Poliuretanske aplikacije

Stroški ogrevanja in hlajenja predstavljajo okoli 56 odstotkov energije, porabljene v povprečni ameriški hiši, kar je bilo ugotovljeno s strani ameriškega ministrstva za energijo. Zaradi svoje kemijske narave se lahko poliuretani prilagodijo za reševanje zahtevnih problemov, jih oblikuje v neobičajne oblike ter izboljšajo industrijske in potrošniške izdelke.

Poliuretani nastanejo z reakcijo med poliolom (alkoholom z več kot dvema reaktivnima hidroksilnima skupinama na molekulo) in diizocianatom ali polimeriziranim izocianatom v prisotnosti primernih katalizatorjev in aditivov. Ker je mogoče uporabiti različne diizocianate in široko razpon različnih poliolov, je možno proizvesti veliko število materialov, ki ustrezajo potrebam določenih aplikacij.

Vrste poliuretana:

✦ Elastična poliuretanska pena
Gibka poliuretanska pena se uporablja kot blazinica za različne potrošniške in komercialne izdelke, vključno s postelnino, pohištvo, notranjostmi avtomobilov, podnožji za preproge in embalažo. Gibko peno je mogoče izdelati v skoraj vsaki obliki in trdnosti. Je lahka, vzdržljiva, podporna in udobna. Gibka poliuretanska pena predstavlja približno 30 odstotkov celotnega severnoameriškega trga poliuretana in se predvsem uporablja za postelnino, pohištvo ter v avtomobilski industriji.

✦ Trda poliuretanska pena
Trd poliuretanska in poliizocianuratna (polyiso) pena ustvarjata eno najbolj priljubljenih, energetsko učinkovitih in vsestranskih izolacij na svetu. Te pene lahko znatno zmanjšajo stroške energije, hkrati pa naredijo komercialne in stanovanjske objekte učinkovitejše in udobnejše. Glede na ameriško ministrstvo za energijo ogrevanje in hlajenje predstavljata okoli 56 odstotkov porabe energije v tipični ameriški hiši, kar jih dela največjo energetsko izdajo za večino domov. Da bi ohranjali enakomerno temperaturo in zmanjšali hrupnost v domovih ter komercialnih objektih, gradbeniki uporabljajo trdo poliuretansko in poliizocianuratno peno. To so učinkoviti izolacijski materiali, ki se uporabljajo pri izolaciji streh in sten, toplotno izoliranih oken, vrat ter tesnilnih sredstvih za zračno neprepustnost.

✦ Premazi, lepila, tesnila in elastomeri (CASE)
Uporaba poliuretanov na trgu za premaze, lepila, tesnila in elastomere (CASE) ponuja širok in naraščajoč spektar uporab in prednosti. Poliuretanski premazi lahko izboljšajo videz izdelka in podaljšajo njegovo življenjsko dobo. Poliuretanska lepila zagotavljajo močne lepilne prednosti, medtem ko poliuretanska tesnila zagotavljajo tesnejše tesnenje. Poliuretanske elastomere je mogoče oblikovati v skoraj katero koli obliko, so lažje od kovin, ponujajo odlično odpornost proti napetosti in so odporne proti mnogim okoljskim dejavnikom.

✦ Termoplastični poliuretan (TPU)
Termoplastični poliuretani (TPU) ponujajo množico kombinacij fizičnih lastnosti in tehnologij obdelave. Zelo so elastični, fleksibilni ter odporni proti obrabi, vplivom udarcev in vremena. TPU-je je mogoče pobarvati ali izdelovati z različnimi metodami, njihova uporaba pa lahko poveča splošno vzdržljivost izdelka. TPU je elastomer, ki je popolnoma termoplasten. Podobno kot vsi drugi termoplastični elastomeri so TPU-ji elastični in obdelovalni s talino. Poleg tega jih je mogoče procesirati na ekstrudirnih, brizgalnih, pihalnih in stiskalnih valjih. Lahko jih vakuumsko oblikuje ali prekrije z raztopino in so primerni za številne metode izdelave. TPU omogoča veliko število kombinacij fizičnih lastnosti, zaradi česar je zelo prilagodljiv material, ki se uporablja v gradbeništvu, avtomobilski industriji, proizvodnji obutve in v številnih drugih področjih.

✦ Reakcijsko brizganje (RIM)
Avtomobilske prednje in zadnje blatnik, električne ohišja ter plošče in ohišja za računalniško in telekomunikacijsko opremo so nekateri izdelki, ki se proizvajajo s poliuretani z uporabo tehnike reakcijskega vbrizgavanja (RIM). S tem se poveča oblikovna fleksibilnost, saj proces RIM omogoča izdelavo delov, ki jih običajno ni mogoče izdelati z realizabilno uporabo klasičnih metod vbrizgavanja, kot so debelestenne ali tankestenne izdelave, zaprte notranjosti in vplahne jedra. Poleg visoke trdnosti in nizke teže lahko izdelki iz poliuretanov hkrati kažejo odpornost proti toploti, toplotno izolacijo, dimenzijsko stabilnost ter visoko raven dinamičnih lastnosti. Med industrijskimi področji, kjer se tehnologija RIM uporablja, so avtomobilska industrija, gradbeništvo, gospodinjske naprave, pohištvo ter rekreacija in športna oprema.

