Applications en polyuréthane

Selon le Département de l'énergie des États-Unis, les coûts de chauffage et de climatisation représentent environ 56 pour cent de l'énergie utilisée dans une maison américaine moyenne. La nature de cette chimie permet aux polyuréthanes d'être adaptés pour résoudre des problèmes complexes, d'être moulés en des formes inhabituelles et d'améliorer les produits industriels et grand public.

Les polyuréthanes sont formés par réaction entre un polyol (alcool possédant plus de deux groupes hydroxyles réactifs par molécule) et un diisocyanate ou un isocyanate polymérique en présence de catalyseurs et d'additifs appropriés. Puisque divers diisocyanates et une large gamme de polyols peuvent être utilisés pour produire du polyuréthane, une grande variété de matériaux peut être obtenue afin de répondre aux besoins d'applications spécifiques.

Types de polyuréthane :

✦ Mousse polyuréthane flexible
La mousse polyuréthane souple est utilisée comme matériau rembourrant pour une grande variété de produits grand public et commerciaux, notamment des literies, meubles, intérieurs automobiles, sous-couches de moquettes et emballages. La mousse souple peut être fabriquée dans presque toutes sortes de formes et fermetés. Elle est légère, durable, supportante et confortable. La mousse polyuréthane souple représente environ 30 pour cent du marché total des polyuréthanes en Amérique du Nord, et est principalement utilisée pour les literies, les meubles et l'industrie automobile.

✦ Mousse de polyuréthane rigide
Les mousses rigides en polyuréthane et polyisocyanurate (polyiso) constituent l'un des isolants les plus populaires, écoénergétiques et polyvalents au monde. Ces mousses peuvent réduire considérablement les coûts énergétiques tout en rendant les bâtiments commerciaux et résidentiels plus efficaces et confortables. Selon le Département de l'énergie des États-Unis, le chauffage et la climatisation représentent environ 56 pour cent de la consommation d'énergie dans une maison typique aux États-Unis, en faisant la plus grande dépense énergétique pour la plupart des foyers. Afin de maintenir une température uniforme et de réduire le niveau sonore dans les habitations et les bâtiments commerciaux, les constructeurs font appel aux mousses rigides en polyuréthane et polyisocyanurate. Ces mousses sont des matériaux isolants performants qui peuvent être utilisés pour l'isolation des toitures et des murs, des fenêtres isolantes, des portes ainsi que des produits d'étanchéité.

✦ Revêtements, Adhésifs, Produits d'étanchéité et Élastomères (RAPE)
Les applications des polyuréthannes sur le marché des revêtements, adhésifs, produits d'étanchéité et élastomères (CASE) offrent un large éventail croissant d'applications et d'avantages. Les revêtements en polyuréthane peuvent améliorer l'apparence d'un produit et prolonger sa durée de vie. Les adhésifs en polyuréthane apportent des avantages en termes de solidité du collage, tandis que les produits d'étanchéité en polyuréthane assurent des joints plus étanches. Les élastomères en polyuréthane peuvent être moulés pratiquement sous n'importe quelle forme, sont plus légers que le métal, offrent une meilleure résistance à la déformation et peuvent être résistants à de nombreux facteurs environnementaux.

✦ Polyuréthane thermoplastique (TPU)
Le polyuréthane thermoplastique (TPU) offre une multitude de combinaisons de propriétés physiques et d'applications de transformation. Il est hautement élastique, flexible et résistant à l'abrasion, aux chocs et aux intempéries. Les TPU peuvent être colorés ou mis en œuvre selon de nombreuses méthodes variées, et leur utilisation peut accroître la durabilité globale d'un produit. Le TPU est un élastomère entièrement thermoplastique. Comme tous les élastomères thermoplastiques, le TPU est élastique et transformable par fusion. De plus, il peut être transformé sur des équipements d'extrusion, d'injection, de soufflage et de moulage par compression. Il peut être formé sous vide ou enduit en solution, et convient parfaitement à une grande variété de méthodes de fabrication. Le TPU peut offrir un nombre considérable de combinaisons de propriétés physiques, ce qui en fait un matériau extrêmement flexible adaptable à de nombreuses utilisations telles que la construction, l'automobile et la chaussure.

✦ Moulage par réaction en injection (RIM)
Les pare-chocs de voiture, les carrosseries pour équipements électriques ainsi que les boîtiers pour ordinateurs et équipements de télécommunication sont quelques exemples de pièces produites avec des polyuréthanes par le moulage par injection réactive (RIM). Apportant une grande flexibilité en matière de conception, le procédé RIM permet d'obtenir des pièces que l'on ne peut généralement pas réalisable produire par les méthodes classiques de moulage par injection, telles que les pièces à parois épaisses ou minces, les structures encapsulées internes ou les cœurs moussés. En plus d'une grande résistance mécanique et d'un faible poids, les pièces en polyuréthane obtenues par RIM peuvent présenter une résistance à la chaleur, un bon pouvoir isolant thermique, une stabilité dimensionnelle et un niveau élevé de propriétés dynamiques. L'automobile, le bâtiment, l'électroménager, le mobilier ainsi que les loisirs et articles sportifs comptent parmi les nombreux domaines et applications utilisant cette technologie RIM.

