Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

/-

Экономика

12.1.Введение

Впредыдущей главе приведено много примеров при­

менения полиуретанов с данными экономического характера. Точную экономическую картину для полиуретанов и других материалов в обобщенном виде дать трудно, тем не менее мы сочли нужным дать некоторую обобщенную информацию, которая могла бы послужить своего рода руководством для читателя, хотя и неполным.

Выше уже упоминалось об относительно высокой стоимости мно­ гих полиуретановых эластомеров по сравнению с другими эластомера­ ми и пластмассами, но для более полного представления о том, в каких областях выгоднее всего использовать полиуретаны, потребуются более подробные сведения. Отдельно будут рассмотрены следующие аспекты: экономика производства полиуретанов, сбыт полиуретано­ вых изделий и перспективы. .

12.2. Экономика производства полиуретанов

Для любого типа полиуретанов обычно используются в основном одни и те же исходные продукты. Стоимость сырья для всех видов полиуретанов поэтому приблизительно одинакова; раз­ ная цена полиуретана зависит от того, в каком виде оно поставляется потребителю, и это оказывает значительное влияние на стоимость производства готового изделия. Преполимерные литьевые системы, вальцуемые и термопластичные полиуретаны, представляющие собой как бы полуфабрикаты, оцениваются поставщиками дороже, чем мате­ риалы, предназначенные для одностадийного процесса, или неста­ бильные преполимерные литьевые системы. Ниже приведены офи­

циальные цены

пенсі фунт) на сырье для полиуретанов в Англии

(по состоянию

на август 1968 г.):

 

Полиэтиленадипинат, мол. вес 2000 (5 т ) *

36 (средн.)

ИДИ (5 т )

 

241

МДИ

 

 

чистый

 

60—75

технический (5 т)

38


Т ДИ 80/20 и 6/35 (5 m)

34,5

ППГ, диолы

24,0

1,4-Бутандиол

—50

Диэтилолгидрохинон

230

Мока

—100

Приведенные

цифры

можно сравнить с

закупочными ценами

пенс/фунт

на август

1968 г.) для полуфабрикатов

полиуретанов

(преполимеров, вальцуемых каучуков и термопластов):

Литьевые

преполимеры

 

 

 

 

 

 

преполимеры

формрез Р211, Р411, Р611 (5 от) * •

78

преполимеры

адипрен

 

 

 

 

 

L100,

Г. 167

(1

от)

 

 

 

95,5

L315

(1

 

 

от)

 

 

 

 

ПО

Вальцуемые

 

полиуретаны

 

 

 

 

 

урепан

600

(5

от)

 

 

 

 

69

джентан

S,

джентан SR

 

 

 

 

186

эластотан

455

(5

от)

 

 

 

127

эластотан

ZR625, экспериментальный

продукт

204

вибратан

5004

 

 

 

 

 

149

Термопластичные

полиуретаны

 

 

 

 

 

эстан

(5000 фунт)

 

 

 

 

 

144—156

тексин

(5

 

 

от)

 

 

 

 

141

джектотан (1000 фунт)

 

 

 

 

93—118

* В

с к о б к а х

у к а з а н

минимальный р а з м е р

партии

пр и

з а к у п к а х .

 

 

36

45

0

9

18

27

38

Ь5

 

 

Вес

изделия,

кг

 

 

 

 

 

Рис. 12.1. Стоимость

производства

литьевых

полиуретанов

(а)

и

крупногабаритных

формованных

изделий

из

каучука

(б):

 

/

— о б щ а я стоимость

п р о и з в о д с т в а ; 2

стоимость

м а т е р и а л а .

 

Стоимость готового изделия из полиуретана складывается из уже упомянутых расходов и стоимости превращения полуфабриката в готовый продукт; последняя зависит от вида используемого полиуре­ тана и обработки. Некоторые переработчики с целью снижения общей стоимости изделия рассматривают возможность изготовления соб­ ственного преполимера.


Литьевые полиуретаны часто используют для изготовления крупногабаритных изделий, при этом наблюдается меньший разрыв между стоимостью материала и готового изделия (рис. 12.1). Стои­ мость производства рассчитана на основании данных о стоимости

оборудования

 

и

труда.

