Applicazioni in Poliuretano

I costi di riscaldamento e raffreddamento rappresentano circa il 56 percento dell'energia utilizzata nelle abitazioni medie americane, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. La natura della chimica consente ai poliuretani di essere adattati per risolvere problemi complessi, per essere modellati in forme insolite e per migliorare prodotti industriali e per il consumatore.

I poliuretani si formano facendo reagire un poliol (un alcol con più di due gruppi idrossilici reattivi per molecola) con un diisocianato o un isocianato polimerico in presenza di catalizzatori e additivi appropriati. Poiché è possibile utilizzare una varietà di diisocianati e un vasto assortimento di polioli per produrre poliuretano, si può ottenere un ampio spettro di materiali adatti alle esigenze di applicazioni specifiche.

Tipi di Poliuretano:

✦ Materasso di poliuretano flessibile
La schiuma flessibile di poliuretano viene utilizzata come imbottitura per una varietà di prodotti destinati al consumo e all'industria, tra cui materassi, mobili, interni automobilistici, sottofondi per moquette e imballaggi. La schiuma flessibile può essere prodotta in quasi ogni tipo di forma e rigidità. È leggera, durevole, sostenitiva e confortevole. La schiuma flessibile di poliuretano rappresenta circa il 30 percento dell'intero mercato nordamericano del poliuretano ed è utilizzata principalmente per materassi, mobili e nell'industria automobilistica.

✦ Schiuma rigida di poliuretano
Le schiume rigide di poliuretano e poliisocianurato (polyiso) creano una delle isolazioni più popolari, energeticamente efficienti e versatili al mondo. Queste schiume possono ridurre significativamente i costi energetici, rendendo gli edifici commerciali e residenziali più efficienti e confortevoli. Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, riscaldamento e raffreddamento rappresentano circa il 56 percento del consumo energetico in una tipica casa americana, costituendo la voce di spesa energetica maggiore per la maggior parte delle abitazioni. Per mantenere una temperatura uniforme e ridurre i livelli di rumore nelle case e negli edifici commerciali, gli operatori del settore edile ricorrono alle schiume rigide di poliuretano e poliisocianurato. Queste schiume sono materiali isolanti efficaci che possono essere utilizzati nell'isolamento di tetti e pareti, finestre isolate, porte e sigillanti per barriere contro l'aria.

✦ Rivestimenti, Adesivi, Sigillanti ed Elastomeri (CASE)
I poliuretani trovano impiego nel mercato dei rivestimenti, adesivi, sigillanti ed elastomeri (CASE), offrendo un ampio e crescente spettro di applicazioni e vantaggi. I rivestimenti a base di poliuretano possono migliorare l'aspetto di un prodotto e prolungarne la durata. Gli adesivi in poliuretano offrono vantaggi in termini di resistenza del legame, mentre i sigillanti in poliuretano garantiscono sigilli più stretti. Gli elastomeri in poliuretano possono essere modellati praticamente in qualsiasi forma, sono più leggeri dei metalli, offrono un'elevata capacità di recupero dopo lo stress e possono resistere a molti fattori ambientali.

✦ Poliuretano termoplastico (TPU)
Il poliuretano termoplastico (TPU) offre una miriade di combinazioni di proprietà fisiche e applicazioni di lavorazione. È altamente elastico, flessibile e resistente all'abrasione, agli urti e alle intemperie. I TPU possono essere colorati o prodotti con una vasta gamma di metodi e il loro utilizzo può aumentare la durata complessiva di un prodotto. Il TPU è un elastomero completamente termoplastico. Come tutti gli elastomeri termoplastici, il TPU è elastico e processabile a fusione. Inoltre, può essere lavorato su attrezzature per estrusione, stampaggio a iniezione, soffiaggio e stampaggio per compressione. Può essere termoformato o rivestito in soluzione ed è adatto a una vasta gamma di metodologie di produzione. Il TPU può fornire un numero considerevole di combinazioni di proprietà fisiche, rendendolo un materiale estremamente versatile, adattabile a dozzine di utilizzi come edilizia, automobilistico e calzaturiero.

✦ Stampaggio con poliaddizione (RIM)
Paraurti per auto, pannelli per alloggiamenti elettrici e contenitori per apparecchiature informatiche e di telecomunicazione sono alcuni dei componenti prodotti con poliuretani utilizzando la tecnologia di stampaggio a iniezione reattiva (RIM). Aggiungendo flessibilità al design, il processo RIM con poliuretano permette di produrre componenti che normalmente non verrebbero realizzati realizzabile con processi di stampaggio tradizionali, come parti con pareti spesse o sottili, interni incapsulati e anime schiumate. Oltre ad alta resistenza e ridotto peso, i componenti RIM in poliuretano possono presentare resistenza al calore, isolamento termico, stabilità dimensionale ed elevata qualità di proprietà dinamiche. Automobilistico, edilizia, elettrodomestico, arredamento, tempo libero e articoli sportivi rappresentano alcuni tra i mercati e le applicazioni che utilizzano questa tecnologia.

