Polyurethaan

Wat is polyurethaan? Parameters, eigenschappen en mogelijkheden.

Polyurethanen (PU of PUR) behoren momenteel tot de meest populaire en meest gebruikte polymeren ter wereld. Ze hebben een vrijwel onbeperkt scala aan toepassingen, waardoor ze een integraal onderdeel van het moderne leven vormen. Ze worden gebruikt bij de productie van zowel consumenten- als industriële goederen.

Ze komen vooral voor in de vorm van polyurethaanschuim, verkregen als resultaat van de reactie van multifunctionele isocyanaten met polyolen (waaronder polyetherpolyolen) en vele hulpstoffen. Dankzij deze diversiteit zijn de mogelijkheden voor hun synthese alleen beperkt door de verbeelding.

Vergeleken met polyamiden zijn ze beter smeltbaar, wat de verwerking vergemakkelijkt. Ze hebben echter ook een lagere mechanische weerstand. Door deze eigenschappen worden ze vaak gebruikt bij de productie van spandexvezels (bijvoorbeeld Lycra, elastaan).

Hoe worden ze gemaakt? Geschiedenis en moderne productie.

Polyurethanen worden gevormd als gevolg van een additiepolymerisatiereactie tussen multifunctionele isocyanaten (component B) en polyolen (component A), die afkomstig zijn van ruwe olie. Wanneer de twee componenten worden gemengd, begint een chemische reactie die resulteert in de vorming van polyurethanen, meestal in de vorm van schuim. Belangrijk is dat de polyolcomponent in de geavanceerde formulering zorgvuldig geselecteerde hulpstoffen bevat, waaronder katalysatoren, blaasmiddelen (poroforen), stabilisatoren en oppervlakteactieve stoffen.

Hun structuur wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een urethaangroep [ -O-CO-NH-] in de hoofdketen.

Door enkele van de bovengenoemde componenten te vervangen, hun concentratie aan te passen of de verhouding van component A tot component B in het mengsel te wijzigen, is het mogelijk de fysisch-mechanische eigenschappen van het resulterende polyurethaan nauwkeurig te controleren. Hierdoor kan een materiaal met variërende stijfheid, flexibiliteit of sterkte worden verkregen.

Deze verbindingen werden voor het eerst verkregen in 1937 als resultaat van wetenschappelijk werk door de Duitse chemicus Bayer en zijn onderzoeksteam. Zelfs toen al werden ze enorm populair in de industrie. Dit is echter vooral de afgelopen twintig jaar duidelijk geworden.

Het productieproces van polyurethaan maakt de productie van een relatief licht materiaal mogelijk, waardoor het gemakkelijker te verwerken en vervolgens te transformeren en aan te passen is aan de uiteindelijke toepassing zonder grote financiële investeringen. Met de juiste additieven onderscheidt polyurethaan zich bovendien door zijn hoge hardheid en weerstand tegen beschadiging.

Vormen en eigenschappen van polyurethanen

Afhankelijk van de keuze van de basisgrondstoffen en additieven die bij de productie van polyurethaan worden gebruikt, neemt het de vorm aan van schuim in verschillende aggregatiestadia of een vaste vorm. Dit beïnvloedt ook de uiteindelijke vorm van producten waarin we polyurethanen aantreffen, zoals polyurethaanschuim, harsen, vezels, lijmen, verschillende soorten coatings of urethaanelastomeren.

Polyurethaanproducten kenmerken zich onder andere door een goede elasticiteit (zelfs bij een hoge hardheid), een uitzonderlijke weerstand tegen slijtage en scheuren, en weerstand tegen vetten, oliën en ultraviolette (UV) straling. Bovendien zijn ze relatief eenvoudig (met behoud van een hoge efficiëntie) industrieel te verwerken.

Tegelijkertijd verslechteren afgewerkte PUR-producten niet bij intensief gebruik. Daarom worden ze steeds vaker gebruikt als vervanging voor producten van rubber, hout, metaal of keramiek. Dit draagt ​​positief bij aan een aanzienlijke vermindering van het totale gewicht van afgewerkte producten.

De praktische toepassing van polyurethanen. Waar worden ze voor gebruikt?

Door hun uiteenlopende eigenschappen hebben polyurethanen de reputatie verworven van een unieke groep polymeren die worden gebruikt in allerlei sectoren, zoals transport, de bouw, de meubelindustrie en de mijnbouw.

Ze worden ook veelvuldig gebruikt in het dagelijks leven, bijvoorbeeld thuis, in de auto, in sportartikelen en zelfs in kleding.

Polyurethaan biedt ook een scala aan innovatieve oplossingen voor de industrie. Het isoleert niet alleen effectief productietanks en pijpleidingen, maar verbindt en dicht ook verbindingen op productielijnen af.

Polyurethaanschuim wordt ook gebruikt bij de productie van onderdelen voor auto’s en andere voertuigen. Stuurwielen, versnellingspookjes en dashboards worden vaak van polyurethaan gemaakt. Polyurethaan werkt ook goed als schokabsorberend materiaal – onder spatborden of als geluidsisolatie in hemelbekleding. Mensen die rijcomfort belangrijk vinden, moeten weten dat flexibel polyurethaanschuim ook wordt gebruikt in autostoelen.

Polyurethaancoatings worden ook veel gebruikt in de transportsector. In de sport- en recreatie-industrie wordt integraal polyurethaanschuim gebruikt bij de productie van fietszadels, handvatten, matrassen en schoenzolen.

