Застосування поліуретану

Витрати на опалення та охолодження становлять приблизно 56 відсотків енергії, що використовується в середньому американському домогосподарстві, згідно з даними Міністерства енергетики США. Особливості хімічного складу дозволяють адаптувати поліуретани для вирішення складних завдань, формувати їх у незвичайні форми та покращувати промислові й споживчі товари.

Поліуретани утворюються в результаті реакції поліолу (спирту, що містить більше двох активних гідроксильних груп на молекулу) з діізоціанатом або полімерним ізоціанатом за наявності відповідних каталізаторів та добавок. Оскільки для виготовлення поліуретану можна використовувати різноманітні діізоціанати й широкий спектр поліолів, можливо отримати велику кількість матеріалів, які відповідатимуть потребам конкретних застосувань.

Типи поліуретану:

✦ Гнучкий поліуретановий пінополімер
М’яка поліуретанова піна використовується як амортизаційний матеріал для різноманітних побутових і промислових продуктів, у тому числі для ліжок, меблів, салонів автомобілів, підкладок для килимів і упаковки. М’яку піну можна виготовити майже будь-якої форми й ступеня жорсткості. Вона є легкою, міцною, підтримуючою та комфортною. М’яка поліуретанова піна становить приблизно 30 відсотків усього ринку поліуретану в Північній Америці й в основному використовується для виробництва матрасів, меблів та в автомобільній промисловості.

✦ Вигідна поліуретанова пінмастика
Жорсткі пінополіуретанові та поліізоціануратні (поліізо) піни створюють один з найпопулярніших, енергоефективних та універсальних ізоляційних матеріалів у світі. Ці піни можуть суттєво знизити витрати на енергію, роблячи комерційні та житлові будинки більш ефективними й комфортними. За даними Міністерства енергетики США, опалення та охолодження забезпечують приблизно 56 відсотків споживання енергії в типовому американському домогосподарстві, що робить це найбільшою статтею витрат на енергію для більшості домівок. Щоб підтримувати однакову температуру та зменшити рівень шуму в житлових і комерційних приміщеннях, забудовники вдаються до використання жорстких пінополіуретанових та поліізоціануратних пін. Ці піни є ефективними теплоізоляційними матеріалами, які можна використовувати для утеплення дахів та стін, виготовлення вікон з термічним розривом, дверей і герметиків повітряного бар'єру.

✦ Покриття, клеї, герметики та еластомери (CASE)
Використання поліуретанів на ринку покрить, клеїв, герметиків та еластомерів (CASE) пропонує широкий і зростаючий спектр застосувань і переваг. Покриття з поліуретану можуть підкреслювати зовнішній вигляд продукту та подовжувати термін його служби. Клеї з поліуретану забезпечують міцне зчеплення, тим часом як поліуретанові герметики забезпечують щільніше ущільнення. Еластомери з поліуретану можна формувати у майже будь-яку форму, вони легші за метал, мають краще відновлення після деформації та можуть бути стійкими до багатьох зовнішніх факторів.

✦ Термопластичний поліуретан (TPU)
Термопластичний поліуретан (TPU) пропонує безліч комбінацій фізичних властивостей і сфер застосування. Він дуже еластичний, гнучкий та стійкий до зношення, ударів і погодних умов. TPU можна фарбувати або виготовляти різноманітними способами, а його використання може значно підвищити загальну міцність продукту. TPU є еластомером, який повністю термопластичний. Як і всі термопластичні еластомери, TPU має еластичність і можливість переробки шляхом плавлення. Крім того, його можна обробляти на екструзійному, литтєвому, видувному та пресувальному обладнанні. Матеріал можна формувати у вакуумі або наносити покриття розчином, що робить його добре придатним для широкого спектру технологій виготовлення. TPU може забезпечити значну кількість комбінацій фізичних властивостей, що робить його надзвичайно гнучким матеріалом, який можна адаптувати для десятків сфер застосування, таких як будівництво, автомобільна промисловість та виробництво взуття.

✦ Реакційне лиття під тиском (RIM)
Бампери автомобілів, електричні панелі корпусів та комп'ютерне й телекомунікаційне обладнання є деякими із деталей, виготовлених із поліуретанів методом лиття реакційної формувальної маси (RIM). Надаючи гнучкість у проектуванні, процес RIM з поліуретаном дозволяє виготовляти деталі, які зазвичай не можна отримати можливо за допомогою типових процесів лиття під тиском, такі як товстостінні та тонкостінні деталі, капсульовані внутрішні частини й пористі серцевини. Крім високої міцності та малої ваги, деталі RIM із поліуретану можуть мати стійкість до високих температур, теплову ізоляцію, розмірну стабільність і високий рівень динамічних характеристик. Автомобільна промисловість, будівництво, побутова техніка, меблі, а також товари для дозвілля та спорту — це лише деякі з ринків і застосувань технології RIM.

