Специальные марки полиуретанов
Модификация под экстремальные условия эксплуатации
Полиуретан (ПУ) заслуженно считается конструкционным эластомерным материалом №1 во многих отраслях промышленности. В общем случае он обладает уникальным базовым комплексом свойств:
Высокая эластичность и упругость
Исключительная износостойкость
Прочность на разрыв
Химическая инертность к маслам и растворителям
Наибольший экономический эффект дает использование полиуретанов в узлах машин, подвергающихся динамическим нагрузкам, вибрации и абразивному износу (воздействию твердых частиц в газовых потоках или жидкой пульпе).
Стандартные марки полиуретанов не всегда справляются с узкоспециализированными задачами.
В таких случаях требуется направленная модификация свойств материала.
Компания ООО «ТехМашПолимер» предлагает решения для шести наиболее сложных сценариев эксплуатации.
Стандартные марки полиуретанов не всегда справляются с узкоспециализированными задачами.
В таких случаях требуется направленная модификация свойств материала.
Компания ООО «ТехМашПолимер» предлагает решения для шести наиболее сложных сценариев эксплуатации.
Полиуретаны для пожароопасных объектов (Шахты и Элеваторы)
Одной из самых проблемных областей является оборудование, работающее во взрыво и пожароопасных средах.
Подземное оборудование шахт, узлы мукомольных заводов и сельскохозяйственные элеваторы.
Подземное оборудование шахт, узлы мукомольных заводов и сельскохозяйственные элеваторы.
Проблема:
Мы вводим в матрицу полимера специальные добавки, меняющие его физику:
Антистатические свойства: Снижаем удельное объемное электрическое сопротивление до безопасного уровня (не более 5 мегаом на метр). Это предотвращает накопление заряда. Уже 22 года мы успешно производим из антистатического полиуретана детали для мельничного оборудования.
- Статическое электричество: Полиуретан — отличный диэлектрик. При трении (например, зерна или породы) он накапливает статическое электричество, что может привести к искре и объемному взрыву пылевоздушной смеси.
- Горючесть: Стандартные полиуретаны относятся к группе горючих материалов (легко воспламеняются).
Мы вводим в матрицу полимера специальные добавки, меняющие его физику:
Антистатические свойства: Снижаем удельное объемное электрическое сопротивление до безопасного уровня (не более 5 мегаом на метр). Это предотвращает накопление заряда. Уже 22 года мы успешно производим из антистатического полиуретана детали для мельничного оборудования.
- Огнестойкость: Переводим материал из группы горючих в группу трудногорючих материалов согласно ГОСТ 12.1.044-2018 (в исходном тексте была опечатка 20018).
Антифрикционные покрытия.
Конкуренция с СВМПЭ
При футеровке бункеров, лотков и рудоспусков, где сыпучий материал движется самотеком под действием гравитации, для исключения налипания и забивания узкостей критически важен низкий коэффициент трения материала стенок.
Проблема:
Базовый полиуретан обладает повышенным коэффициентом трения (он «цепкий»). В этом сегменте он часто проигрывает Сверхвысокомолекулярному полиэтилену (СВМПЭ), который более скользкий, хотя и менее износостойкий при ударных нагрузках.
Решение:
Для задач, где необходимо скольжение, мы вводим антифрикционные добавки (твердые смазки). Это позволяет снизить коэффициент трения до значений, сопоставимых с конкурентными материалами, сохраняя при этом легендарную ударную прочность и износостойкость полиуретана.
Базовый полиуретан обладает повышенным коэффициентом трения (он «цепкий»). В этом сегменте он часто проигрывает Сверхвысокомолекулярному полиэтилену (СВМПЭ), который более скользкий, хотя и менее износостойкий при ударных нагрузках.
Решение:
Для задач, где необходимо скольжение, мы вводим антифрикционные добавки (твердые смазки). Это позволяет снизить коэффициент трения до значений, сопоставимых с конкурентными материалами, сохраняя при этом легендарную ударную прочность и износостойкость полиуретана.
Фрикционные покрытия.
Есть технические задачи, когда требуется максимально увеличить коэффициент трения полиуретана.
Проблема:
На приводных колесах технологических телег при производстве стройматериалов полиуретановые ободы (шины) проскальзывают по рельсам.
