Инженерите нерядко бъркат два различни материала под едно и също наименование полиуретан и след това се изненадват, защо купеният детайл се е повел не така, като се е очаквало. Термопластичният полиуретан TPU и лятият полиуретан са различни по структура и начин на изработка материали, въпреки че готовите изделия от тях изглеждат почти еднакво. Разглеждаме какво представлява TPU, каква са силните му страни и защо за натоварени износоустойчиви детайли завод ТИМОЛ отлива именно лят полиуретан.
Какво представлява термопластичният полиуретан
Термопластичният полиуретан е еластомер, поведващ се като термопласт: при нагряване той се топи, придобива форма чрез екструзия или леене под налягане, а след охлаждане се втвърдява. Главната практична разлика е в това, че TPU може да се претопява повторно, тоест отпадъците и бракът отиват в преработка. По химическа основа TPU бива на прости или сложни полиефири: простите полиефири дават по-добра устойчивост на хидролиза и ниски температури, сложните добавят якост на разтягане и бързо възстановяване на формата.
Тази способност за регулиране на свойствата на етапа на синтез прави полиуретаните толкова гъвкави по приложение. TPU съчетава еластичността на каучука с твърдостта на пластмасата, устойчив е на масла и триене, запазва формата при деформация. Именно поради преработваемостта и възможността за тънко профилиране той е удобен за масово производство.
Где се прилага TPU
Термопластичният полиуретан е идеален там, където са нужни тънки гъвкави профили и големи партиди. Класическите приложения са кабелна и проводникова изолация, маркучи с високо налягане, фолиа и мембрани, подметки на обувки, защитни калъфи и накладки. В тези задачи се цени именно способността на TPU да се формова чрез екструзия в тънък стабилен профил и да се преработва повторно.
Но при дебелостенни натоварени детайли на промишленото оборудване ситуацията е различна. Облицовки на бункери, кофи на норийни елеватори, ролки, втулки, стъргалки и уплътнения работят на дебел слой под високо специфично натоварване и удар. Тук е по-важно не преработваемостта, а поведението на масивния детайл под натоварване, и тази задача по-добре се решава от лятия полиуретан.
Лят полиуретан срещу твърди пластмаси: числата
За да се разбере защо за износване се избира лятият полиуретан, полезно е да се сравни той с твърдите конструкционни пластмаси, с които нерядко го съпоставят. Лятият полиуретан съчетава ниско износване с еластичност, докато капролонът и UHMW-PE печелят по твърдост, но почти нямат пружинен отскок.
| Показател | Лят полиуретан (PU) | Капролон (PA6) | UHMW-PE |
|---|---|---|---|
| Износване, DIN 53516 | 38-39 мм³ | 30-90 мм³ | 15-30 мм³ |
| Работна температура | -60 до +100 °C | -40 до +100 °C | -200 до +80 °C |
| Якост на разкъсване | 39-87 МПа | 60-85 МПа | 17-45 МПа |
| Твърдост Shore | 50 Shore A до 70 Shore D | 75-85 Shore D | 60-70 Shore D |
| Еластичност на отскок | 34-61 % | 5-15 % | 5-10 % |
Ключовата разлика се вижда в последния ред: еластичността на отскока на полиуретана е 34-61 % срещу 5-15 % при капролона. Това означава, че полиуретанът гаси удара и се връща към форма, а твърдата пластмаса предава удара на конструкцията и може крехко да се начупи. По износване полиуретанът и UHMW-PE са близки, но полиуретанът е едновременно еластичен, затова печели на възли, где едновременно има абразив и удар.
Съвет на инженера: подбирайте материала по характера на натоварването, а не по наименованието. Ако възелът носи удар и вибрация, необходима е пружинеността, и тогава лятият полиуретан в зоната 80-95 Shore A работи по-добре от всяка твърда пластмаса. Ако пък е нужна само твърда направляваща на плъзгане с ниско триене без удари, тогава по-подходящ е капролонът или полиетиленът. Не пренасяйте автоматично марката от един възел на друг.
Защо ТИМОЛ лее, а не екструдира
Технологията на свободно леене позволява да се отлее детайл с всякаква дебелина и форма по чертеж или мостра на поръчителя без скъпа пресформа. Течният полиуретан се залива в матрицата, втвърдява се химически, след което детайлът се обработва механично до окончателния размер. Такъв подход е икономичен и за единични детайли, и за малки серии, каквото не може да осигури екструзията на TPU, изчислена за масов тънък профил.
Именно затова за износоустойчиви промишлени изделия заводът избира лятия полиуретан, а не термопластичния. Типичните позиции са събрани в каталога, а по-подробно за самия материал и свойствата му може да се прочете в раздела справочна информация.
Как да изберем и поръчаме
Изборът между термопластичния и лятия полиуретан се свежда до типа детайл. Тънък гъвкав профил, фолио или кабел, това е територията на TPU. Дебел натоварен детайл на абразив и удар, това е лятият полиуретан. Ако не сте сигурни, към кой клас се отнася вашата задача, по-лесно е да опишете условията на работа на възела и технологът ще посъветва материала.
Практически извод
Термопластичният и лятият полиуретан не са синоними, а два материала под различни задачи: TPU за тънки профили и масови партиди, лятият за натоварени износоустойчиви детайли по размер. Опишете вашия възел и изпратете чертеж или мостра в завод ТИМОЛ чрез контактите и инженерите ще подберат материала, твърдостта и ще изчислят изработката. Списъкът на услугите е достъпен в раздела услуги.