ТЕРМИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ЭЛАСТОМЕ-РОВ И РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА СРОКА ИХ СЛУЖБЫ  ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ: UVGKRH

Владимир Николаевич Стрельников; Анатолий Иванович Гладышев; Мария Владимировна Перепада; Станислав Владимирович Ерышканов; Валерий Юльевич Сеничев

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.028

Авторы

Владимир Николаевич Стрельников Институт технической химии УрО РАН, филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН. https://orcid.org/0000-0001-8254-4906
Анатолий Иванович Гладышев АНОВО «Российский новый университет»
Мария Владимировна Перепада «Институт технической химии УрО РАН», филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН. https://orcid.org/0000-0003-3355-6913
Станислав Владимирович Ерышканов АО "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" https://orcid.org/0009-0008-6636-8365
Валерий Юльевич Сеничев Институт технической химии УрО РАН https://orcid.org/0000-0002-5988-3982

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.028

Ключевые слова:

полиуретан, эластомеры, ускоренное тепловое старение, физико-механические свойства

Аннотация

В статье представлены данные по термическому и термоокислительному старению трех литьевых полиуретановых эластомеров в диапазоне температур от 90 до 120^оС. Эти данные включают в себя показатели прочности на разрыв, условного модуля и критической деформации при разрыве. Анализ изменения указанных характеристик в процессе старения в условиях атмосферы и без доступа кислорода позволили оценить соответствующие закономерности изменения структуры исследованных материалов. Использование методики ГОСТа 9.707-81 для численной оценки изменения при старении прочности позволило получить расчетные значения срока службы исследованных материалов в различных условиях в диапазоне температур до 120^оС. Впервые такие данные получены для широко используемых литьевых полиуретанов типа СКУ-ПФЛ и СКУ-7Л. Показано, что срок службы таких материалов в тропическом климате при воздействии солнечного излучения может превышать 40 лет.

Библиографические ссылки

Любартович С.А., Морозов Ю.Л., Третьяков О.Б Реакционное формирование полиуретанов. М: Химия, 1990 — 288 c.

Akindoyo J.O., Beg M.D.H., Ghazali S., Islam M.R., Jeyaratnam N. and Yuvaraj A.R. Polyurethane types, synthesis and applications – a review // RSC Adv., 2016, 6, 114453. DOI: 10.1039/c6ra14525f

Das A., Mahanwar P. A brief discussion on advances in polyurethane applications // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research 3 (2020) 93-101 DOI:10.1016/j.aiepr.2020.07.002

Prisacariu C. Polyurethane elastomers: from morphology to mechanical aspects. – Springer Science & Business Media, 2011.

Petrović Z.S., Zavargo Z., Flyn J.H., Macknight W.J. Thermal degradation of seg-mented polyurethanes // Journal of Applied Polymer Science. — 1994. — № Т. 51. – №. 6. — С. 1087-1095. DOI: 10.1002/app.1994.070510615

Lage L.G., Kawano Y. Thermal degra-dation of biomedical polyurethanes—A kinetic study using high‐resolution thermogravimetry // Journal of applied polymer science. — 2001. — № Т. 79. – №. 5. — С. 910-919. DOI: 10.1002/1097-4628(20010131)79:5<910::AID-APP150>3.0.CO;2-N

Chattopadhyay D.K., Webster D.C. Thermal stability and flame retardancy of poly-urethanes // Progress in Polymer Science. — 2009. — № Т. 34. – №. 10 . — С. 1068-1133. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2009.06.002

Servay T., Voelkel R., Schmiedberger H., Lehmann S. Thermal oxidation of the methylene diphenylene unit in MDI-TPU // Polymer. — 2000. — № Т. 41. – №. 14. — С. 5247-5256. DOI: 10.1016/S0032-3861(99)00743-0

Mathur G., Kresta J.E., Frisch K.C. Sta-bilization of polyether-urethanes and polyether (urethane-urea) block copolymers. Detroit Pol-ymer Inst., 1978. 198 p.

