Poliuretán alkalmazások

A fűtési és hűtési költségek az átlagos amerikai háztartásban a felhasznált energia körülbelül 56 százalékát teszik ki az Energetikai Minisztérium (U.S. Department of Energy) adatai szerint. A kémiai felépítés lehetővé teszi a poliuretánok alkalmazását nehéz problémák megoldására, rendkívül szokatlan alakú formákba való megmunkálásukhoz, valamint ipari és fogyasztói termékek fejlesztéséhez.

A poliuretánokat poliol (egy olyan alkohol, amely molekulánként kettőnél több reaktív hidroxilcsoportot tartalmaz) és diizocianát vagy polimer izocianát reakciója során állítják elő megfelelő katalizátorok és adalékanyagok jelenlétében. Mivel a poliuretán előállításához különféle diizocianátokat és széles skálán mozgó poliolokat is használhatnak, így a konkrét alkalmazások igényeit kielégítő anyagok sokfélesége hozható létre.

A poliuretán típusok:

✦ Rugalmas poliuretanpúr
A hajlékony poliuretánhabot különféle fogyasztói és ipari termékek párnázására használják, beleértve az ágyneműket, bútorokat, gépjármű belső tereket, szőnyegalátéteket és csomagolásokat. A hajlékony hab majdnem bármilyen formában és keménységben előállítható. Könnyű, tartós, támogató és kényelmes. A hajlékony poliuretánhab a teljes észak-amerikai poliuretán piac körülbelül 30 százalékát teszi ki, és elsősorban ágyneműkhöz, bútorokhoz és az autóiparban való felhasználásra használják.

✦ Merev poliuretanpénz
A merev poliuretán és poliizocianurát (polyiso) habok az egyik legnépszerűbb, energiatakarékos és sokoldalú szigetelőanyagot alkotják a világon. Ezek a habok jelentősen csökkenthetik az energiaköltségeket, miközben kereskedelmi és lakóingatlanokat hatékonyabbá és kényelmesebbé teszik. Az Amerikai Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának adatai szerint a fűtés és hűtés felelős a tipikus amerikai háztartásokban az energiafelhasználás kb. 56 százalékáért, ezzel a legnagyobb energiafelhasználó tényezővé téve. Annak érdekében, hogy az ingatlanokban és kereskedelmi épületekben a hőmérséklet egységes maradjon és csökkenjen a zajszint, az építők a merev poliuretán és poliizocianurát habokhoz fordulnak. Ezek a habok hatékony szigetelőanyagok, amelyeket tető- és falazatszigetelésre, szigetelt ablakoknál, ajtóknál és léghézag tömítőanyagokként is használni lehet.

✦ Bevonatok, ragasztók, tömítőanyagok és elasztomerek (CASE)
A poliuretánok alkalmazása a bevonatok, ragasztók, tömítőanyagok és elasztomerek (CASE) piacon széles és folyamatosan bővülő alkalmazási lehetőségek és előnyök közé tartozik. A poliuretán bevonatok javíthatják egy termék megjelenését és meghosszabbíthatják élettartamát. A poliuretán ragasztók erős kötést biztosítanak, míg a poliuretán tömítőanyagok szorosabb tömítést nyújtanak. A poliuretán elasztomereket majdnem minden formába lehet formázni, könnyebbek, mint a fémek, kiváló igénybevétel-visszaállító képességgel rendelkeznek, és sok környezeti tényezővel szemben ellenállóak lehetnek.

✦ Termoplasztikus poliuretán (TPU)
A termoplasztikus poliuretán (TPU) számos különböző fizikai tulajdonságkombinációt és feldolgozási alkalmazást kínál. Nagyon rugalmas, hajlékony, valamint ellenálló az elhasználódásnak, ütésnek és időjárásnak. A TPU-t különféle módon színezhetik vagy gyártják, és használata növelheti a termékek általános tartósságát. A TPU egy teljesen termoplasztikus elasztomer. Minden termoplasztikus elasztomerhez hasonlóan a TPU is rugalmas és megmunkálható olvadékállapotban. Emellett extrudáló, fröccsöntő, fúvó- és présformáló berendezéseken is feldolgozható. Vákuumformálható vagy oldatbevonattal ellátható, és jól alkalmazható különféle megmunkálási módszerekhez. A TPU számottevő mennyiségű fizikai tulajdonságkombinációt biztosít, így rendkívül rugalmas anyaggá teszi, amely többek között az építőiparban, az autóiparban és a cipőgyártásban is alkalmazható.

✦ Reakcióinjektáló formázás (RIM)
Az autó ütközők, elektromos háztartási panelok és a számítógép- valamint távközlési felszereléseket tartalmazó házak néhány olyan alkatrész, amelyeket poliuretánból reakciós fröccsöntéssel (RIM) készítenek. A dizájn rugalmasságát növelve, a poliuretán RIM eljárás olyan alkatrészeket állít elő, amelyek általában nem elérhetőek a hagyományos fröccsöntési folyamatokkal, például vastag- és vékonyfalú alkatrészek, beágyazott belső részek és habosított magok. A nagy szilárdságon és alacsony súlyon túl a poliuretán RIM alkatrészek hőállóságot, hőszigetelést, méretstabilitást és magas dinamikus tulajdonságokat is mutathatnak. Az autóipar, építőipar, háztartási gépek, bútorok, valamint a szabadidős és sporteszközök piaca és alkalmazási területek közül néhány, amely RIM technológiát használ.