In de geneeskunde worden materialen op basis van polyurethaan gebruikt bij de productie van operatietafels en onderdelen voor rolstoelen, terwijl polyurethaan in de mijnbouw een van de meest duurzame bindmiddelen is. Polyurethaan wordt ook veel gebruikt in de meubelindustrie, bijvoorbeeld bij de productie van matrassen en gestoffeerde meubels.

Polyurethanen worden gebruikt in de bekleding van stoelen op luchthavens, in vliegtuigen, treinen, bussen en fietsen. Daarnaast worden ook producten zoals veelkleurige bad- en afwassponzen, en schuim voor het afdichten van ramen en deuren, van polyurethaan gemaakt.

PUR-stoffen als thermische isolatiematerialen

Van de genoemde toepassingen verdienen de populaire PUR-schuimen speciale aandacht. Ze staan ​​vooral bekend als universele thermische isolatiematerialen die gebruikt kunnen worden om diverse soorten oppervlakken te isoleren.

Binnen het brede scala aan producten dat op de markt verkrijgbaar is, maken we onderscheid tussen open-cellige en gesloten-cellige polyurethaanschuimen. Deze onderverdeling is gebaseerd op verschillen in eigenschappen die van invloed zijn op het uiteindelijke gebruik van deze materialen.

Bij de keuze voor de juiste oplossing moeten we rekening houden met het te isoleren oppervlak, de staat ervan en de aanwezigheid van vocht. Ook parameters zoals hechting, aanbrengsnelheid en ruimtebesparing ten opzichte van andere materialen kunnen een rol spelen.

We moeten ook niet vergeten de juiste isolatietechnologie te kiezen. Een van de systemen die de laatste jaren aan populariteit heeft gewonnen, is spuitisolatie. Het is de moeite waard om voor polyurethaanschuim te kiezen, omdat dit van alle beschikbare systemen de meest effectieve warmte-isolator is.

Polyurethaan heeft zeer goede thermische en akoestische isolatie-eigenschappen, wat zorgt voor uitstekend thermisch comfort en bescherming biedt tegen ongewenst geluid.

Het gebruik van polyurethaan in de industrie

Er wordt steeds vaker gesproken over de mogelijkheid dat polyurethaan, vanwege zijn unieke eigenschappen en toenemende toepassingsmogelijkheden, de belangrijkste grondstof voor veel industrieën zou kunnen worden. Het is nu al vaak een goed alternatief voor metalen, rubber, keramiek, hout en beton. Ook de unieke vormen, zoals het veelgebruikte schuim, mogen we niet vergeten.

Waarom is het de moeite waard? Voordelen van materialen op basis van polyurethaan.

Polyurethaanproducten onderscheiden zich onder andere door een goede elasticiteit (zelfs bij een hoge hardheid), een unieke weerstand tegen slijtage en scheuren, en weerstand tegen vetten, oliën en ultraviolette (UV) straling. Bovendien zijn ze relatief eenvoudig (met behoud van hoge prestaties) industrieel te verwerken.

Tegelijkertijd raken afgewerkte PUR-producten niet beschadigd bij intensief gebruik. Daardoor worden ze steeds vaker gebruikt als vervanging voor producten van rubber, hout, metaal of keramiek. Dit heeft een positief effect op de aanzienlijke vermindering van het totale gewicht van de afgewerkte producten.

Chemische grondstoffen geproduceerd uit polyurethanen. Wat biedt PCC?

Om aan de verwachtingen van de klant te voldoen, biedt de PCC Group een reeks gespecialiseerde producten voor de productie van polyurethaansystemen.

Ons uitgebreide en voortdurend groeiende portfolio aan chemische grondstoffen omvat polyetherpolyolen (diolen, triolen), suikerpolyolen, Mannich-polyolen, sorbitolpolyolen en polymeerpolyolen. Daarnaast zijn er ook talrijke additieven, waaronder verknopingsmiddelen, emulgatoren en vlamvertragers. Deze laatste zijn met name belangrijk omdat ze de ontvlambaarheid van polyurethaanschuim effectief verminderen en een optimale balans mogelijk maken tussen verminderde ontvlambaarheid en mechanische eigenschappen.

Een belangrijk onderdeel van het productaanbod van de PCC Group (een fabrikant van polyurethaan) bestaat uit kant-en-klare één- en tweecomponenten polyurethaansystemen die worden gebruikt voor de productie van de eerder genoemde soorten schuim, lijmen en kitten.

Systemen voor de productie van halfstijve en stijve polyurethaanschuimen nemen ook een belangrijke positie in. Ze worden bijvoorbeeld veelvuldig gebruikt als thermische isolatie, akoestische isolatie (PUR, PIR-isolatie), in systemen die worden toegepast in de bouwmaterialenindustrie (coatings, lijmen, kitten en elastomeren), en zelfs voor de productie van flexibele en integrale polyurethaancomponenten.

Bent u op zoek naar polyurethanen (PUR) voor industriële toepassingen?

De PCC Group levert hoogwaardige chemicaliën voor een breed scala aan industrieën. Van de productie van lijmen en kitten, via bouwisolatie, tot oplossingen voor de auto- en meubelindustrie. Onze producten voldoen aan strenge kwaliteitsnormen. Neem contact op met ons team van experts om de optimale oplossing te vinden.