Приложения на полиуретан

Според американското Министерство на енергетиката разходите за отопление и охлаждане съставляват около 56 процента от енергията, използвана в средната американска къща. Особеностите на химията позволяват полиуретаните да се адаптират за решаване на сложни проблеми, да се формират в необичайни форми и да подобряват индустриални и потребителски продукти.

Полиуретаните се получават чрез реакция между полиол (алкохол с повече от две активни хидроксилни групи на молекула) и диизоцианат или полимерен изоцианат в присъствие на подходящи катализатори и добавки. Тъй като за производството на полиуретан могат да се използват различни диизоцианати и широк спектър от полиоли, може да бъде произведен широк асортимент от материали, които да отговарят на нуждите на конкретни приложения.

Видове полиуретан:

✦ Гъвкава полиуретанова пяна
Гъвклив полиуретанови възглавници се използват за омекотяване на различни потребителски и търговски продукти, включително легла, мебели, интериори на автомобили, подложки за килими и опаковка. Гъвкливата възглавница може да бъде произведена в почти всяка форма и степен на твърдост. Тя е лека, издръжлива, поддържаща и удобна. Гъвкливият полиуретанов възглавница представлява около 30 процента от целия северноамерикански пазар на полиуретани и се използва предимно за легла, мебели и в автомобилната индустрия.

✦ Изпълнено полиуретаново пене
Твърдите полиуретанови и полиизоциануратни (polyiso) пяни създават една от най-популярните, енергоефективни и универсални изолации по света. Тези пяни могат значително да намалят разходите за енергия, като направят търговските и жилищни имоти по-ефективни и комфортни. Според американското Министерство на енергетиката отоплението и охлаждането представляват около 56 процента от потреблението на енергия в типичен американски дом, което ги превръща в най-голяма енергийна разходна статия за повечето домакинства. За да поддържат равномерна температура и по-ниски нива на шум в домовете и търговските обекти, строителите използват твърда полиуретанова и полиизоциануратна пяна. Тези пяни са ефективни изолационни материали, които могат да се използват за изолация на покриви и стени, прозорци, врати и уплътнения за бариери срещу проникване на въздух.

✦ Покрития, адхезиви, уплътнения и еластомери (CASE)
Полиуретаните намират приложение в пазара на покрития, адхезиви, уплътнения и еластомери (CASE), предлагайки широк и растежен спектър от приложения и предимства. Покритията от полиуретан могат да подобрят визията на продукта и да удължат срока му на използване. Адхезивите от полиуретан осигуряват силни връзващи предимства, докато уплътненията от полиуретан осигуряват по-плътни уплътнения. Еластомерите от полиуретан могат да се формоват в почти всяка форма, са по-леки от метал, предлагат превъзходно възстановяване след натоварване и могат да бъдат устойчиви на много външни фактори.

✦ Термопластичен полиуретан (TPU)
Термопластичният полиуретан (TPU) предлага множество комбинации от физически свойства и приложения при обработката. Той е високоеластичен, гъвклив и устойчив на абразия, удар и атмосферни условия. TPU може да се оцветява или изработва по различни методи, а използването му може да увеличи общата издръжливост на продукта. TPU е еластомер, който е напълно термопластичен. Като всички термопластични еластомери, TPU е еластичен и податлив на обработка чрез топлинно формоване. Освен това, той може да се обработва чрез екструзия, преформуване, формоване с вдухване и компресионно формоване. Може да се формова под вакуум или да се покрива с разтвор и е подходящ за широк спектър от методи на производство. TPU може да осигури значителен брой комбинации от физически свойства, което го прави изключително гъвкав материал, адаптируем към дузини приложения като строителство, автомобилна индустрия и обувна индустрия.

✦ Метод на леене с реактивно впръскване (RIM)
Автомобилни бампери, електрически кутии и панели за компютърно и телекомуникационно оборудване са някои от частите, произведени с полиуретани чрез процеса реакционно пресформоване (RIM). Добавяйки гъвкавост в дизайна, полиуретановият RIM процес произвежда части, които обикновено не могат да бъдат изработени чрез типични методи на пресоване възможен като инжекционно формоване – например дебело- и тънкостенни части, капсулирани вътрешни компоненти и пянообразни сърцевини. Освен висока якост и лекота, полиуретановите RIM части могат да проявяват устойчивост на топлина, топлинна изолация, размерна стабилност и високо ниво на динамични свойства. Автомобилната индустрия, строителството, битовата техника, мебелната индустрия, както и рекреационните и спортни стоки са само няколко от пазарите и приложенията, използващи RIM технология.