✦ Binders
I leganti a base di poliuretano vengono utilizzati per unire tra loro numerose tipologie di particelle e fibre. Le loro principali applicazioni si trovano nella produzione di pannelli in legno, superfici di pavimentazione in gomma o elastomero e nelle fusioni in sabbia per l'industria della fonderia. L'applicazione di maggior volume per i leganti a base di poliuretano è la fabbricazione dei pannelli Oriented Strand Board (OSB). Questi pannelli di legno vengono impiegati nell'imbottitura strutturale e nei pavimenti, nelle case prefabbricate, nelle travi e nei listelli. Il rebond per sottofondi di moquette utilizza leganti a base di poliuretano per unire tra loro scarti di schiuma, spesso costituiti da schiuma poliuretanica flessibile.

✦ Dispersioni Poliuretaniche Disperse in Acqua (PUDs)
Le dispersioni di poliuretano ad acqua (PUD) sono rivestimenti e adesivi che utilizzano l'acqua come solvente principale. Con l'aumento delle normative federali sulla quantità di composti organici volatili (VOC) e inquinanti atmosferici pericolosi (HAP) che possono essere emessi nell'atmosfera, le PUD vengono utilizzate in un numero crescente di applicazioni industriali e commerciali.

Applicazioni del poliuretano:

✦ Abbigliamento
Quando gli scienziati hanno scoperto che i poliueretani potevano essere trasformati in filamenti sottili, sono stati combinati con il nylon per produrre capi d'abbigliamento più leggeri ed elastici. Nel corso degli anni, i poliuretani sono stati migliorati e sviluppati in fibre di elastan, rivestimenti in poliuretano ed elastomeri termoplastici. Grazie agli attuali progressi nelle tecniche di lavorazione del poliuretano, i produttori possono realizzare una vasta gamma di articoli di abbigliamento in poliuretano, tra cui pelli e materiali simili alla pelle utilizzati per capi di vestiario, abbigliamento sportivo e varie tipologie di accessori.

✦ Elettrodomestici
I poliuretani rappresentano un componente importante nelle principali apparecchiature elettrodomestiche utilizzate quotidianamente dai consumatori. L'uso più comune dei poliuretani nelle apparecchiature elettrodomestiche è quello delle schiume rigide per i sistemi di isolamento termico di frigoriferi e congelatori. La schiuma rigida in poliuretano è un materiale essenziale ed economico, utilizzabile per soddisfare i requisiti energetici richiesti nei frigoriferi e congelatori per uso domestico. Le buone proprietà di isolamento termico delle schiume rigide in poliuretano derivano dalla combinazione di una struttura a celle fini e chiuse e dai gas presenti nelle celle che resistono al trasferimento di calore.

✦ Automobilistico
I poliuretani vengono utilizzati in tutta l'auto. Oltre alla schiuma che rende comodi i sedili delle auto, i paraurti, le sezioni interne del tetto, la carrozzeria, gli spoiler, le porte e le finestre utilizzano tutti poliuretani. I poliuretani permettono inoltre ai produttori di offrire ai conducenti e ai passeggeri un'autonomia significativamente maggiore riducendo il peso e aumentando l'economia di carburante, il comfort, la resistenza alla corrosione, l'isolamento e l'assorbimento del suono.

✦ Edilizia e costruzione
Le case moderne richiedono materiali ad alte prestazioni che siano resistenti, ma leggeri; che offrano buone prestazioni, ma siano facili da installare; e che siano durevoli, pur rimanendo versatili. Il poliuretano contribuisce a conservare le risorse naturali e a preservare l'ambiente riducendo il consumo energetico. Grazie al suo eccellente rapporto tra resistenza e peso, alle proprietà isolanti, alla durabilità e alla versatilità, il poliuretano viene frequentemente utilizzato in applicazioni edilizie. La convenienza di questi materiali versatili e il comfort che offrono ai proprietari di case hanno reso i componenti in poliuretano parte integrante delle abitazioni in tutto il mondo. Il poliuretano è utilizzato in ogni parte della casa. Per i pavimenti, l’imbottitura in schiuma flessibile ammortizza la moquette. Sui tetti, rivestimenti plastici riflettenti posti sopra la schiuma di poliuretano possono deviare la luce solare e il calore, contribuendo a mantenere la casa fresca e a ridurre il consumo di energia. I materiali edili in poliuretano aggiungono flessibilità progettuale alle nuove costruzioni e ai progetti di ristrutturazione. I pannelli con anima in schiuma offrono una vasta gamma di colori e profili per pareti e tetti, mentre le porte d’ingresso e le porte del garage con anima in schiuma sono disponibili in diverse finiture e stili.