✦ Binders
Поліуретанові зв'язувальні речовини використовуються для скріплення багатьох типів частинок і волокон між собою. Основні сфери їхнього застосування — це виробництво деревоплитних матеріалів, гумових або еластомерних підлогових покриттів та піскових форм для лиття у металургійній промисловості. Найбільш об'ємним застосуванням поліуретанових зв'язувальних речовин є виготовлення орієнтованих плит OSB (Oriented Strand Board). Ці дерев'яні панелі використовуються при виготовленні конструкційних обшивок і підлог, у будівництві модульних будинків, балок і прогонів, а також у виробництві торгових панелей. У виробництві підложки для килимів методом повторного склеювання (rebound) поліуретанові зв'язувальні речовини використовують для скріплення шматків поролону, які часто являють собою гнучкий поліуретановий пінопласт.

✦ Водні дисперсії поліуретану (PUDs)
Водні поліуретанові дисперсії (PUD) — це покриття та клеї, у яких вода є основним розчинником. З посиленням федеральних норм щодо кількості летких органічних сполук (VOC) і небезпечних забруднювачів повітря (HAP), що викидаються в атмосферу, PUD використовують у більшій кількості промислових і комерційних застосувань.

Застосування поліуретану:

✦ Одяг
Коли вчені виявили, що поліуретани можна перетворити на тонкі нитки, їх почали поєднувати з нейлоном для виготовлення легших і еластичніших одягів. Протягом років поліуретани удосконалювали й розвивали до виробництва еластанових волокон, поліуретанових покриттів і термопластичних еластомерів. Благодячучи сучасним досягненням у технологіях поліуретану, виробники можуть створювати широкий асортимент поліуретанового одягу, штучних шкір і замінників шкіри, що використовуються для виготовлення одягу, спортивного одягу та різноманітних аксесуарів.

✦ Прилади
Поліуретани є важливою складовою великих побутових приладів, якими споживачі користуються щодня. Найпоширеніше застосування поліуретанів у великих побутових приладах — це жорсткі пінопластові матеріали для систем термоізоляції холодильників та морозильників. Жорсткий пінополіуретан є необхідним і економічно вигідним матеріалом, який можна використовувати для досягнення необхідних енергетичних характеристик у споживчих холодильниках та морозильниках. Високі теплозберігаючі властивості жорстких пінополіуретанів зумовлені поєднанням дрібної структури замкнутих пор і газів у порах, які чинять опір передачі тепла.

✦ Автомобільна промисловість
Поліуретани використовуються в усіх частинах автомобіля. Крім піни, яка забезпечує комфорт сидінь автомобіля, поліуретани застосовують у бамперах, внутрішніх стелях, кузові автомобіля, спойлерах, дверях і вікнах. Поліуретан також дозволяє виробникам значно збільшити «пробіг» автомобіля за рахунок зменшення ваги та підвищення паливної ефективності, комфорту, стійкості до корозії, тепло- та звукоізоляції.

✦ Будівництво та будівельна галузь
Сучасні будинки вимагають високоякісних матеріалів, які є міцними, але легкими; ефективними у виконанні, але простими в установці; довговічними, але багатофункціональними. Поліуретан допомагає зберігати природні ресурси та захищає навколишнє середовище, зменшуючи споживання енергії. Завдяки чудливому співвідношенню міцності до ваги, властивостям теплоізоляції, тривкості й універсальності, поліуретан широко використовується в будівництві. Як доступна вартість цих багатофункціональних матеріалів, так і комфорт, який вони надають власникам будинків, зробили компоненти з поліуретану невід'ємною частиною домів по всьому світу. Поліуретан використовується в будь-якому кутку будинку. У підлозі гнучка пінопластова підкладка створює комфорт для вашого килима. На даху відбивні пластикові покриття на основі поліуретанової піни відображають сонячне світло та тепло, допомагаючи утримувати прохолоду в будинку та зменшуючи споживання енергії. Будівельні матеріали із поліуретану додають гнучкості у проектуванні нових будинків та реконструкції. Панелі з пінопластовим шаром пропонують широкий вибір кольорів і форм для стін і дахів, а також входні й гаражні двері з пінопластовим наповнювачем доступні в різних кольорах і стилях.