✦ Vezalci
Poliuretanski veziva se uporabljajo za lepljenje številnih vrst delcev in vlaken med seboj. Njihova primarna področja uporabe so pri proizvodnji plošč iz lesa, gumene ali elastomerne talne obloge ter peskovnih ulitkov v livarniški industriji. Največja uporaba poliuretanskih veziv je pri izdelavi orientiranih trakovnih plošč (OSB). Te lesene plošče se uporabljajo pri konstrukcijskih oblogah in tleh, v gradnji hiš na tovarniški način, žarkih in tramovih ter stenskih panelih. Pri rebond preprogu za tla se uporabljajo poliuretanska veziva za lepljenje ostankov penastega materiala, ki so pogosto fleksibilna poliuretanska pena, skupaj pri njegovi proizvodnji.

✦ Vodno razpršena poliuretanska veziva (PUD)
Vodne poliuretanske disperzije (PUD) so premazi in lepila, ki za glavni topilo uporabljajo vodo. Zaradi vedno strožjih zveznih predpisov o količini hlapnih organskih spojin (VOC) in nevarnih zrakokapnih onesnaževalih (HAP), ki jih je mogoče izpuščati v atmosfero, se PUD uporablja vse več v industrijskih in komercialnih aplikacijah.

Aplikacije poliuretana:

✦ OBLEČILA
Ko so znanstveniki ugotovili, da je možno iz poliuretana izdelati fine niti, so ga kombinirali z nilonom, da so dobili lažje in elastičnejše oblačila. V letih so bili poliuretani izboljšani in razviti v elastan s filamentnimi nitmi, poliuretanski premazi ter termoplastični elastomeri. Zaradi današnjega napredka v tehnologiji poliuretana lahko proizvajalci izdelujejo široko paleto poliuretanskih oblačil, od umetnih kož in usnjev za oblačila, športno obleko in različne dodatke.

✦ Aparati
Poliuretani so pomembna sestavina velikih gospodinjskih aparatov, ki jih potrošniki uporabljajo vsak dan. Najpogostejša uporaba poliuretanov v velikih gospodinjskih aparatih je trda pena za termalne izolacijske sisteme hladilnikov in zamrzovalnikov. Trda pena iz poliuretana je osnovni in cenovno ugoden material, ki se lahko uporablja za doseganje predpisanih energetskih razredov pri hladilnikih in zamrzovalnikih za potrošnike. Dobri termalno izolacijske lastnosti trde pene iz poliuretana izvirajo iz kombinacije fine strukture zaprtih celic in plinov v celicah, ki otežujejo prenos toplote.

✦ Avtomobilska industrija
Poliuretani se uporabljajo v avtomobilih. Poleg pene, ki omogoča udobje avtomobilskim sedežem, se poliuretani uporabljajo tudi v odbojnikih, notranjih stropnih delih, karoseriji avtomobila, spojlerjih, vratih in oknih. Poliuretan omogoča proizvajalcem, da voznikom in potnikom zagotovijo znatno večje »razdalje« avtomobila, saj zmanjšuje težo ter povečuje gorivno učinkovitost, udobje, odpornost proti koroziji, izolacijo in absorpcijo zvoka.

✦ Gradbeništvo in gradnja
Današnje hiše zahtevajo visoko zmogljive materiale, ki so trdni, a hkrati lahki; dobro delujejo, a se jih zlahka namesti; in so trajni, a tudi prilagodljivi. Poliuretan pomaga ohranjati naravne vire in varovati okolje zmanjšanjem porabe energije. Zahvaljujoč se svojemu izjemnemu razmerju med trdnostjo in težo, izolacijskim lastnostim, vzdržljivosti ter prilagodljivosti, se poliuretan pogosto uporablja v gradbeništvu. Dostopnost teh prilagodljivih materialov in udobje, ki ga nudijo lastnikom hiš, sta naredila komponente iz poliuretana sestavni del domov po vsem svetu. Poliuretan se uporablja povsod v hiši. Pri tleh mehka pena zagotavlja udobno preprogo. Na strehi odsevne plastične prevleke na peni iz poliuretana odbijajo sončno svetlobo in toploto, kar pomaga pri hlajenju hiše in zmanjšanju porabe energije. Gradbene materiale iz poliuretana dodajajo oblikovalni prilagodljivosti novogradnjam in prenovitvenim projektom. Paneli s penastim jedrom ponujajo široko paleto barv in profilov za stene in strehe, medtem ko vhodna vrata in garažna vrata s penastim jedrom obstajajo v različnih končnih obdelavah in slogih.