Wang T.L., Hsieh T.H. Effect of polyol structure and molecular weight on the thermal stability of segmented poly (urethaneureas)// Polymer degradation and stability. — 1997. — Т. 55. – №. 1. . — С. 95-102. DOI: 10.1016/S0141-3910(96)00130-9

Кирпичников П.А., Зенитова Л.А., Ба-кирова И.Н. Теория и практика полиурета-нов // Химия и компьютерное моделирова-ние. Бутлеровские сообщения. – 1999. – №. 1. – С. 57-60.

Grassie N., Zulfiqar M., Guy M. I. Ther-mal degradation of a series of polyester polyu-rethanes // Journal of Polymer Science: Poly-mer Chemistry Edition. — 1980. — № Т. 18. – №. 1. — С. 265-274. DOI: 10.1002/pol.1980.170180125

Mathur G. N., Kresta J. E. Thermooxidation and stabilization of urethane and urethane-urea block copolymers // Poly-mer Additives. – Boston, MA : Springer US. — 1984. — № . — С. 135-153. DOI: 10.1007/978-1-4613-2797-4_12

Tcharkhtchi A., Farzaneh S., Abdallah-Elhirtsi S., Esmaeillou B., Nony F., Baron A.. Thermal aging effect on mechanical properties of polyurethane // International Journal of Polymer Analysis and Characteriza-tion 2014.V.19.P. 571-584. DOI: 10.1080/1023666X.2014.932644

Гуров Д. С., Новоточинова Е.А., Одинцов Ю.Т., Зиновьев В.М., Ерышканов С.В. Прогноз изменения механических ха-рактеристик полиуретана методом ускоренных тепловых испытаний // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации 2015. Т.1, С. 208-212.

Tereshatov V.V., Slobodinyuk A.I., Makarova M.A., Pinchuk A.V., Senichev V.Yu. Characteristics of Polyether Urethanes with Mixed Soft Segments, Prepared by Two- and Three-Step Procedures //Russian Journal of Applied Chemistry, 2016, V. 89, P. 943−948. DOI: 10.1134/S1070427216060161

ГОСТ 9.707-81. Материалы полимер-ные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение. – Введ. 1983–01–01. – М.: Государственный комитет по стан-дартам, 1982. – 56 с.

Zellers E.T., Anna D.H., Sulewski R., Xiaoronc W.E. Critical Analysis of the Graph-ical Determination of Hansen's Solubility Pa-rameters for Lightly Crosslinked Polymers // J. Appl. Polym. Sci. 1996. V. 62. P. 2069-2080. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(19961219)62:12<2069::AID-APP10>3.0.CO;2-1

Ning L., De-Ning W., Sheng-Kang Y. Hydrogen-Bonding Properties of Segmented Polyether Poly(urethane urea) Copolymer // Macromolecules 1997, V. 30, P. 4405-4409. DOI: 10.1021/ma951386e

Липатов Ю.С., Нестеров А.Е., Грицен-ко Т.М., Веселовский Р.А. Справочник по химии полимеров. Киев: Наукова думка, 1971. 536с.

Терешатова Э.Н., Терешатов В.В., Бе-гишев В.П., Макарова М.А. О выборе растворителей для определения параметров сетки сегментированных полиуретанов // Высокомолекулярные соединения. 1992. Т.34. №8. С.22-26.

Терешатов В.В., Терешатова Э.Н., Волкова Е.Р. Два типа физической сетки в сшитых сегментированных полиуретанах // Высокомолекулярные соединения. 1995. Т.37. №11. С.1881-1887.

Hong S., Park N., Ju S., Lee A., Shin Y., Kim J.S., Um M.-K., Yi J.W., Chae H.G., Park T. Molecular degradation mechanism of segmented polyurethane and life prediction through accelerated aging test // Polymer Test-ing. – 2023. – 124. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2023.108086

ГОСТ 24482-80. Микроклиматические районы Земного Шара с тропическим кли-матом. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1981. – 94 с.

ГОСТ 15150-69. Машины. Приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов, ка-тегории, условия эксплуатации хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. – Введ. 1971–01–01. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. – 56 с.