plus longtemps que le matériau précédent, ne se détériore pas sous l'influence de facteurs environnementaux négatifs.
• Polyester . Avec lui, le polyuréthane a bon nombre des mêmes propriétés. Cependant, d'une certaine manière, le second matériau est supérieur au premier en qualité. Le polyuréthane est plus élastique, plus résistant et plus durable que le polyester.

Aperçu des espèces

Le polyuréthane est un matériau universel transparent et économe en énergie qui gagne chaque jour en popularité dans le monde entier. Ce matériau a son propre marquage spécial. Les marques d'élastomère les plus populaires incluent SKU-PFL-100, NITs PU-5, elles se caractérisent par une dureté Shore de 85-90 unités.

Mousse de polyuréthane souple

Il est d'usage d'utiliser du caoutchouc mousse de polyuréthane souple comme amortisseur . En outre, il est utilisé pour créer de la literie, des doublures, des emballages et des intérieurs automobiles.

La mousse flexible peut être créée sous n'importe quelle forme. Ce type de polyuréthane se caractérise par sa légèreté, sa résistance et son confort.

Thermoplastique

Le polyuréthane thermoplastique est un matériau élastique et flexible résistant à l'abrasion et aux intempéries. Il est produit et coloré par diverses méthodes. Le traitement des élastomères thermoplastiques est effectué sur des machines d'extrusion, de compression et d'impact . Ce produit flexible est capable de s'adapter à diverses applications telles que la construction, l'automobile, la chaussure.

Applications

Le polyester polyol est largement utilisé de nos jours. Les articles de revêtement, les pièces de presse, les rouleaux, les roues, les revêtements de rouleaux, les bagues d'étanchéité, les manchettes et les bouchons sont fabriqués à partir de feuilles de polyuréthane . Sous forme liquide, il a trouvé son application dans le revêtement des structures en béton, des wagons, des écoutilles et des toits. Souvent, l'élastomère fait partie d'un produit d'étanchéité, de colle, de peinture et de vernis.

Dans l'industrie lourde, les pièces absorbant les chocs sont fabriquées à partir de ce matériau . Dans la construction, il est utilisé pour créer un revêtement antidérapant, des surfaces résistantes aux vibrations, des façades. Les industries de l'automobile et de l'ameublement sont indispensables sans élastomère. La demande de polyuréthane est observée dans l'industrie textile. Il convient à la confection de housses, fermetures à glissière, rivets, semelles intérieures, semelles. La médecine utilise l'élastomère pour la fabrication de préservatifs, de prothèses et d'implants.

Traitement

De nos jours, la question du recyclage du polyuréthane prend de plus en plus d'importance. Le problème est associé à une augmentation de la superficie des décharges, ainsi qu'à une augmentation du coût de leur élimination. Ces dernières années, le développement des dernières technologies pour le traitement des élastomères a été observé et de plus en plus d'attention est accordée à cette question.

Voici les principales méthodes pour obtenir des matériaux recyclés à partir de polyuréthane

• Physique . Dans ce cas, le plastique est broyé en une fraction fine, qui est ensuite utilisée comme charge dans la construction.
• Refusion . Le résultat de cette méthode est la production de matières premières, qui sont ensuite utilisées pour obtenir des produits en polyuréthane.
• Glycolyse à haute température . En utilisant cette méthode, les glucides sont décomposés.
• Chimique . Le traitement est basé sur la dépolymérisation, après quoi des substances à faible poids moléculaire sont formées à partir de l'élastomère.
• Brûlant . Cette méthode d'obtention d'énergie est considérée comme la plus dangereuse de toutes, car elle libère des substances nocives dans l'air atmosphérique.

Grâce à l'introduction massive du recyclage, le problème actuel de l'utilisation du polyuréthane peut être résolu. Les propriétés de ce matériau sont diverses, elles n'ont pratiquement pas de frontières. L'élastomère fonctionne parfaitement non seulement dans un environnement domestique, mais également dans des conditions extrêmes.

Bien qu'il s'agisse d'une substance synthétique, elle est sans danger pour l'homme et est donc utilisée dans les industries de la médecine, de la construction, du textile et de la chaussure. Malgré le coût élevé par rapport à d'autres matériaux, le polyuréthane est rentable par sa fiabilité et sa durabilité.