История происхождения полиуретана

   История создания полиуретана очень интересна и берет свое начало в далекие годы (начало XX века) и имеет долгий и тернистый путь своего развития.

   Первые работы с применением полиуретана были проведены в 1937 году Отто Бэйером и сотрудниками его компании. Этими учеными было выявлено, что полиуретан может быть изготовлен из диизоцианата и жидкого полиэфира или диолов полиэстера. Полученный полиуретан по своим свойствам во много раз превосходил уже существующие пластмассы, которые изготавливались с помощью полимеризации олефинов или поликонденсацией. Новая комбинация мономеров мгновенно превзошла даже зарегистрированный Уолласом Кэразэсом патент за полиэстеры.

   Изначально были задуманы работы по изготовлению искусственных волокон и эластичной пены. Увы, все задуманные работы «заморозились» из-за начала Второй Мировой Войны, в процессе которой полиуретаны были использованы в качестве покрытия самолетов (в небольших количествах). Война сильно отсрочила выполнение работ по производству полиуретана. Производство полиуретана повторно началось только в 1954 году. Оно основывалось на диизоцианате толуола и полиолах полиэстера.

   Интересный факт: эластичный вспененный полиуретан для форм был изобретен совершенно случайно. Он был получен благодаря попаданию воды в реакционную смесь.

   Из диизоцианат толуола и полиолы полиэстера также была изготовлена твердая пена, каучук и эластомеры. Линейные волокна были получены из диизоционата циклогексана и 1,4-бутандиола.

   Первый полиуретан, который был изготовлен для торговли, был представлен компанией Дюпон в США в 1956 году. Более дешевые варианты полиуретана были представлены компаниями BASF в Германии и Dow Chemical в США по истечении одного года. Полиуретан, выпускаемый этими компаниями, имел несколько очень весомых положительных качеств.  Главное из них - это цена, затем легкость обработки, и улучшенная водостойкость. Массовое изготовление полиуретана было «подхвачено» компаниями Union Carbide и Mobay corporation, которые имели совместное предприятие под названием Monsanto/Bayer в Соединенных Штатах Америки. Только за 1960-й год было произведено больше, чем 45 тонн эластичных полиуретанов. На протяжении десяти лет была обнаружена пригодность хлорофлюуороалкановых пенообразователей, недорогих полиоловых полиэфиров и метилен-дифенил-диизоционатов (MDI) для изготовления эластичных полиуретанов, которые обладали великолепными изоляционными свойствами. Например, полиуретан, который был получен в процессе полимеризации метилен-дифенил-диизоционатов, обладал повышенной устойчивостью к высоким температурам и огнеупорностью, в отличии от полиуретана, который был получен из диизоционата толуола. В 1967 году был изготовлен улучшенный вид полиуретана, который обладал еще более лучшими свойствами устойчивости к высоким температурам и огнеупорности. После этого, в автомобилях, для защиты водителей и пассажиров, панели приборов и дверные накладки стали покрываться этим видом полиуретана.

Использование полиуретана

   В 1969 году компания Bayer, на выставке в Германии, представила автомобиль, полностью изготовленный из пластика. Детали представленного автомобиля были выполнены с использованием новейшей технологии RIM, что переводилось, как «реакция литья под давлением». В данной технологии жидкие составляющие пластмассы, под высоким давлением смешивались и заливались в отливочную форму.

   С помощью данной технологии стало возможным изготовление больших деталей кузовов и салонов автомобилей. Впоследствии технология RIM приобрела весьма высокую популярность. Применение диаминовых удлиннителей цепочек и технологии тримеризации дало миру полиуретан-мочевину, полицианураты и полиуретановую формовку. Добавление в смесь таких элементов, как стекло или слюда, дало начало новой технологи, которая называлась «укрепленная формовка» (RRIM) и придавала изготовленным деталям наилучшую прочность и огнеупорность. Данная технология нашла применение в процессе создания автомобиля Pontiac Fiero. Это был первый американский автомобиль с кузовом, полностью изготовленным из пластмассы. Последующее усиление деталей стало выполняться путем добавления в смесь сетки из стекловолокна. Данная технология стала называться SRIM, что переводилось, как «структурная формовка».

   В начале 80-ых годов, вспененный полиуретан для форм стал применяться для изготовления приборных панелей и воздушных фильтров в автомобильной промышленности. Таким образом, повышение цен на энергоносители и стремление исключить поливинилхлорид из области производства автомобилей повлияло на увеличение количество вспененного полиуретана на рынке. Высокая цена сырья обуславливалась уменьшением веса, и иногда, отказом от металлических деталей. Вспененный полиуретан и нашел широкое применение в производстве высокотемпературных масляных фильтров.

   Вспененный полиуретан производится путем добавления к смеси быстроиспаримых веществ. Подобные вещества придают полиуретану большое количество полезных качеств, важнейшим из которых принято считать теплоизоляцию. Но в начале 90-х годов было доказано разрушающее влияние некоторых элементов, входящих в состав полиуретана, на озоновый слой Земли, в результате чего Монреальским протоколом было ограничено их применение. Некоторые элементы стали использоваться в качестве временной замены, в процессе полного поэтапного отказа от применения, согласно директиву на выбросы парниковых газов, которая была принята 1994 году. К концу 90-х годов в Соединенных Штатах Америки и странах ЕС в качестве элементов, входящих в состав вспененного полиуретана, стали широко использовать такие вещества, как углекислый газ и пентан. Но хлорсодержащие вещества пока еще применяются во многих развивающихся странах.

   Основываясь на существующей технологии распыления полиуретана и достижениях химии полиэфираминов, в 90-х годах получили широкое распространение двухкомпонентные спреи на основе полиуретана. Их быстрая реактивность и относительная нечувствительность к влаге, делают данные вещества неплохими покрытиями для большого количества поверхностей, особенно таких, как вторичная защита емкостей и резервуаров, покрытие люков и тоннелей. Возможность простого и быстрого приклеивания к бетону и стали достигается соблюдением правил грунтовки и обработки покрываемой поверхности. Тем временем, новый двухкомпонентный полиуретан и гибридный полиуретан позволили выйти на рынок обработки поверхностей распылением.

   Эта техника обработки поверхностей применяется для обработки кузовов грузовиков и иных грузовых платформ, создает нержавеющее, стойкое к механическим повреждениям покрытие, защищающее основание от коррозии.

   Отчасти в свете грядущего дефицита нефти, отчасти, основываясь на стремлении защитить окружающую среду, в 2004 году обратил на себя внимание потенциал полиолов, которые были полученны из растительных масел. Одним из ярых сторонников получения полиолов из растительного сырья является автомобильная компания Форд.

   На нашем сайте Вы сможете найти много полезной и интересной информации о полиуретане.