Интегральный пенополиуретан (ИППУ) — разновидность ППУ с неоднородной структурой: внутри изделия находится менее плотная вспененная сердцевина, а снаружи формируется более плотный и твёрдый поверхностный слой.
В целом пенополиуретаны представляют собой газонаполненные полимеры, которые на 85–95 % состоят из пузырьков воздуха или другого газа. В зависимости от плотности и свойств их укрупнённо делят на три группы:
- жёсткий ППУ;
- эластичный ППУ;
- интегральный ППУ.
Особенность ИППУ в том, что его поверхность может сразу получать заданную форму, фактуру и цвет. В пресс-форме можно сформировать гладкий, матовый или рельефный слой, в том числе с имитацией кожи или дерева.
Как устроен интегральный ППУ
Внутренняя часть изделия имеет вспененную структуру, а снаружи образуется плотная оболочка — интегральный слой, или integral skin.
Толщина такой оболочки обычно составляет 1,5–5 мм. Для сравнения: у эластичных ППУ толщина поверхностного слоя может составлять всего 0,1–0,2 мм.
Такое сочетание получают за счёт рецептуры Состав подбирают так, чтобы объединить более эластичные свойства внутренней части с высокой плотностью и прочностью наружного слоя.
Кажущаяся плотность интегрального ППУ может находиться в диапазоне 100–1 100 кг/м³, однако наиболее распространены материалы плотностью 150–500 кг/м³. При значениях 800–1 100 кг/м³ материал вспенивается незначительно и по свойствам приближается к полиуретановым эластомерам.
Как производят изделия из ИППУ
Основной способ переработки — заливка реакционной смеси в закрытую пресс-форму. После смешения компонентов состав вспенивается и заполняет внутренний объём формы.
Оборудование работает по тому же общему принципу, что и установки для заливки жёстких и эластичных ППУ, но производство интегральных материалов требует высокой точности дозирования. Также могут применяться дополнительные операции по подготовке компонентов и насыщению их воздухом.
Плотная наружная оболочка формируется непосредственно в пресс-форме и обычно становится готовой поверхностью изделия. Благодаря этому можно сразу получить:
- тиснение под кожу;
- фактуру дерева;
- матовую поверхность;
- глянцевую поверхность;
- другой заданный рельеф.
Дополнительная обшивка или обработка поверхности во многих случаях не требуется.
Что влияет на качество ИППУ
Интегральные системы чувствительны к соблюдению технологических параметров. Даже небольшое отклонение режима может изменить структуру сердцевины, качество наружной оболочки или геометрию изделия.
При переработке контролируют:
- рецептуру и соотношение компонентов;
- точность дозирования;
- температуру сырья и пресс-формы;
- качество смешения;
- подготовку компонентов;
- степень заполнения формы;
- время выдержки.
В изделие также можно вводить армирующие элементы и закладные детали из металла, древесины или пластмассы. При необходимости на готовую поверхность наносят дополнительные покрытия.
Какие пресс-формы используют
Материал пресс-формы выбирают с учётом объёма выпуска и сложности изделия.
Для штучного производства могут применяться формы из древесных материалов, для мелкосерийного — из формовочных полиуретанов и смол, для серийного — из алюминия.
От качества пресс-формы зависит не только геометрия детали, но и внешний вид интегрального слоя.
Свойства интегрального ППУ
Сочетание вспененной сердцевины и плотной оболочки позволяет получать изделия, которые одновременно обладают упругостью и устойчивостью поверхности к повреждениям.
Для интегрального ППУ характерны:
- сочетание эластичности и стойкости к механическому износу;
- долговечность;
- виброизоляционные свойства;
- возможность формировать декоративную поверхность непосредственно в пресс-форме;
- широкий выбор форм и цветов;
- возможность изготовления деталей с мягкой или более жёсткой структурой в зависимости от рецептуры.
Конкретные характеристики материала определяются составом полиуретановой системы и технологией переработки.
Где применяют интегральный ППУ
ИППУ широко используют в автомобильной, мебельной и других отраслях, где нужны формованные изделия с упругой внутренней частью и прочной наружной поверхностью.
Из него изготавливают:
- сиденья и подлокотники для велосипедов, мотоциклов, тракторов, самолётов, залов ожидания, офисной и бытовой мебели;
- подголовники, подлокотники, подколенники и мебельную фурнитуру;
- приборные панели, облицовку рулевого колеса, солнцезащитные козырьки и рукоятки рычагов переключения передач;
- отдельные элементы кузова автомобилей, включая спойлеры и бамперы;
- элементы вибро- и шумоизоляции автомобилей;
- фильтрующие элементы;
- операционные матрасы и отдельные изделия протезно-ортопедического назначения;
- эластичные игрушки;
- подошвы обуви и ортопедические стельки;
- привальные брусья для катеров, отбойники для причалов;
- мягкие элементы спортивных тренажёров и детских площадок;
- элементы фасадного и интерьерного декора.
Разнообразие рецептур позволяет менять плотность, эластичность, жёсткость и внешний вид материала под конкретное изделие.
