Литье полиуретана

Полиуретан

Полиуретаны – это гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит в себе незамещённую или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов иногда содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная и амидная группы и некоторые другие функциональные группы, которые определяют своим присутствием свойства этих полимеров. Полиуретаны относят к группе синтетических эластомеров. Эта группа полимеров используются в качестве заменителей резины при производстве изделий, которые работают в агрессивных средах и в условиях высоких температур и нагрузок. Диапазон рабочих температур полиуретана – от −60 °С до +80 °С.

Полиуретаны получают с помощью взаимодействия соединений, которые содержат изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

Механические свойства полиуретанов изменяемы в широких пределах и в значительной мере зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), степени кристалличности и молекулярной массы. Полиуретаны могут представлять в виде вязких жидкостей или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии. Свойства полиуретанов могут варьироваться от высокоэластичных резин до жёстких пластиков.

Полиуретан принадлежит к группе конструкционным материалам. Механические свойства позволяют использовать его в деталях механизмов и машин, которые подвергаются большим силовым нагрузкам. К данному виду промышленных материалов выдвигают очень серьёзные требования по сопротивляемости воздействию агрессивной внешней среды.

Разнообразие механических характеристик различных типов полиуретана позволяет применять его практически во всех сферах промышленности: для изготовления самых разнообразных уплотнений, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, эластичных форм для изготовления декоративных камней, клеев, изоляторов, герметиков, деталей маломощных машин (валов, роликов, пружин и т. п.), имплантатов и прочих изделий. Благодаря очень высокой износостойкости из полиуретана изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, даже втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности. Из полиуретана производят отбойники для автомобильных амортизаторов.

Литьевой полиуретан

Полиуретан для литья создается взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с полифункциональными и бифункциональными гидроксилсодержащими производными. Изменение свойств полиуретана с вязкого до твердого состояния дают хорошую устойчивость к воздействию кислот, окислителей, бензина, органических и минеральных масел.

Полиуретан имеет такие показатели, как:

  • работа в широком диапазоне рабочих температур
  • стойкость к налипанию
  • высокая абразивная стойкость
  • диэлектрические свойства
  • эластичность и ударостойкость
  • имеет хорошую механическую память
  • устойчивость к агрессивным средам (морская вода, щелочная и кислотная среда, маслобензостойкость)

Продукты из полиуретана отличаются высокой надежностью, исключительной износостойкостью, низким коэффициентом трения и стойкостью к деформациям. В современной промышленности, благодаря своей кислотостойкости, износостойкости, маслобензостойкости и высоким диэлектрическим свойствам, этот полимер частично может заменить резину или металлы. Изделия из полиуретана подходят для работы при температурах в диапазоне от -40С до +90С.

Полиуретан нашел свое применение при производстве уплотнений, амортизаторов, скребков, штамповочных пластин, заготовок для изготовления несложных деталей и листов для футеровки емкостей. Его литьем изготовляются втулки, манжеты и опоры. Полиуретановые уплотнения применяются для пневматических и гидравлических амортизаторов на железнодорожном транспорте. Также множество деталей из литьевого полиуретан используется в автомобилестроении (элементы подвески, подшипники скольжения и самосмазывающиеся уплотнения).

В автомобилестроении из литьевого полиуретана изготавливают самосмазывающиеся уплотнения, части подвески и подшипники скольжения. На железнодорожном транспорте используются уплотнения для гидравлических и пневматических амортизаторов.

Способы литья полиуретана

Литьевой полиуретаны используется как подвижная жидкость для одного из методов формовки. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных методов.

Свободное литье

Основой технологии свободного литья является точное дозирование компонентов смеси составляющих компонентов и непрерывный контроль температуры и давления в течение всего процесса, который осуществляется на литьевых машинах с программным управлением. Это позволяет отливать детали высокой сложности с различными геометрическими параметрами. Вес изделия может достигать 500 кг. Преимуществом данного метода является получение деталей точно в размер без дополнительной доработки, возможность использования большого спектра сырья, быстрота, низкая себестоимость изделия, небольшие затраты времени и экономичность процесса. Свободное литье подходить для производства малых серий полиуретановых изделий.

Литье под давлением

Этот метод, в отличие от свободного литья, сильно сокращает процесс и может быть использован для производства больших партий полиуретановых изделий. Используемый материал – компаунды с различными наполнителями и добавками. Способ литья полиуретана под высоким давлением осуществляется на специальных машинах, позволяющих отливать изделия высокой сложности. Преимущество литьевого полиуретана заключается также в том, что можно использовать деталей по прямому назначению и в быстром производстве оснастки. Так производят детали для транспорта, полиграфической, горнодобывающей, строительной промышленности, вибростойкие детали и отбойные молотки. Для усиления механических показателей полиуретана детали армируют при помощи различных тканей, сеток или тонкой проволоки.

Ротационное литье

Метод ротационного литья, или гуммирования, позволяет покрывать слоем полимера валы и детали цилиндрической формы диаметром до 2 метров и длиной до 8 метров. При таком способе не применяется отливочная форма, полиуретановые системы поступают через специальные дозирующие узлы непосредственно на вращающийся вал или цилиндр. При ротационном литье не требуется повышение температуры. Это позволяет не нагревать сердечник из металла. В процессе используется дозатор подачи литьевого полиуретана и вращающее устройство. Управлением всем процессом осуществляется специальным программным обеспечением, которое контролирует угол и высоту подачи, скорость вращения барабана и скорость поступления жидкой смеси. Необходимая толщина достигается с помощью многократного прохода вдоль поверхности вала дозирующей смеси.

Основные преимущества ротационного литья полиуретана:

  • широкий спектр твердости покрытия
  • создание слоя любой толщины
  • возможность создания нескольких слоев
  • не требуется механическая доработка
  • малое количество отходов
  • экономичность и быстрота процесса
  • применение дополнительной оснастки

Все эти аспекты очень важны для предприятий, которые с большим вниманием относятся к экономичной целесообразности своего собственного производства.

Заказать услугу