✦ Binders
A poliuretán kötőanyagokat különféle típusú részecskék és szálak egymáshoz való ragasztására használják. Főbb felhasználási területeik a falemezek, gumí vagy elastomer padlóburkolatok, valamint homoköntési eljárások gyártása az öntödeiparban. A legnagyobb mennyiségű alkalmazás a poliuretán kötőanyagok esetében az Oriented Strand Board (OSB) lemezek gyártásában van. Ezeket a falemezeket tartószerkezetek burkolására és padlókhoz, gyártott házakhoz, gerendákhoz és feszítővasakhoz, valamint üzemi panelekhez használják. A rebond szőnyegalátét poliuretán kötőanyagot használ a habmaradványok – amelyek gyakran hajlékony poliuretán habból állnak – összeragasztásához gyártása során.

✦ Vizes diszperziójú poliuretánok (PUDs)
A vízbázisú poliuretán diszperziók (PUD-k) olyan bevonatok és ragasztók, amelyek elsődleges oldószerként vizet használnak. A repedékenységi szerves vegyületek (VOC) és veszélyes levegőszennyező anyagok (HAP) légkörbe történő kibocsátására vonatkozó növekvő szövetségi szabályozások miatt a PUD-k egyre több ipari és kereskedelmi alkalmazásban részesülnek.

A poliuretán alkalmazási területei:

✦ Ruházat
Amikor a tudósok felfedezték, hogy a poliuretánokból finom szálakat lehet készíteni, ezeket nylonnal kombinálva kezdtek könnyebb, nyújtható ruhák gyártásához használni. Az évek során a poliuretánokat továbbfejlesztették, és így szintetikus szálakká, poliuretán bevonatokká és termoplasztikus elasztomerekké alakították. A mai poliuretán technikák fejlettsége révén a gyártók széles skálájú poliuretán ruházatot tudnak készíteni műbőrből és műanyagból, amelyeket ruhákhoz, sportruházathoz és különféle kiegészítőkhöz használnak.

✦ Készülékek
A poliuretánok fontos összetevői a nagy háztartási gépeknek, amelyeket a fogyasztók mindennap használnak. A poliuretánok leggyakoribb felhasználási területe a nagy háztartási gépekben kemény habok hűtő- és fagyasztóberendezések hőszigetelő rendszereihez. A kemény poliuretánhabszerkezet finom, zártcellás struktúrájának és a hőátadást gátló cellagáznak köszönhetően kiváló hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, ami elengedhetetlen a fogyasztói hűtők és fagyasztók előírt energiatakarékossági osztályainak teljesítéséhez, miközben gazdaságos megoldást biztosít.

✦ Autóipar
A poliuretánokat az autók számos részén használják. A műanyaghab, amely a vezetőülések kényelmét biztosítja mellett ütközőkben, belső mennyezeti panelekben, az autó karosszériájában, levegőfelfúvókban, ajtókban és ablakokban is alkalmaznak poliuretánt. A poliuretán segítségével a gyártók jelentősen növelhetik az autók hatótávolságát, mivel csökkenti a súlyt, javítja a fogyasztási értékeket, valamint növeli a komfortérzetet, korrózióállóságot, szigetelést és hangelnyelést.

✦ Építés és építészeti munkák
A mai otthonok magas teljesítményű anyagokat igényelnek, amelyek erősek, ugyanakkor könnyűek; jól teljesítenek, mégis könnyen telepíthetők; valamint tartósak, de sokoldalúan használhatók. A poliuretán segít a természeti erőforrások megőrzésében és környezetvédelemben azáltal, hogy csökkenti az energiafogyasztást. Kiemelkedő súly-erő arányának, hőszigetelési tulajdonságainak, tartósságának és sokoldalúságának köszönhetően a poliuretánt gyakran alkalmazzák építési és bővítési projektekben. Ezeknek a sokféle felhasználási területtel rendelkező anyagoknak az olcsósága és az általuk nyújtott komfort egyaránt fontos szerepet játszik abban, hogy a poliuretán alkatrészek szinte mindenhol megtalálhatók otthonainkban. A poliuretánt a ház minden részében használják. Padlóknál a rugalmas habtalapú párnázás biztosítja a szőnyög puhaságát. A tetőnél a poliuretán habot borító visszaverő műanyag réteg el tudja terelni a napfényt és a hőt, így segít fenntartani a hűvös beltéri klímát, miközben csökkenti az energiafogyasztást. A poliuretán építőanyagok új otthonok és felújítási projektek esetén növelik a tervezési lehetőségeket. Habmaggal készült panelek különféle színekben és formatervekben állnak rendelkezésre falakhoz és tetőkhöz, míg habmagos bejárati és garázsajtók eltérő felületkezeléssel és stílusban kaphatók.