✦ Legno Composito
I poliuretani svolgono un ruolo fondamentale nei materiali moderni, come il legno composito. I leganti a base di poliuretano vengono utilizzati nei prodotti in legno composito per incollare in modo permanente i materiali organici e formare pannelli OSB (Oriented Strand Board), MDF (Medium-Density Fiberboard), truciolare lungo, legname laminato con venature e persino pannelli di paglia e truciolato.

✦ Elettronica
Spesso indicati come "composti per la stagnatura", i poliuretani non schiumogeni vengono frequentemente utilizzati nell'industria elettrica ed elettronica per incapsulare, sigillare e isolare componenti microelettronici fragili e sensibili alla pressione, cavi sottomarini e schede a circuito stampato. I composti in poliuretano per la stagnatura vengono formulati appositamente dagli sviluppatori per soddisfare una vasta gamma di proprietà fisiche, termiche ed elettriche. Possono proteggere l'elettronica fornendo ottime proprietà dielettriche e adesive, oltre a un'eccezionale resistenza ai solventi, all'acqua e alle temperature estreme.

✦ Pavimenti
Sia come sottofondo in schiuma che come rivestimento superficiale, i poliuretani possono rendere i pavimenti su cui camminiamo ogni giorno più resistenti, più facili da mantenere e più esteticamente piacevoli. L'utilizzo di schiuma di poliuretano flessibile come sottofondo per tappeti in applicazioni residenziali o commerciali può aumentare significativamente la durata del tappeto, proteggerne l'aspetto, offrire maggiore comfort e supporto e ridurre il rumore ambientale. I poliuretani vengono utilizzati anche per il rivestimento di pavimenti, sia in legno e parquet che in cemento. Questa finitura protettiva è resistente all'abrasione e ai solventi ed è facile da pulire e mantenere. Grazie a una finitura in poliuretano, un nuovo pavimento in legno, parquet o cemento sarà più resistente e durerà più a lungo; un pavimento vecchio, invece, può essere restaurato e apparire come nuovo.

✦ Arredi
Il poliuretano, prevalentemente in forma di schiuma flessibile, è uno dei materiali più utilizzati nell'arredamento domestico, come mobili, materassi e sottofondi per moquette. Come materiale imbottito per mobili rivestiti, la schiuma di poliuretano flessibile contribuisce a rendere i mobili più durevoli, comodi e supportivi.

✦ Marittimo
Milioni di americani praticano la nautica ogni anno. Parte del successo duraturo della nautica è dovuta ai miglioramenti nella tecnologia nautica, a cui i materiali a base di poliuretano contribuiscono in modo significativo. Le resine epossidiche in poliuretano sigillano gli scafi delle imbarcazioni dall'acqua, dalle intemperie, dalla corrosione e da altri elementi che aumentano la resistenza idrodinamica, ne compromettono l'idrodinamicità e riducono la durabilità. Oggi chi va per mare può godere di comodità simili a quelle domestiche, anche grazie alla schiuma flessibile in poliuretano. Inoltre, la schiuma rigida in poliuretano isola le imbarcazioni da rumore ed estremi termici, offre resistenza all'abrasione e alle lacerazioni e aumenta la capacità portante, aggiungendo un peso minimo. Il poliuretano termoplastico si rivela altresì ottimo per l'industria marittima. Si tratta di un materiale elastico, durevole e facilmente lavorabile, adatto per rivestimenti di cavi elettrici, tubazioni motore, cinghie di trasmissione, tubi idraulici e guarnizioni, nonché per profili e modanature navali.

✦ Medico
I poliuretani sono comunemente utilizzati in numerose applicazioni mediche, tra cui tubazioni per cateteri e uso generale, letti ospedalieri, teli chirurgici, medicazioni per ferite e una varietà di dispositivi prodotti mediante stampaggio ad iniezione. Il loro utilizzo più comune è negli impianti a breve termine. L'impiego dei poliuretani nelle applicazioni mediche può risultare più economico e garantire maggiore durata e resistenza.

✦ Imballaggio
La schiuma per imballaggi in poliuretano (PPF) può offrire un'imbottitura personalizzata più economica che protegge in modo unico e sicuro gli oggetti che devono rimanere saldamente al loro posto durante il trasporto. La PPF è ampiamente utilizzata per proteggere e trasportare in tutta sicurezza molti tipi di articoli, come apparecchiature elettroniche e diagnostiche mediche, cristalleria delicata e grandi componenti industriali. Soluzione versatile da realizzare sul posto per molteplici sfide nell'imballaggio, la PPF permette di risparmiare tempo e può essere più conveniente grazie alla possibilità di fornire contenitori su misura per ogni spedizione.