Εφαρμογές Πολυουρεθάνης

Τα κόστη θέρμανσης και ψύξης ανέρχονται σε περίπου το 56% της ενέργειας που χρησιμοποιείται στα μέσα στατιστικά αμερικανικά νοικοκυριά, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Η φύση της χημείας επιτρέπει στις πολυουρεθάνες να προσαρμόζονται για την επίλυση δύσκολων προβλημάτων, να διαμορφώνονται σε περίεργα σχήματα και να βελτιώνουν βιομηχανικά και καταναλωτικά προϊόντα.

Τα πολυουρεθάνια σχηματίζονται με την αντίδραση ενός πολυολόης (ένα αλκοόλη με περισσότερες από δύο αντιδρώσιμες υδροξυλομάδες ανά μόριο) με διϊσοκυανική ή πολυμερική ισοκυανική σε παρουσία κατάλληλων καταλυτών και πρόσθετων. Επειδή μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι διϊσοκυανικών και ένα ευρύ φάσμα πολυολών για την παραγωγή πολυουρεθανίου, μπορούν να παραχθούν διάφορα υλικά που να καλύπτουν τις ανάγκες συγκεκριμένων εφαρμογών.

Είδη πολυουρεθανίου:

✦ Ευέλικτο πολυυρεθάνιο φόμ
Η εύκαμπτη πολυουρεθανική αφρώδης μάζα χρησιμοποιείται ως προστατευτικό υλικό για μια ποικιλία καταναλωτικών και εμπορικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των στρωμάτων, των έπιπλων, των εσωτερικών χώρων αυτοκινήτων, των υποστρωμάτων για χαλιά και της συσκευασίας. Η εύκαμπτη αφρώδης μάζα μπορεί να διαμορφωθεί σχεδόν σε οποιοδήποτε σχήμα και σκληρότητα. Είναι ελαφριά, ανθεκτική, υποστηρικτική και άνετη. Η εύκαμπτη πολυουρεθανική αφρώδης μάζα αποτελεί περίπου το 30 τοις εκατό της συνολικής αγοράς πολυουρεθανίου στη Βόρεια Αμερική και χρησιμοποιείται κυρίως για στρώματα, έπιπλα και στην αυτοκινητοβιομηχανία.

✦ Σκληρή πολυυρεθανική αφρά
Οι σκληροί αφροί πολυουρεθάνης και πολυϊσοκυανουρικού (polyiso) δημιουργούν ένα από τα πιο δημοφιλή, ενεργειακά αποδοτικά και πολυσύνθετα μονωτικά υλικά στον κόσμο. Αυτοί οι αφροί μπορούν να μειώσουν σημαντικά τα ενεργειακά κόστη, καθιστώντας τα εμπορικά και κατοικιακά ακίνητα πιο αποδοτικά και άνετα. Σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών, η θέρμανση και η ψύξη υπεύθυνες για περίπου το 56% της κατανάλωσης ενέργειας σε ένα τυπικό σπίτι στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθιστώντας την τη μεγαλύτερη ενεργειακή δαπάνη για τους περισσότερους ιδιοκτήτες σπιτιών. Για να διατηρηθεί η ομοιόμορφη θερμοκρασία και να μειωθούν οι στάθμες θορύβου στα σπίτια και τα εμπορικά κτίρια, οι κατασκευαστές στρέφονται στους σκληρούς αφρούς πολυουρεθάνης και πολυϊσοκυανουρικού. Αυτοί οι αφροί είναι αποτελεσματικά μονωτικά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μόνωση οροφών και τοίχων, σε μονωτικά παράθυρα, πόρτες και στεγανωτικά υλικά.

✦ Επιστρώσεις, Κόλλες, Στεγανωτικά και Ελαστομερή (CASE)
Οι εφαρμογές των πολυουρεθανών στην αγορά χρωστικών, κολλητικών ουσιών, μηχανισμών στεγανοποίησης και ελαστομερών (CASE) παρέχουν ένα ευρύ και διευρυνόμενο φάσμα εφαρμογών και πλεονεκτημάτων. Τα επιχρίσματα πολυουρεθάνης μπορούν να βελτιώσουν την εμφάνιση ενός προϊόντος και να παρατείνουν τον χρόνο ζωής του. Τα κολλητικά πολυουρεθάνης μπορούν να παρέχουν ισχυρές προδιαγραφές σύνδεσης, ενώ τα μηχανισμοί στεγανοποίησης πολυουρεθάνης παρέχουν πιο στενές στεγανοποιήσεις. Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης μπορούν να μονταριστούν σχεδόν σε οποιοδήποτε σχήμα, είναι ελαφρότερα από το μέταλλο, παρέχουν ανωτερότερη ανάκαμψη από την πίεση και μπορούν να είναι ανθεκτικά σε πολλούς περιβαλλοντικούς παράγοντες.