Решение:
Мы модифицировали (ввели в состав) контактирующий с рельсом поверхности шины систему дисперсных и волокнистых наполнителей, повысив коэффициент трения в 2 раза и исключили проскальзывание.
На приводных колесах технологических телег при производстве стройматериалов полиуретановые ободы (шины) проскальзывают по рельсам.
Решение:
Мы модифицировали (ввели в состав) контактирующий с рельсом поверхности шины систему дисперсных и волокнистых наполнителей, повысив коэффициент трения в 2 раза и исключили проскальзывание.
Работа при повышенных температурах
Стандартный плюсовой температурный диапазон работы литьевых полиуретанов ограничен: длительно до +80°С, кратковременно до +110°С.
Проблема:
При перегреве физико-механические свойства материала резко падают.
Решение:
Мы предлагаем изготовление изделий из термостабилизированных марок полиуретана. Это позволяет поднять нижний порог рабочей температуры на 10…15°С в длительном режиме эксплуатации, что часто является решающим фактором для надежности оборудования.
При перегреве физико-механические свойства материала резко падают.
Решение:
Мы предлагаем изготовление изделий из термостабилизированных марок полиуретана. Это позволяет поднять нижний порог рабочей температуры на 10…15°С в длительном режиме эксплуатации, что часто является решающим фактором для надежности оборудования.
Полиуретановые композиты для экстремального абразива
Проблема:
Существуют условия, где быстро изнашивается даже обычный полиуретан — например, песковые насадки гидроциклонов, работающие с породой, у которой острые углы и грани.
Решение:
Мы создаем композитный материал, армируя полиуретановую матрицу частицами сверхтвердых веществ (твердость по шкале Мооса — 9 единиц):
Существуют условия, где быстро изнашивается даже обычный полиуретан — например, песковые насадки гидроциклонов, работающие с породой, у которой острые углы и грани.
Решение:
Мы создаем композитный материал, армируя полиуретановую матрицу частицами сверхтвердых веществ (твердость по шкале Мооса — 9 единиц):
- Корунд ($Al_2O_3$).
- Карбид кремния ($SiC$).
Полиуретаны с повышенной химстойкостью
Проблема:
Базовые марки полиуретанов стойки или относительно стойки в слабых кислотах и работоспособны в диапазоне ph (водородный показатель) 4…9 единиц. При повышении температуры эксплуатации и концентрации химически активных веществ их стойкость снижается.
Решение:
В каждом конкретном проблемном случае мы проводим испытания образцов на химическую стойкость по ГОСТ 12020-2018. При отрицательных или неоднозначных результатах используем для решения проблемы диеновые и (или) фторированные полиуретаны, что позволяет расширить диапазон их применения на 1…2 ед. по шкале ph в обе стороны.
Базовые марки полиуретанов стойки или относительно стойки в слабых кислотах и работоспособны в диапазоне ph (водородный показатель) 4…9 единиц. При повышении температуры эксплуатации и концентрации химически активных веществ их стойкость снижается.
Решение:
В каждом конкретном проблемном случае мы проводим испытания образцов на химическую стойкость по ГОСТ 12020-2018. При отрицательных или неоднозначных результатах используем для решения проблемы диеновые и (или) фторированные полиуретаны, что позволяет расширить диапазон их применения на 1…2 ед. по шкале ph в обе стороны.
Мы не просто продаем материал, мы адаптируем его под вашу задачу. Обладая 22-летним опытом модификации полимеров, мы находим баланс между стоимостью и необходимыми характеристиками, обеспечивая долговечность ваших узлов.
Справочная информация и источники
Для технического обоснования статьи использованы следующие нормативы и данные:
Для технического обоснования статьи использованы следующие нормативы и данные:
«Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов». Данный стандарт регламентирует методы определения горючести твердых веществ.
Минералогическая шкала твердости.
Значение 9 соответствует корунду (тверже только алмаз — 10). Использование наполнителей такой твердости в полимерах значительно повышает стойкость к царапанию и абразивному износу.
Значение 9 соответствует корунду (тверже только алмаз — 10). Использование наполнителей такой твердости в полимерах значительно повышает стойкость к царапанию и абразивному износу.
Коэффициент трения скольжения по стали у чистого полиуретана составляет обычно 0.5–0.7, у СВМПЭ — 0.1–0.2. Введение дисульфида молибдена или графита в полиуретан позволяет снизить этот показатель.
Методы определения стойкости к действию химических сред