✦ Kompozit fa
A poliuretánok jelentős szerepet játszanak a modern anyagokban, például a kompozit fában. A poliuretán alapú kötőanyagokat a kompozit fa termékekben használják arra, hogy szerves anyagokat ragasszanak össze orientált réteglemezben, közepes sűrűségű rostlemezben, hosszú szálú fában, laminált vékonylécből készült fában, sőt szalmalemezben és forgácslapban.

✦ Elektronika
Gyakran „öntőanyagokként” emlegetik őket, a nem habosított poliuretánokat az elektromos és elektronikai iparban gyakran használják törékeny, nyomásérzékeny mikroelektronikai alkatrészek, alámerülő kábelek és nyomtatott áramkörök beágyazására, tömítésére és szigetelésére. A poliuretán öntőanyagokat fejlesztők különféle fizikai, hőmérsékleti és elektromos tulajdonságok eléréséhez speciálisan képezik ki. Ezek az anyagok elektronikus eszközöket védhetnek kiváló dielektromos és tapadószilárdsági tulajdonságok, valamint kiváló oldószer-, víz- és extrém hőmérséklet-ellenállás biztosításával.

✦ Padlóburkolat
Akár hab alátét anyagként, akár felülről bevonatként alkalmazva, a poliuretánok segíthetnek abban, hogy a mindennapokban használt padlóink ellenállóbbak, karbantarthatóbbak és esztétikusabbak legyenek. A rugalmas poliuretánhabot szőnyegek alá helyezve lakó- vagy üzleti célra, jelentősen meghosszabbíthatja a szőnyeg élettartamát, megőrzi annak megjelenését, kényelmesebbé és támogatóbbá teszi a járást, valamint csökkentheti a környezeti zajokat. A poliuretánok padlóburkolatok bevonására is használhatók, fából vagy parkettából készültek, de cement esetén is alkalmazhatók. Ez a védőbevonat ellenáll a kopásnak és oldószereknek, könnyen tisztítható és karbantartható. Poliuretán bevonattal az új fa-, parketta- vagy betonpadló hosszabb ideig tart, míg egy régi padlót felújítva ismét újként lehet látni.

✦ Bútorok
A poliuretán, főként rugalmas hab formájában, az egyik legnépszerűbb anyag otthoni berendezési tárgyakhoz, mint például bútorok, ágynemű és szőnyegalátét gyártása során. Rugalmas poliuretán habként a megfelelő párnázás érdekében az ülőbútorok tartósságát, kényelmét és támogatását szolgálja.

✦ Tengeri
Minden évben több millió amerikai élvezi a hajózást. A hajózás tartós népszerűségének egy része a hajózási technológiák fejlődésének köszönhető, amelyhez jelentős mértékben hozzájárulnak a poliuretán anyagok. A poliuretán epoxigyanták vízhatlanul lezárják a hajótesteket a nedvességgel, időjárással, korrózióval és azokkal az elemekkel szemben, amelyek növelik a közegellenállást, rontják a hidrodinamikát és csökkentik a tartósságot. A mai hajósok élvezhetik a házi kényelem vízi változatát, részben a rugalmas poliuretán habnak köszönhetően. Emellett a merev poliuretán hab hangszigeteli a hajókat a zajtól és a hőmérsékletingadozásoktól, ellenáll súrlódásnak és szakadásnak, valamint növeli a teherbíró képességet, miközben minimális súllyal jár. A termoplasztikus poliuretán szintén kiválóan hasznosítható a hajógyártásban. Rugalmas, tartós és könnyen feldolgozható anyag, amely ideális vezetékek és kábelek bevonatához, motorcsövekhez, hajtásrendszerhez, hidraulikus csövekhez és tömítésekhez, valamint hajótest formázáshoz.

✦ Orvosi
A poliuretánokat gyakran használják orvosi alkalmazásokban, például katéterekhez és általános célú csövekhez, kórházi ágyneműkhöz, műtéti lepedőkhöz, seb- és sérüléspótlókhoz, valamint különféle fröccsöntött eszközökhöz. Leggyakoribb felhasználási területük a rövid távú beültetések. A poliuretán orvosi alkalmazása költséghatékonyabb lehet, miközben hosszabb élettartamot és nagyobb kopásállóságot biztosít.

✦ Csomagolás
A poliuretán csomagolóhab (PPF) költséghatékonyabb, testre szabott rugózást nyújtva egyedi és biztonságos védelmet biztosít azon árukhoz, amelyeknek szállítás közben biztonságosan a helyükön kell maradniuk. A PPF-t széles körben használják elektronikai és orvosi diagnosztikai berendezések, törékeny üvegáruk és nagyméretű ipari alkatrészek biztonságos szállítására. A sokoldalú helyszíni megoldás különféle csomagolási kihívásokra ad választ, időt spórolva és költséghatékonyabb megoldást nyújtva minden szállítmányhoz egyedi méretű tartályt biztosítva.