✦ Свързващи вещества
Полиуретановите свързващи вещества се използват, за да съединят множество видове частици и влакна помежду им. Основните области на приложение са при производството на дървени панели, гумови или еластомерни подови покрития и пясъчно леене за индустрията на отливки. Най-голям обем на приложение на полиуретановите свързващи вещества е при производството на ориентирани стружечни плочи (OSB). Тези дървени панели се използват при конструктивни обшивки и подове, произведени жилищни сгради, греди и стомни и магазинни панели. При производството на вторичен килимен подслой се използват полиуретанови свързващи вещества, за да се залепят остатъчни парчета пяна, които често са от гъвкав полиуретан.

✦ Водоразтворими полиуретанови дисперсии (PUDs)
Водните полиуретанови дисперсии (PUD) са покрития и адхезиви, които използват вода като основен разтворител. Поради нарастващите федерални регулации относно количеството летливи органични съединения (VOC) и опасни атмосферни замърсители (HAP), които могат да бъдат изпуснати в атмосферата, PUD се използват все по-често в индустриални и търговски приложения.

Приложения за полиуретан:

✦ Облекло
Когато учените установиха, че полиуретаните могат да бъдат превърнати в тънки нишки, те бяха комбинирани с нейлон, за да се произведат по-леки и еластични облекла. През годините полиуретаните са били подобрени и разработени в спандексни нишки, полиуретанови покрития и термопластични еластомери. Благодарение на днешните постижения в техниката на полиуретана, производителите могат да изработват широка гама от полиуретанова дреха от изкуствени кожи и платове, използвани за облекла, спортни дрехи и различни аксесоари.

✦ Електроприбори
Полиуретаните са важен компонент в основните битови уреди, които потребителите използват всеки ден. Най-често полиуретаните се използват като твърди пяни за термична изолация в хладилници и замразители. Твърдата полиуретанова пяна е есенциален и рентабилен материал, който може да се използва за постигане на зададените енергийни класове на потребителските хладилници и замразители. Добрите термично изолационни свойства на твърдите полиуретанови пяни произлизат от комбинацията на фина структура на затворени клетки и газове в клетките, които противодействат на преноса на топлина.

✦ Автомобилни
Полиуретаните намират приложение в цялата кола. Освен пяната, която прави автоседалките удобни, полиуретани се използват в брони, интериорни тавани, каросерията, спойлери, врати и прозорци. Полиуретаните позволяват на производителите да предложат значително повече „километри“ на автомобила чрез намаляване на теглото и увеличаване на икономията на гориво, комфорт, корозионна устойчивост, изолация и звукоизолация.

✦ Строителство и строителство
Днешните домове изискват високоефективни материали, които са здрави, но все пак леки; които се представят добре, но са лесни за монтиране; и които са издръжливи, но също така универсални. Полиуретанът помага за запазването на природните ресурси и предпазването на околната среда чрез намаляване на потреблението на енергия. Благодарение на своя изключителен прочностен индекс към теглото, изолационните свойства, издръжливостта и универсалността, полиуретанът често се използва в приложения в строителството. Достъпната цена на тези универсални материали и удобството, което те осигуряват на собствениците на домове, направиха компонентите от полиуретан част от домовете навсякъде. Полиуретанът се използва по цялата къща. В подовете, гъвкава пенопластова подложка осигурява комфорт на килима. На покрива, отразяващи пластмасови покрития върху полиуретанова пяна могат да отразяват слънчевата светлина и топлината, което помага за охлаждане на къщата, докато намалява потреблението на енергия. Строителните материали от полиуретан добавят гъвкавост при дизайна на нови домове и проекти за преустройство. Панелите с ядро от пяна предлагат широка гама от цветове и форми за стени и покриви, докато входните врати и гаражни врати с ядро от пяна се предлагат в различни финални обработки и стилове.