Следует

отме-

 

а

 

 

 

 

 

 

тить,

что для наиболее

 

крупногабарит­

20 г

 

 

 

 

 

ных изделий стоимость

форм и особенно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оборудования

 

меньше

при

 

применении

 

 

 

 

 

 

 

 

полиуретанов,

чем обычных каучуков,

 

 

 

 

 

 

 

 

и это

в

определенных

 

случаях

может

 

 

 

 

 

 

 

 

компенсировать

более

 

высокую

 

цену

 

 

 

 

 

 

 

 

полиуретана

(графики

приведены лишь

 

 

 

 

 

 

 

 

для

сравнения,

единицы

стоимости —

 

 

 

 

 

 

 

 

условные).

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

основании

представленных

гра­

 

 

 

 

 

 

 

 

фиков можно сделать вывод, что, хотя

 

 

 

 

 

 

 

 

полиуретаны

приблизительно

в 4

раза

 

 

 

 

 

 

 

 

дороже, чем натуральный каучук, общая

Є 10

 

 

 

 

 

 

стоимость производства

изделий из них

 

 

 

 

 

 

 

 

лишь на треть выше того же показателя

s

 

 

 

 

 

 

 

для

натурального

каучука.

Изделия

 

 

 

 

 

 

 

весом

0,45—4,5

кг

более

 

дороги,

чем

J

 

 

 

 

 

 

 

приведенные на рис. 12.1, так что нату-

^

 

 

 

 

 

 

 

ральный

каучук

имеет

в

этой

группе

 

 

 

 

 

 

 

 

явное преимущество. При больших га­

 

 

 

 

 

 

 

 

баритах

и весе

значительно

больше

 

 

 

 

 

 

 

 

45

кг

полиуретановые

 

изделия

не

 

 

 

 

 

 

 

 

будут стоить дороже изделий из нату­

 

 

 

 

 

 

 

 

рального

каучука.

Примером

могут

 

 

 

 

 

 

 

 

служить

большие крыльчатки, исполь­

 

 

 

20

30

40

50

60

зуемые в

карьерных

разработках.

 

 

 

 

 

 

 

Вес

изделий, г

С

 

Стоимость

небольших (не более 50 г)

Рис. 12.2. Стоимость производ­

изделий

из

 

полиуретана

 

в

4

 

раза

больше,

чем

 

таких

же

 

изделий

из

ства

мелких формованных изде­

 

 

лий из каучука (а), прессован­

натурального

 

каучука,

 

да

и по издер­

ных

полиуретановых изделий (б)

жкам

производства

менее

 

выгодно ис­

и

полиуретановых

изделий

ли­

пользовать полиуретан, так как он

тьем

под давлением

(в):

 

требует

более

длительной

выдержки

1

— о б щ а я

стоимость

п р о и з в о д с т в а ;

в форме для отверждения. Это означает,

2

стоимость

м а т е р и а л а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что

общая

стоимость

 

производства

 

 

 

 

 

 

 

 

изделий из литьевых полиуретанов в

2—3 раза выше, чем для

натурального

 

каучука

 

(рис.

12.2). Небольшие

изделия

выгод­

нее

изготовлять

из

термопластичных,

а не

из

вальцуемых

поли­

уретанов. Цена этих двух материалов почти одинакова, но пере­ работка литьем под давлением термопластов дешевле: ее стои­ мость составляет лишь 70% от затрат на переработку вальцуемых марок и лишь на 50% превышает расходы на переработку нату­ рального каучука.


Целесообразность использования термопластов зависит от раз­ мера изделия, так как стоимость оборудования довольно высока. При снижении габаритов изделия более высокая цена полиуретана постепенно теряет решающее значение в общих затратах при изго­ товлении изделия, и, таким образом, готовый продукт по стоимости приближается к аналогичному изделию из натурального каучука или пластмассы.

В общем, переработка термопластичных полиуретанов обходится, как и переработка других термопластов, и поэтому цена изделия определяется в основном стоимостью материалов. Так как наиболее распространенные термопласты значительно дешевле полиуретанов, общая стоимость производства также будет ниже, поэтому стоимость изделия из найлона, например, при цене 60—70 пенс/фунт составит около двух третей, общей стоимости изделия из термопластичного полиуретана.

Хотя все эти оценочные данные очень приблизительны,

они все

же позволяют сделать некоторые выводы. При изготовлении

крупно­

габаритных изделий в больших или малых количествах целесообразно использовать литьевые полиуретаны; при этом чем больше габариты изделия, тем выгоднее их производство. Для изготовления мелких изделий весом 14 г предпочтительно использовать термопласты. Здесь, наоборот, чем меньше изделие, тем дешевле обходится при­ менение полиуретанов. Вальцуемые полиуретаны занимают про­ межуточное положение и используются обычно в тех случаях, когда

габариты изделия или количество изделий не оправдывают

примене­

ния литьевых или термопластичных

полиуретанов.