✦ Θερμοπλαστική Πολυουρεθάνη (TPU)
Το θερμοπλαστικό πολυουρεθάνιο (TPU) προσφέρει πληθώρα συνδυασμών φυσικών ιδιοτήτων και εφαρμογών επεξεργασίας. Είναι εξαιρετικά ελαστικό, εύκαμπτο και ανθεκτικό στη φθορά, την κρούση και τις καιρικές συνθήκες. Τα TPU μπορούν να χρωματιστούν ή να κατασκευαστούν με μια πληθώρα διαφορετικών τρόπων, ενώ η χρήση τους μπορεί να αυξήσει τη συνολική ανθεκτικότητα ενός προϊόντος. Το TPU είναι ένα ελαστομερές υλικό που είναι πλήρως θερμοπλαστικό. Όπως όλα τα θερμοπλαστικά ελαστομερή, το TPU είναι ελαστικό και μπορεί να επεξεργαστεί με τήξη. Επιπλέον, μπορεί να επεξεργαστεί σε εξοπλισμό εκχύσεως, έγχυσης, φυσήματος και συμπίεσης. Μπορεί να διαμορφωθεί με κενό ή να επιστρωθεί με διάλυμα και είναι κατάλληλο για μια ευρεία ποικιλία τεχνικών κατασκευής. Το TPU μπορεί να παρέχει ένα σημαντικό αριθμό συνδυασμών φυσικών ιδιοτήτων, καθιστώντας το ένα εξαιρετικά εύκαμπτο υλικό που προσαρμόζεται σε δεκάδες εφαρμογές, όπως η κατασκευή, η αυτοκινητοβιομηχανία και η παπουτσοποιία.

✦ Μορφοποίηση με Αντίδραση Έγχυσης (RIM)
Προστατευτικά προφυλακτήρια αυτοκινήτων, πλαίσια ηλεκτρικών πίνακων και περιβλήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών και εξοπλισμού τηλεπικοινωνιών είναι μερικά από τα εξαρτήματα που κατασκευάζονται με πολυουρεθάνες χρησιμοποιώντας τη διαδικασία χύτευσης αντίδρασης (RIM). Προσθέτοντας ευελιξία στο σχεδιασμό, η διαδικασία RIM πολυουρεθανών παράγει εξαρτήματα που συνήθως δεν μπορούν να κατασκευαστούν πραγματοποιήσιμο με τις συνηθισμένες διαδικασίες χύτευσης, όπως εξαρτήματα με παχιά και λεπτά τοιχώματα, επενδυμένα εσωτερικά και πυρήνες από αφρό. Εκτός από την υψηλή αντοχή και το ελαφρύ βάρος, τα εξαρτήματα RIM πολυουρεθανών μπορούν να παρουσιάζουν ανθεκτικότητα στη θερμοκρασία, θερμική μόνωση, διαστατική σταθερότητα και υψηλό επίπεδο δυναμικών ιδιοτήτων. Το αυτοκινητοβιομηχανικό, οικοδομικό, οικιακών συσκευών, έπιπλα και ελεύθερου χρόνου και αθλητικών ειδών είναι μερικές από τις αγορές και εφαρμογές που χρησιμοποιούν τεχνολογία RIM.

✦ Binders
Οι πολυουρεθανικοί συνδετικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται για να ενώσουν πολλούς τύπους σωματιδίων και ινών μεταξύ τους. Οι κύριες περιοχές εφαρμογής τους βρίσκονται στην παραγωγή πανέλων ξύλου, επιστρώσεων δαπέδων από καουτσούκ ή ελαστομερή υλικά και στην πηλόχυτη μέθοδο για την κλωστοϋφαντουργική βιομηχανία. Η εφαρμογή με την υψηλότερη ποσότητα πολυουρεθανικών συνδετικών παράγοντων είναι στην κατασκευή ξυλοπανέλων Oriented Strand Board (OSB). Αυτά τα ξύλινα πανέλα χρησιμοποιούνται σε δομικές επενδύσεις και δάπεδα, στην παραγωγή κατοικιών, δοκούς και διατάξεις οροφής και σε πανέλα εργαστηρίου. Το Rebond υπόστρωμα για τάπητα χρησιμοποιεί πολυουρεθανικούς συνδετικούς παράγοντες για να ενώσει κομμάτια αφρού, τα οποία είναι συχνά εύκαμπτος πολυουρεθάνη, μεταξύ τους κατά την παραγωγή του.