✦ Entrent en jeu
Les liants polyuréthanes sont utilisés pour coller entre elles de nombreux types de particules et de fibres. Leurs principaux domaines d'utilisation sont la fabrication de panneaux en bois, de revêtements de sol en caoutchouc ou élastomères, ainsi que la fonderie en sable pour l'industrie métallurgique. L'application de plus grand volume des liants polyuréthanes est la fabrication des panneaux de contreplaqué orienté (OSB). Ces panneaux en bois sont utilisés dans les revêtements structuraux et les planchers, les habitations préfabriquées, les poutrelles et les traverses, ainsi que dans les panneaux pour ateliers. Le sous-plancher pour moquettes rebondu utilise des liants polyuréthanes pour coller ensemble des chutes de mousse, souvent en mousse polyuréthane souple, lors de son procédé de fabrication.

✦ Dispersions polyuréthanes aqueuses (PUDs)
Les dispersions de polyuréthane en phase aqueuse (PUD) sont des revêtements et des adhésifs utilisant l'eau comme solvant principal. En raison d'une réglementation fédérale croissante concernant la quantité de composés organiques volatils (COV) et de polluants atmosphériques dangereux (HAP) pouvant être émis dans l'atmosphère, les PUD sont de plus en plus utilisés dans des applications industrielles et commerciales.

Applications du polyuréthane :

✦ Vêtements
Lorsque les scientifiques ont découvert que les polyuréthanes pouvaient être transformés en fils fins, ils ont été associés au nylon pour produire des vêtements plus légers et extensibles. Au fil des années, les polyuréthanes ont été améliorés et développés sous forme de fibres élasthanne, de revêtements en polyuréthane et d'élastomères thermoplastiques. Grâce aux avancées actuelles dans les techniques de polyuréthane, les fabricants peuvent produire une large gamme de vêtements en polyuréthane, allant des peaux et cuirs synthétiques utilisés pour les habits, les vêtements sportifs et divers accessoires.

✦ Appareils
Les polyuréthanes constituent un composant important des gros appareils électriques que les consommateurs utilisent quotidiennement. L'utilisation la plus courante des polyuréthanes dans les gros appareils est la mousse rigide pour les systèmes d'isolation thermique des réfrigérateurs et congélateurs. La mousse polyuréthane rigide est un matériau essentiel et économique qui permet d'atteindre les classes énergétiques requises pour les réfrigérateurs et congélateurs grand public. Les bonnes propriétés d'isolation thermique des mousses polyuréthane rigides proviennent de la combinaison d'une structure de mousse fine à cellules fermées et de gaz cellulaires résistant au transfert de chaleur.

✦ Automobile
Les polyuréthanes sont utilisés dans l'ensemble des véhicules automobiles. En plus de la mousse qui rend les sièges automobiles confortables, les pare-chocs, les parties intérieures du plafond (« headline »), le châssis de la voiture, les ailes, les portes et fenêtres utilisent tous des polyuréthanes. Le polyuréthane permet également aux fabricants d'offrir aux conducteurs et passagers une autonomie nettement supérieure en réduisant le poids et en améliorant l'économie de carburant, le confort, la résistance à la corrosion, l'isolation thermique et l'absorption du son.

✦ Bâtiment et construction
Les maisons d'aujourd'hui exigent des matériaux haute performance qui soient solides, tout en étant légers ; performants, tout en étant faciles à installer ; durables, mais également polyvalents. Le polyuréthane contribue à la conservation des ressources naturelles et aide à préserver l'environnement en réduisant la consommation d'énergie. Grâce à son excellent rapport résistance/poids, ses propriétés isolantes, sa durabilité et sa versatilité, le polyuréthane est couramment utilisé dans les applications de construction et de bâtiment. La facilité d'accès à ces matériaux polyvalents ainsi que le confort qu'ils procurent aux propriétaires ont fait des composants en polyuréthane une présence incontournable dans les maisons du monde entier. Le polyuréthane est utilisé dans toute la maison. Sous les tapisseries, un rembourrage en mousse souple amortit vos chutes. Sur le toit, des revêtements plastiques réfléchissants appliqués sur de la mousse polyuréthane peuvent renvoyer la lumière du soleil et la chaleur, aidant ainsi la maison à rester fraîche tout en réduisant la consommation d'énergie. Les matériaux de construction en polyuréthane ajoutent une grande flexibilité de conception aux projets de nouvelles constructions ou de rénovations. Les panneaux à âme en mousse offrent une large gamme de couleurs et profils pour les murs et les toits, tandis que les portes d'entrée et les portes de garage à âme en mousse sont disponibles en différentes finitions et styles.

