Полиуретаны: что это такое?

Все, кто связаны с обустройством полимерных наливных полов (полимерных покрытий) почти каждый день произносят слова «полиуретановый пол», «полиуретановое покрытие», «полиуретановая композиция», «полиуретановая эмаль» и т.п. Но большинство из них, к сожалению, мало себе представляют, что же такое полиуретан (в лучшем случае, что это что-то вроде пластика и в то же время что-то вроде отдаленного родственника резины).

Полиуретаны – это эластомеры (полимеры, обладающие в диапазоне эксплуатации высокоэластичными свойствами; к этой же группе относятся и различные типы каучуков, в т.ч. и резина – вулканизированный каучук), которые могут сильно отличаться химическим составом и строением, химической природой и свойствами, но обязательно содержат уретановые группы -NHCOO-. Количество уретановых групп зависит от молекулярной массы конкретного полиуретана и соотношения исходных компонентов при его синтезе. В зависимости от природы последних в макромолекулах полиуретанов могут содержаться и другие функциональные группы: простые эфирные и сложноэфирные, мочевинные, амидные и т.д., которые наряду с уретановой группой определяют комплекс свойств полимеров. Говоря проще, структуру и свойства полиуретанов можно менять в широких пределах путем подбора соответствующих исходных веществ. Полиуретаны кроме того относятся к числу тех немногих полимеров, у которых можно направленно регулировать число поперечных связей, гибкость полимерных молекул и характер межмолекулярных взаимодействий. Это дает возможность получать из них самые разнообразные материалы с заранее заданными свойствами, в том числе и композиции для устройства полимерных наливных полов (полимерных покрытий).

Изготовление полиуретана это сложный и энергоемкий технологический процесс, происходящий путем смешивания и термостатирования двух основных компонентов: изоцианата и полиола, а также полиэфираминов с помощью достаточно дорогостоящего оборудования.

И еще немного истории. В 30-х годах Карозерс (США) провел исследования по синтезу полиамидов, на базе которых в концерне «I.G.Farbenindustrie» (Германия) начались работы по созданию подобных полиамидам полимерных материалов, в результате чего и были изобретены новые полимеры — полиуретаны. В начале 1937 года Отто Байер (Германия) синтезировал полиуретановые эластомеры взаимодействием диизоцианатов с различными гидроксилсодержащими соединениями (полиолами), получив первый жесткий полиуретановый материал. Основная цель исследователей того времени заключалась в необходимости найти заменитель таким видам сырья как натуральный каучук, сталь и пробка. Уже в 1944 году в Германии началось промышленное производство полиуретанов на основе сложных полиэфиров. Вскоре после окончания войны в США были организованы масштабные исследования и налажено полномасштабное промышленное производство полиуретановых композиций. А с 1955 года началось массовое производство полиуретанов и в Европе. В СССР исследования в этом направлении были начаты в 60-х годах и велись в нескольких НИИ при Академии Наук СССР. В их числе Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР под руководством академика Ю. С. Липатова, Институт высокомолекулярных соединений РАН, Институт химической физики РАН, московский и казанский химико-технологические институты и некоторые другие. Первоначально, в СССР данные разработки носили в основном закрытый характер и только с 80-х годов стали применяться в народном хозяйстве. Наливные полиуретановые полы (бесшовные полиуретановые покрытия) появились в промышленных масштабах на строительном рынке в России только в конце 90-х годов и сразу стали завоевывать все большую и большую популярность, все более тесня в сфере обустройства полимерных наливных полов (полимерных покрытий) безраздельно господствовавшие до этого наливные эпоксидные полы (бесшовные эпоксидные покрытия).