✦ Υδατοδιαλυτές Διασπορές Πολυουρεθάνης (PUDs)
Οι διασκορπίσεις πολυουρεθανίου σε υδατικό επίπεδο (PUD) είναι επικάλυψεις και συγκολλητικά που χρησιμοποιούν νερό ως πρωταρχικό διαλύτη. Με την αυξανόμενη ομοσπονδιακή ρύθμιση σχετικά με την ποσότητα των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) και των επικίνδυνων ρύπων του αέρα (HAP) που μπορούν να εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα, τα PUD χρησιμοποιούνται σε περισσότερες βιομηχανικές και εμπορ

Εφαρμογές για το πολυουρεθάνιο:

✦ Ένδυση
Όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα πολυουρετάνια μπορούσαν να παραχθούν σε λεπτές κλωστές, τα συνδύασαν με το νάιλον για να κάνουν πιο ελαφριά, εύκαμπτα ρούχα. Με τα χρόνια, τα πολυουρετάνια βελτιώθηκαν και αναπτύχθηκαν σε ίνες σπάντεξ, επικαλύψεις πολυουρετάνης και θερμοπλαστικά ελαστομερή. Λόγω των σημερινών εξελίξεων στις τεχνικές του πολυουρεθάνου, οι κατασκευαστές μπορούν να κατασκευάσουν ένα ευρύ φάσμα ενδυμάτων από πολυουρεθάνιο από τεχνητά δέρματα και δέρματα που χρησιμοποιούνται για ενδύματα, αθλητικά ρούχα και διάφορα αξε

✦ Εφαρμογές
Τα πολυουρεθάνια αποτελούν σημαντική συστατική ύλη στις ηλεκτρικές συσκευές που οι καταναλωτές χρησιμοποιούν καθημερινά. Η πιο κοινή εφαρμογή των πολυουρεθανίων στις ηλεκτρικές συσκευές είναι οι δομικές αφρώδεις μάζες για τα συστήματα θερμικής μόνωσης ψυγείων και καταψυκτών. Ο αφρός πολυουρεθάνης είναι ένα απαραίτητο και οικονομικά αποδοτικό υλικό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη των απαιτούμενων ενεργειακών κατηγοριών στα ψυγεία και τους καταψύκτες των καταναλωτών. Οι καλές θερμομονωτικές ιδιότητες των δομικών αφρών πολυουρεθάνης προκύπτουν από τον συνδυασμό μιας λεπτής, κλειστής δομής κυττάρων και αερίων στα κύτταρα που αντιστέκονται στη μεταφορά θερμότητας.

✦ Αυτοκινητιστικός
Στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται πολυουρεθάνια σε όλη την έκταση. Εκτός από τον αφρό που κάνει τις θέσεις των αυτοκινήτων άνετες, προφυλακτήρες, εσωτερικές οροφές, το αμάξωμα του αυτοκινήτου, αερόθρανες, πόρτες και παράθυρα χρησιμοποιούν όλα πολυουρεθάνια. Το πολυουρεθάνιο επιτρέπει επίσης στους κατασκευαστές να παρέχουν στους οδηγούς και τους επιβάτες σημαντικά περισσότερα «χιλιόμετρα» αυτοκινήτου μειώνοντας το βάρος και αυξάνοντας την οικονομία καυσίμου, την άνεση, την αντοχή στη διάβρωση, τη μόνωση και την ηχομόνωση.