✦ Bois composite
Les polyuréthanes jouent un rôle majeur dans les matériaux modernes, tels que le bois composites. Les liants à base de polyuréthane sont utilisés dans les produits en bois composites pour coller durablement des matériaux organiques dans des panneaux OSB (Oriented Strand Board), des panneaux de fibres de densité moyenne, des poutres en longues lames, des bois lamellés-collés, ainsi que des panneaux en paille et en particules.

✦ Électronique
Souvent appelés « composés de bourrage », les polyuréthanes non mousse sont couramment utilisés dans les industries électriques et électroniques pour encapsuler, sceller et isoler des composants microélectroniques fragiles et sensibles à la pression, des câbles sous-marins et des cartes de circuits imprimés. Les composés polyuréthanes de bourrage sont spécialement formulés par les développeurs afin de satisfaire à une grande variété de propriétés physiques, thermiques et électriques. Ils peuvent protéger l'électronique en offrant d'excellentes propriétés diélectriques et adhésives, ainsi qu'une résistance exceptionnelle aux solvants, à l'eau et aux températures extrêmes.

✦ Revêtement de sol
Que ce soit en tant qu'intercalaire souple ou en revêtement de surface, les polyuréthanes peuvent rendre les sols que nous foulons quotidiennement plus durables, plus faciles à entretenir et plus esthétiques. L'utilisation d'une mousse polyuréthane flexible comme sous-couche pour moquette, dans des applications résidentielles ou commerciales, peut considérablement prolonger la durée de vie du tapis, préserver son apparence, offrir un confort et un soutien supplémentaires et réduire le bruit ambiant. Les polyuréthanes sont également utilisés comme revêtements pour les sols, allant du bois et du parquet au ciment. Cette finition protectrice résiste à l'abrasion et aux solvants, tout en étant facile à nettoyer et à entretenir. Grâce à un fini en polyuréthane, un nouveau sol en bois, parquet ou béton résiste mieux et plus longtemps à l'usure, tandis qu'un ancien sol peut être remis à neuf pour retrouver un aspect neuf.

✦ Mobilier
Le polyuréthane, principalement utilisé sous forme de mousse souple, est l'un des matériaux les plus populaires dans l'ameublement domestique tel que le mobilier, les literies et les sous-couches de moquette. En tant que matériau rembourré pour les meubles rembourrés, la mousse polyuréthane flexible permet de rendre les meubles plus durables, confortables et ergonomiques.

✦ Maritime
Des millions d'Américains apprécient la navigation chaque année. Une partie de la popularité durable de la voile est due aux améliorations apportées à la technologie maritime, auxquelles les matériaux en polyuréthane contribuent largement. Les résines époxy polyuréthanes scellent les coques des bateaux contre l'eau, les intempéries, la corrosion et les éléments qui augmentent la traînée, affectent l'hydrodynamisme et réduisent la durabilité. Les navigateurs d'aujourd'hui peuvent profiter sur l'eau des conforts du foyer, en partie grâce à la mousse polyuréthane flexible. De plus, la mousse rigide de polyuréthane isole les bateaux du bruit et des extrêmes de température, offre une résistance à l'abrasion et aux déchirures, et augmente la capacité portante tout en ajoutant un poids minimal. Le polyuréthane thermoplastique convient également parfaitement au secteur maritime. C'est un matériau élastique, durable et facile à travailler, particulièrement adapté pour les gaines de câbles électriques, les tuyaux moteur, les courroies d'entraînement, les flexibles hydrauliques et les joints d'étanchéité, ainsi que pour le moulage des navires.

✦ Médical
Les polyuréthanes sont couramment utilisés dans de nombreuses applications médicales, notamment les tubulures pour cathéter et d'usage général, les literies hospitalières, les champs opératoires, les pansements et divers dispositifs fabriqués par injection-moulage. Leur usage le plus répandu concerne les implants à court terme. L'utilisation de polyuréthane dans les applications médicales peut s'avérer plus rentable tout en offrant une meilleure longévité et résistance.

✦ Emballage
La mousse d'emballage en polyuréthane (PPF) peut offrir un rembourrage plus économique et sur mesure qui protège de manière unique et sécurisée les objets devant rester parfaitement en place pendant le transport. La PPF est largement utilisée pour protéger et transporter en toute sécurité de nombreux articles tels que du matériel électronique et des équipements médicaux de diagnostic, de la verrerie délicate et des grandes pièces industrielles. Solution polyvalente sur site face à de nombreux défis d'emballage, la PPF permet d'économiser du temps et s'avère plus rentable en fournissant un contenant parfaitement adapté à chaque expédition.