✦ Композитне дерево
Поліуретани відіграють важливу роль у сучасних матеріалах, таких як композитне дерево. Поліуретанові зв'язувальні речовини використовуються в продуктах із композитного дерева для тривалого склеювання органічних матеріалів у плитах із орієнтованими стружками, середньощільних плитах, довгостволовому пиломатеріалі, шаруватому клеєному пиломатеріалі, а також у солом’яних плитах і ДСП.

✦ Електроніка
Їх часто називають «компаунди для заливки», не пінні поліуретани широко використовуються в електричній та електронній промисловості для герметизації, ущільнення й ізоляції крихких, чутливих до тиску мікроелектронних компонентів, підводних кабелів і друкованих плат. Поліуретанові компаунди спеціально розроблені для відповідності різноманітному діапазону фізичних, теплових і електричних властивостей. Вони можуть захищати електроніку, забезпечуючи виняткові діелектричні та адгезійні властивості, а також стійкість до розчинників, води й екстремальних температур.

✦ Покриття підлогами
Як пінопідкладка або верхнє покриття, поліуретани можуть зробити підлоги, якими ми користуємося щодня, більш стійкими, простішими у догляді та естетичнішими. Використання гнучкої піни поліуретанової в якості підкладки для килимів у житлових або комерційних приміщеннях суттєво подовжує термін служби килима, захищає його зовнішній вигляд, забезпечує додатковий комфорт і підтримку, а також зменшує рівень фонового шуму. Поліуретани також використовуються для покриття підлог — від дерев'яних і паркетних до цементних. Це захисне фінішне покриття стійке до абразивного зношення та розчинників, легко очищується та не потребує складного догляду. Завдяки фінішному покриттю з поліуретану нова дерев'яна, паркетна або цементна підлога довше зберігає свій вигляд, а стару підлогу можна оновити, щоб вона знову виглядала як нова.

✦ Меблі
Поліуретан, переважно у формі гнучкої піни, є одним із найпопулярніших матеріалів, які використовуються в побутовому інтер'єрі, зокрема меблів, постільних прядив та підкладок для килимів. Як амортизаційний матеріал для обитих меблів, гнучка поліуретанова піна допомагає зробити меблі більш довговічними, комфортними й підтримувальними.

✦ Морський
Мільйони американців щороку насолоджуються водним спортом. Однією з причин того, що він залишається популярним, є удосконалення технологій судноплавства, у яких важливу роль відіграють матеріали на основі поліуретану. Епоксидні смоли поліуретану захищають корпуси човнів від води, погодних умов, корозії та інших факторів, що збільшують опір, погіршують гідродинамічні характеристики й зменшують довговічність. Сьогодні на воді можна мати домашній комфорт, завдяки еластичній поліуретановій піні. Крім того, жорстка поліуретанова піна ізолює човни від шуму й різких перепадів температури, забезпечує стійкість до зношення й розривів, а також підвищує вантажопідйомність без значного додавання ваги. Термопластичний поліуретан також чудово підходить для використання в морській промисловості. Це еластичний, міцний і добре оброблюваний матеріал, який добре підходить для покриття кабелів і проводів, трубок двигунів, привідних ременів, гідравлічних шлангів і ущільнювачів, а навіть для формування корпусів кораблів.

✦ Медицина
Поліуретани широко використовуються в медицині, зокрема для виготовлення катетерів та трубок загального призначення, ліжок у лікарнях, хірургічних покривал, перев'язувальних матеріалів та різноманітних виробів, виготовлених методом лиття під тиском. Найпоширеніше їх застосування — це короткочасні імплантати. Використання поліуретанів у медичних цілях може бути економічно вигіднішим, забезпечуючи більшу довговічність та міцність.

✦ Опаковка
Поліуретанова упаковочна піна (PPF) забезпечує економічно вигідне, формозберігаюче амортизаційне заповнення, яке надійно захищає предмети, які мають залишатися на місці під час транспортування. PPF широко використовується для безпечного зберігання та перевезення багатьох товарів, таких як електронне та медичне діагностичне обладнання, делікатний посуд і великі промислові деталі. Це універсальний розв’язок для вирішення багатьох упаковувальних завдань прямо на місці, який дозволяє заощадити час і кошти, забезпечуючи контейнер, який точно відповідає кожній партії вантажу.