✦ Κατασκευή και κτιριακά έργα
Τα σπίτια σήμερα απαιτούν υλικά υψηλών προδιαγραφών που να είναι δυνατά, αλλά και ελαφριά· να παρέχουν καλή απόδοση, αλλά να εγκαθίστανται εύκολα· και να είναι ανθεκτικά, αλλά και πολύχρηστα. Το πολυουρεθάνιο βοηθά στη διατήρηση των φυσικών πόρων και στην προστασία του περιβάλλοντος, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας. Χάρη στον εξαιρετικό λόγο αντοχής προς βάρος, τις μονωτικές ιδιότητες, την ανθεκτικότητα και την πολυμορφία του, το πολυουρεθάνιο χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές κατασκευής και δόμησης. Η προσιτή τιμή αυτών των πολύχρηστων υλικών, καθώς και η άνεση που παρέχουν στους ιδιοκτήτες σπιτιών, έχουν καταστήσει τα εξαρτήματα πολυουρεθάνιου αναπόσπαστο μέρος σπιτιών σε όλη την υφήλιο. Το πολυουρεθάνιο χρησιμοποιείται σε όλο το σπίτι. Στα πατώματα, η εύκαμπτη αφρώδης προστασία μαλακώνει το χαλί σας. Στη στέγη, ανακλαστικές πλαστικές επικαλύψεις πάνω από αφρό πολυουρεθάνιου μπορούν να απωθούν το φως και τη θερμότητα του ήλιου, βοηθώντας το σπίτι να παραμένει δροσερό, ενώ συμβάλλουν στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Τα δομικά υλικά πολυουρεθάνιου προσθέτουν ευελιξία στο σχεδιασμό νέων σπιτιών και έργων ανακαίνισης. Οι πάνελ με πυρήνα από αφρό προσφέρουν μια μεγάλη ποικιλία χρωμάτων και προφίλ για τοίχους και στέγες, ενώ η πόρτες εισόδου και οι πόρτες γκαραζιών με πυρήνα από αφρό είναι διαθέσιμες σε διαφορετικά τελειώματα και σχέδια.

✦ Σύνθετο Ξύλο
Τα πολυουρεθάνια αποτελούν σημαντικό παράγοντα στα σύγχρονα υλικά, όπως το σύνθετο ξύλο. Τα εποχούσες βάσεις πολυουρεθάνης χρησιμοποιούνται σε προϊόντα σύνθετου ξύλου για να κολλήσουν οργανικά υλικά σε πλακέτες με προσανατολισμένες λωρίδες, μεσαίας πυκνότητας πλακέτες ίνας, δοκούς μεγάλων λωρίδων, επιστρωμένες πλακέτες, ακόμη και σε πλακέτες φυτικών ινών και σε σωματίδια.

✦ Ηλεκτρονικά
Συχνά αναφέρονται ως «εναποθηκευτικές ενώσεις», τα μη-αφρώδη πολυουρεθάνια χρησιμοποιούνται συχνά στην ηλεκτρική και ηλεκτρονική βιομηχανία για να εγκλωβίσουν, να σφραγίσουν και να μονώσουν εύθραυστα, ευαίσθητα στην πίεση, μικροηλεκτρονικά εξαρτήματα, υποβρύχια καλώδια και πλακέτες. Οι ενώσεις πολυουρεθάνης για εναπόθεση είναι ειδικά διατυπωμένες από προγραμματιστές για να πληρούν μια ποικιλία φυσικών, θερμικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων. Μπορούν να προστατεύουν ηλεκτρονικά παρέχοντας εξαιρετικές διηλεκτρικές και κολλητικές ιδιότητες, καθώς και εξαιρετική αντοχή σε διαλύτες, νερό και ακραίες θερμοκρασίες.

✦ Δάπεδο
Είτε ως αφρώδης υπόστρωμα είτε ως επικάλυψη, τα πολυουρεθάνια μπορούν να κάνουν τα δάπεδα στα οποία περπατάμε κάθε μέρα πιο ανθεκτικά, ευκολότερα στη συντήρηση και αισθητικά πιο ελκυστικά. Η χρήση ενός αφρώδους υλικού πολυουρεθάνης ως υπόστρωμα σε χολικές ή επαγγελματικές εφαρμογές μπορεί σημαντικά να αυξήσει τη διάρκεια ζωής της χολής, να προστατεύσει την εμφάνισή της, να παρέχει επιπλέον άνεση και στήριξη και να μειώσει τον περιβάλλοντα θόρυβο. Τα πολυουρεθάνια χρησιμοποιούνται επίσης για την επικάλυψη δαπέδων, από ξύλο και παρκέ μέχρι τσιμέντο. Αυτό το προστατευτικό τελικό στρώμα είναι ανθεκτικό στην αποτριβή και τους διαλύτες, και είναι εύκολο στον καθαρισμό και τη συντήρηση. Με τελική επικάλυψη πολυουρεθάνης, ένα νέο δάπεδο ξύλου, παρκέ ή τσιμέντου φθείρεται καλύτερα και για περισσότερο χρόνο, ενώ ένα παλιό δάπεδο μπορεί να ανακαινιστεί ώστε να φαίνεται ξανά καινούριο.

