Появление химии полиуретанов

27.09.2012

История полиуретана началась в 1937 году, когда Отто Байер искал новый метод синтеза синтетических волокон. Тогда «изобретение» полиуретанового продукта на основе диизоционатов и полиолов казалась невероятным. Несмотря на это, результаты научных изысканий были представлены на получение патента. Номер DRP 728.981можно считать «свидетельством о рождении» полиуретановой химии.

Вопреки ожиданиям, первые эксперименты не закончились синтезом волокон – это удалось сделать намного позже. Вместо этого было получено вещество, напоминающее пену, поры которого явились следствием образования углекислого газа как побочного продукта реакции. Ученые уже тогда догадывались о большом потенциале нового материала.

1940-е годы: новаторство химиков и инженеров

В последующие годы изобретатель и его команда посвящают себя, помимо лабораторных исследований, изучению вопроса области применения пены, волокна и эластомеров из нового синтетического материала. Прежде чем разрабатывать и выводить такие продукты на рынок, предстояло решить ряд сложных задач. Во-первых, нужно было понять, как наладить их промышленное производство. Последнее невозможно без соответствующей технологии и оборудования, поэтому химики и инженеры объединили усилия. Во-вторых, необходимо было создать фундамент, на котором можно было бы строить последующую производственную цепочку. Кроме того, определенную сложность составляло обеспечение качества конечного продукта, поскольку химическую реакцию, т. е. собственно производство полиуретанов, осуществлял непосредственно переработчик.

 

1950-1960 годы: появление на рынке первых полиуретанов

В этот период начинается развитие полиуретановой химии и производственных технологий. На рынке появляется полиэфир, что значительно расширяет спектр областей применения полиуретана.

В 1952 Bayer представляет эластомер Moltopren® из ТДИ (толуол-диизоцианат) и полиэфирных полиолов, а тремя годами позже регистрирует марку термопластических полиуретанов Desmopan®. В 1958 году компания пополнила свой портфель полиуретановыми покрытиями Desmodur® и Desmophen® (DD-лаки), которые стали широко применяться в машиностроении.

1960-е годы стали временем инновационных открытий. Тогда были впервые произведены жесткие пенопласты с металлической облицовкой, известные сегодня как сэндвич-элементы (MVE). Для холодильного оборудования разработчики создали теплоизоляцию из пенополиуретана, который по-прежнему доминирует в данной области. Кроме того, появилась технология непрерывного ламинирования, позволившая производить блоки из жесткого пенопласта, что обещало большие перспективы рынку изоляционных плит.

В свете этих фундаментальных событий спрос на полиуретаны резко возрастает: годовой объем производства в мире увеличился с 200 тысяч тонн до одного миллиона. К этому времени на рынке уже присутствовал весь спектр компонентов продукта: от диизоцианатов, различных полиолов, катализаторов и порофоров до всевозможных аддитивов.

 

1970-1990 годы: инновации и современные технологии

Полиуретаны уже успели прочно войти в повседневную жизнь благодаря инновационным разработкам изобретателей. В 1971 году появляется еще один плод совместного труда химиков и инженеров – технология реакционно-литьевого формования (Reaction-Injection-Molding, RIM). Посредством введения реактивных полиуретановых компонентов в пресс-форму под давлением данная технология позволяла производить крупные детали за короткий цикл.

В 1980-е годы центральной темой становится производство полиуретанов со свойствами, настраиваемыми с учетом индивидуальных требований заказчика, например, регуляция уровня жесткости сидений автомобиля. Кроме того, на рынке появляются полиуретановые сырьевые материалы Bayhydrol® и Bayhydur® К, которые используются в производстве лаков на водной основе. Еще одна инновация – производство мягких пенопластов без использования фреона, разрушающего озоновый слой Земли, а также вязкоэластичных пен.

В последнее десятилетие XX века возобладала тенденция к созданию крупными компаниями мировых сетей консалтинговых, маркетинговых и технических сервисных центров для обслуживания заказчиков и обеспечения гибких поставок.

XXI век: дальнейшие перспективы развития

С созданием в начале нового столетия напыляемых полиуретановых систем Baypreg® и Multitec® Bayer MaterialScience обеспечил перспективу новому классу композиционных материалов, которые сочетают малый вес при относительно высокой жесткости. Эти композиты имеют широкий спектр возможных областей применения.

Мировые экологические проблемы, такие как изменение климата, ставят перед разработчиками задачу создания высокоэффективных и одновременно экономичных материалов. Вayer MaterialScience также создает инновационные решения для глобальных проблем. Так, на выставке UTECH 2012 компания представила ряд инновационных решений, среди которых жесткий пенопласт для холодильного оборудования с усовершенствованными изоляционными свойствами и облегченный материал для производства автомобильных деталей. Кроме того, новые горизонты открывает представленная ресурсосберегающая технология получения полиуретанов из парникового газа CO2.