✦ Lesni kompozit
Poliuretani imajo pomembno vlogo pri sodobnih materialih, kot je lesni kompozit. Poliuretanske veziva se uporabljajo v izdelkih iz lesnega kompozita za trajno lepljenje organskih materialov v orientirano vlakninasto ploščo, srednje gostotno vlakninasto ploščo, dolgovlaknato žago, lepljeno furnirno žago ter celo slamarne in truščeve plošče.

✦ Elektronika
Pogosto imenovani tudi »litinske spojine«, ne penasti poliuretani se pogosto uporabljajo v električni in elektronski industriji za zapravljanje, tesnjenje in izolacijo krhkih, tlakov občutljivih mikroelektronskih komponent, podvodnih kablov in tiskanih vezij. Poliuretanske litinske spojine so posebej formulirane s strani razvijalcev, da ustrezajo različnim fizikalnim, toplotnim in električnim lastnostim. Lahko varujejo elektroniko tako, da zagotavljajo odlične dielektrične in lepilne lastnosti ter izjemno odpornost proti topilom, vodi in ekstremnim temperaturam.

✦ Podlaga
Ne glede na to, ali gre za penasto podlago ali pa prevleko na površini, poliuretani lahko naredijo tla, po katerih hodimo vsak dan, bolj odporna, lažje vzdrževana in estetsko bolj prijetna. Uporaba fleksibilne poliuretanske pene kot podlage za preproge v stanovanjskih ali komercialnih prostorih znatno podaljša življenjsko dobo preprog, ohranja njihov videz, zagotavlja dodatni udobje in podporo ter zmanjša okoljski hrup. Poliuretani se uporabljajo tudi za prevleke tal, od lesenih in parketnih do betonskih. Ta zaščitna prevleka je odporna proti obrabi in topilom ter jo je enostavno čistiti in vzdrževati. Zahvaljujoč se poliuretanski zaključni prevleki, nova lesena, parketna ali betonska tla dlje časa ostajajo v dobrem stanju, starejša tla pa lahko ponovno pridobijo videz novih.

✦ Nameštitev
Poliuretan, predvsem v obliki mehke pene, je eden najbolj priljubljenih materialov, uporabljenih v notranji opremi, kot so pohištvo, posteljnine in podnožje za preproge. Kot amortizacijski material za čezpletano pohištvo mehka poliuretanska pena pripomore k temu, da je pohištvo bolj trpežno, udobno in nosilno.

✦ Pomorski
Milijoni Američanov uživajo v čolnarjenju vsako leto. Del razloga za trajno priljubljenost čolnarjenja so izboljšave v tehnologiji čolnov, kjer poliuretanski materiali igrajo pomembno vlogo. Poliuretan epoksi smole tesnijo trupove čolnov pred vodo, vremenskimi vplivi, korozijo in zunanjimi dejavniki, ki povečujejo upor, vplivajo na hidrodinamiko in zmanjšujejo vzdržljivost. Dandanes lahko čolnarji na vodi uživajo v udobjih doma, deloma zaradi elastomernega poliuretanskega penila. Poleg tega trdo poliuretansko penilo izolira čolne pred hrupom in ekstremnimi temperaturami, zagotavlja odpornost proti obrabi in poškodbam ter poveča nosilnost pri minimalni teži. Termoplastični poliuretan je prav tako odličen za uporabo v pomorski industriji. Je elastičen, obstojen in enostavno obdelovalen material, primeren za prevleke kablov in žic, cevi motorjev, pogonske trakove, hidravlične cevi in tesnila ter celo ladjedelne profile.

✦ Medicinski
Poliuretani se pogosto uporabljajo v številnih medicinskih aplikacijah, vključno s kateterji in cevmi za splošno uporabo, bolnišničnimi posteljami, operacijskimi preprogami, prevezi za poškodbe in različnimi injekcijsko oblikovanimi napravami. Njihova najpogostejša uporaba je pri kratkoročnih implantatih. Uporaba poliuretanov v medicinskih aplikacijah je lahko cenovno ugodnejša ter omogoča večjo trajnost in odpornost.

✦ Embalaza
Poliuretanska embalažna pena (PPF) lahko zagotovi cenovno ugodnejše in prilagojeno blazinjenje, ki edinstveno in varno zaščiti predmete, ki morajo med prevozom ostati na varnem mestu. PPF se pogosto uporablja za varno zaščito in prevoz številnih izdelkov, kot so elektronska in medicinska diagnostična oprema, krhka laboratorijska posoda in veliki industrijski deli. Kot prilagodljiva rešitev na mestu je PPF lahko prihrani čas in zmanjša stroške tako, da zagotavlja prilagojeni kontejner za vsako pošiljko.