✦ Επιπλών
Το πολυουρεθάνιο, κυρίως με τη μορφή εύκαμπτης αφρώδους ύλης, είναι ένα από τα πιο δημοφιλή υλικά που χρησιμοποιούνται στα είδη σπιτιού, όπως έπιπλα, στρώματα και υπόστρωμα για χαλιά. Ως υλικό προστασίας για έπιπλα με υφασμάτινη επένδυση, η εύκαμπτη αφρώδης ύλη πολυουρεθάνιου βοηθά στην αύξηση της ανθεκτικότητας, της άνεσης και της στήριξης των έπιπλων.

✦ Θαλάσσιοι
Εκατομμύρια Αμερικανοί απολαμβάνουν την κατασκευή σκαφών κάθε χρόνο. Ένα μέρος της διαρκούς δημοτικότητας των σκαφών οφείλεται στις βελτιώσεις στην τεχνολογία κατασκευής σκαφών, στις οποίες τα υλικά πολυουρεθάνης συμβάλλουν σημαντικά. Τα ρητίνες εποξειδικής πολυουρεθάνης σφραγίζουν τα κύτη των σκαφών από νερό, καιρικές συνθήκες, διάβρωση και στοιχεία που αυξάνουν την αντίσταση, επηρεάζουν την υδροδυναμική και μειώνουν την ανθεκτικότητα. Οι χρήστες σκαφών μπορούν σήμερα να απολαμβάνουν τις βολές του σπιτιού στο νερό, κάτι που οφείλεται εν μέρει στην εύκαμπτη πολυουρεθάνη. Επιπλέον, η σκληρή πολυουρεθάνη μονώνει τα σκάφη από θόρυβο και ακραίες θερμοκρασίες, παρέχει αντοχή στην τριβή και στη διάβρωση και αυξάνει τη φέρουσα ικανότητα, ενώ προσθέτει ελάχιστο βάρος. Η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη είναι επίσης εξαιρετική για χρήση στη ναυπηγική βιομηχανία. Είναι ελαστική, ανθεκτική και εύκολα επεξεργάσιμη ύλη, κατάλληλη για επικαλύψεις καλωδίων και συρμάτων, σωληνώσεις κινητήρων, ιμάντες μετάδοσης, υδραυλικούς σωλήνες και σφραγίσεις καθώς και για προφίλ πλοίων.

✦ Ιατρικός
Τα πολυουρεθάνια χρησιμοποιούνται συχνά σε πλήθος ιατρικών εφαρμογών, όπως καθετήρες και σωληνώσεις γενικής χρήσης, κρεβάτια νοσοκομείων, περιβλήματα χειρουργικών τραπεζιών, επιδέσμοι για τραύματα και διάφορες συσκευές που κατασκευάζονται με χύτευση. Η πιο συχνή τους χρήση είναι σε βραχυπρόθεσμες εμφυτεύσεις. Η χρήση πολυουρεθανίου σε ιατρικές εφαρμογές μπορεί να είναι πιο οικονομική και να παρέχει μεγαλύτερη διάρκεια και αντοχή.

✦ Συσκευή
Η πολυουρεθανική συσκευαστική αφρώδης (PPF) μπορεί να παρέχει πιο οικονομική και προσαρμοστική προστασία που μοναδικά και ασφαλώς προστατεύει αντικείμενα που πρέπει να παραμένουν σταθερά κατά τη διάρκεια της μεταφοράς. Το PPF χρησιμοποιείται ευρέως για την ασφαλή προστασία και μεταφορά πολλών αντικειμένων, όπως ηλεκτρονικός και ιατρικός διαγνωστικός εξοπλισμός, εύθραυστο γυαλί και μεγάλα βιομηχανικά εξαρτήματα. Ένα ευέλικτο σύστημα στο χώρο της συσκευασίας, το PPF μπορεί να εξοικονομήσει χρόνο και να είναι πιο οικονομικό, παρέχοντας ένα δοχείο που ταιριάζει ακριβώς σε κάθε αποστολή.