 

Для сравнения был использован

натуральный

каучук,

хотя это

и не совсем удобно, так как цена

его постоянно

меняется. Поли­

уретаны применяются также для замены более дорогих синтетиче­

ских каучуков, таких как неопреновый, нитрильный

и т. п., цены

на которые (в пенс!фунт)

приведены ниже (на август 1968 г.):

Каучуки

 

 

 

 

 

 

 

натуральный каучук

 

 

 

14,5—17,5

полихлоропрен-неопреновьій (1 т *)

 

 

38,5

нитрильный

(1

 

от)

 

 

43,0

бутадиен-стирольный

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

17,25

1712

 

 

 

 

 

 

14,25

бутилкаучук

 

 

 

 

21,25

Пластмассы

 

 

 

 

 

 

 

пластифицированный ПВХ, средней мягкости (5 т)

 

20,75

полиэтилен

высокой

плотности

( Ю т )

 

 

21,5

полиэтилен

низкой

плотности

( Ю т )

 

 

16—21,5

полипропилен общего назначения (10 т )

 

24,2

найлон

6, общего назначения

( Ю т )

 

 

63

найлон

11, общего

назначения

( Ю т )

 

 

1,15

найлон

66,

общего

назначения

( Ю т )

 

63

полиакрилонитрил-бутадиен-стирол (10 т) . • • • •

40

сополимер

этилена

с винилацетатом,

стандартный

 

сорт ** (5 т)

 

 

 

 

32

* В с к о б к а х у к а з а н м и н и м а л ь н ы й р а з м е р партии п р и з а к у п к а х . ** Ц е н ы з а в и с я т от с о о т н о ш е н и я э т и л е н а и в и н и л а ц е т а т а .


12.3. Экономика сбыта

Полиуретаны в полтора — три раза дороже, чем дру­ гие эластомеры и пластмассы, наиболее близкие им по применению. По этой причине необходимо очень тщательное изучение тех условий, в которых применение полиуретанов вместо других материалов может принести выгоду. Это было рассмотрено для отдельных слу­ чаев в гл. 11. При определении экономических преимуществ того или иного материала для конкретной цели необходимо учитывать три основных фактора: исходную стоимость продукта, долговечность изделия и стоимость простоя оборудования, вызванного поломкой или заменой неисправной детали. Так как полиуретан относится к дорогим материалам, надо искать преимущества в двух других областях. Благодаря превосходным физико-механическим свойствам использование полиуретана во многих случаях оказывается выгод­ ным, так как высокая цена компенсируется большей долговечностью, поэтому его применение, с учетом всех факторов, дает значительную экономию. В общем, это легче доказать для очень крупных или,, наоборот, очень мелких изделий, где стоимость самого материала имеет минимальное значение.

Еще одно довольно важное соображение заключается в том, что- в некоторых случаях для изготовления одного и того же изделия полиуретана требуется меньше чем других эластомеров, и это опятьтаки дает некоторую экономию. Толщина или ширина изделий иногда может быть значительно уменьшена из-за более высокого уровня физико-механических свойств полиуретана (например, в случае мас­ сивных шин).

Другие эластомеры иногда приходится армировать тканью, и технология может быть связана со значительными затратами. Поли­ уретаны чаще всего не нуждаются в таком усилении (например, уплотнения, мембраны), и конечный продукт в этом случае обходится дешевле.

Кроме тех случаев, когда полиуретаны заменяют обычные ре­ зины, имеется много областей применения, где они являются един­ ственным пригодным материалом. В качестве примера можно при­ вести шины машин для заправки атомных реакторов топливом. Как уже отмечалось, полиуретаны имеют уникальную особенность со­ хранять свойства в широком диапазоне изменения твердости. У боль­ шинства обычных эластомеров ухудшаются свойства при твердости по Шору А выше 85—90. Термопласты или имеют более высокую твердость, или не являются эластомерами. Поэтому неудивительно, что до настоящего времени полиуретановые эластомеры выпускаются

восновном с твердостью по Шору А 85—95.

12.4.Перспективы

За последние 10 лет стоимость сырья для полиуретанов и их переработки значительно снизилась. Это, естественно, вызвало увеличение потребления полиуретанов. В гл. 1 было высказано