✦ Композитно дърво
Полиуретаните играят важна роля в съвременните материали, като композитно дърво. Полиуретанови свързващи вещества се използват в продуктите от композитно дърво, за да залепят за постоянно органични материали при производството на ориентирани стружечни плочи, средноплътностни фиброплочи, дълги стружи, ламинирани фанерни греди, както и сламени и стружечни плочи.

✦ Електроника
Често наричани „напълнители“, не-пяновидните полиуретани често се използват в електрическата и електронната индустрия за обвиване, уплътняване и изолиране на крехки, чувствителни към налягане микроелектронни компоненти, подводни кабели и печатни платки. Полиуретановите смеси за обвиване се формулират специално от разработчиците, за да отговарят на разнообразни физически, термични и електрически свойства. Те могат да защитават електрониката, осигурявайки отлични диелектрични и адхезивни свойства, както и изключителна устойчивост към разтворители, вода и екстремни температури.

✦ Подови покрития
Полиуретаните могат да направят подовете, по които ходим всеки ден, по-издръжливи, лесни за поддръжка и визуално по-привлекателни – независимо дали се използват като пяна за подложка или като покритие отгоре. Използването на гъвкава полиуретанова пяна като подложка за килим в жилищни или търговски помещения значително удължава живота на килима, предпазва вида му, осигурява допълнителен комфорт и подкрепа и може да намали възприеманото шумово замърсяване. Полиуретани се използват и за покрития на подове – от дърво и паркет до цимент. Това защитно завършващо покритие е устойчиво на абразия и разтворители и е лесно за почистване и поддръжка. Благодарение на полиуретановото покритие новите дървени, паркетни или циментови подове се износват по-добре и по-дълго време, а стари подове могат да бъдат обновени, така че да изглеждат като нови.

✦ Мебели
Полиуретанът, предимно във формата на гъвкава пяна, е един от най-популярните материали, използвани при домашни мебели, като мебели, легла и подложки под килими. Като амортизиращ материал за облицовани мебели, гъвкава полиуретанова пяна служи да направи мебелите по-издръжливи, удобни и поддържащи.

✦ Морски
Милиони американци се наслаждават на корабоплаването всяка година. Една от причините за непрекъснатата популярност на корабоплаването са подобренията в технологиите, към които значително допринасят полиуретановите материали. Полиуретановите епоксидни смоли уплътняват корпусите на лодките срещу вода, атмосферни влияния, корозия и други фактори, които увеличават съпротивлението, засягат хидродинамиката и намаляват издръжливостта. Съвременните моряци могат да имат удобствата на дома по време на плаване, благодарение частично на гъбестия полиуретан. Освен това, твърдият полиуретанов гъбест материал изолира корабите от шум и температурни екстремуми, осигурява устойчивост на износване и разкъсване и увеличава товароподемността, без да добавя почти никакво тегло. Термопластичният полиуретан също е отличен за употреба в морската индустрия. Той е еластичен, издръжлив и лесно обработваем материал, подходящ за покрития на кабели и проводници, тръбопроводи за двигатели, предавателни ремъци, хидравлични маркучи и уплътнения, както и за формоване на кораби.

✦ Медицински
Полиуретаните често се използват в различни медицински приложения, включително катетър и общо целево тръбопроводно оборудване, болнични легла, операционни покривала, превръзки за рани и разнообразни устройства, произведени чрез лене. Най-често те се използват за краткосрочни импланти. Прилагането на полиуретани в медицинските приложения може да бъде по-икономично и осигурява по-голяма издръжливост и здравина.

✦ Опаковки
Опаковъчен полиуретанов втис (PPF) може да предложи по-икономично и стабилно амортизиране, което уникално и сигурно защитава предмети, които трябва да останат неподвижни по време на транспортирането. PPF широко се използва за безопасна транспортировка на много продукти, например електроника, медицинско диагностично оборудване, крехки стъклени изделия и големи индустриални компоненти. Като универсално решение на място за множество опаковъчни предизвикателства, PPF може да спести време и да бъде по-икономично чрез предоставяне на контейнер, перфектно подходящ за всяка доставка.