Polyurethaan

Wat is polyurethaan?

Polyurethanen, aangeduid met de afkorting PUR of PU, zijn polymeren die ontstaan door de additiepolymerisatiereactie van polyolen met multifunctionele isocyanaten. Dit proces gaat ook gepaard met verbindingen en reactiekatalysatoren, bijvoorbeeld in de vorm van ijzer-, zink- of bismutzouten, maar ook met additieven in de vorm van stabilisatoren of rijsmiddelen. Hun structuur wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van de urethaangroep [ -O-CO-NH-] in de hoofdketen.

Deze verbindingen werden in 1937 verkregen dankzij het wetenschappelijk werk van Bayer, een Duitse chemicus, en zijn onderzoeksteam. Ze hebben de afgelopen twintig jaar een enorme populariteit in de industrie verworven. Polyurethanen behoren tot de groep kunststoffen, maar onderscheiden zich door karakteristieke eigenschappen die een breed scala aan toepassingen mogelijk maken. Vergeleken met polyamiden zijn ze beter smeltbaar, wat resulteert in een gemakkelijkere verwerking. Ze hebben echter ook een lagere mechanische weerstand. Deze eigenschappen maken ze vaak gebruikt voor de productie van spandexvezels (bijv. lycra, elastaan). Afhankelijk van de keuze van de basisgrondstoffen en additieven bij de productie van polyurethaan, kan het de vorm aannemen van een schuim in verschillende toestanden of een vaste stof. Dit heeft ook invloed op de uiteindelijke vorm van de producten waarin we polyurethanen kunnen vinden, bijvoorbeeld als polyurethaanschuim, harsen, vezels, lijmen, diverse coatings of urethaanelastomeren.

Het productieproces van polyurethaan resulteert in een materiaal met een relatief laag gewicht, waardoor het gemakkelijker te verwerken is en de verdere verwerking en aanpassing aan het eindgebruik geen hoge kosten met zich meebrengt. Met de juiste additieven kan polyurethaan zich bovendien kenmerken door een hoge hardheid en bestendigheid tegen beschadigingen.

Polyurethaan in het dagelijks leven – toepassingen

Door hun brede scala aan eigenschappen zijn polyurethanen bekend geworden als een unieke groep polymeren die worden gebruikt in sectoren zoals transport, bouw, meubelindustrie en mijnbouw. Tegenwoordig realiseren weinigen zich dat polyurethanen veel worden gebruikt in het dagelijks leven, onder andere in woningen, auto’s, sportartikelen en zelfs kleding. Naast polyurethaancoatings worden ook gegoten bekledingsprofielen, hardschuim voor bumpers en interieurcomponenten, zoals dashboards of hemelbekleding, gebruikt in de auto-industrie. Polyurethanen zijn te vinden in stoelen in luchthavens, vliegtuigen, treinen, bussen en fietsen. Daarnaast worden producten zoals bad- of afwassponzen in verschillende kleuren, en schuimrubber voor ramen en deuren, ook gemaakt van polyurethaan. In de bouw zijn polyurethaanblokken, sandwichpanelen, ééncomponentschuimen en spuitisolatie wijdverbreid. Polyurethaanlijmen die worden gebruikt in de mijnbouw, steengroeven en tunnelbouw, worden steeds vaker gebruikt. Elastisch polyurethaanschuim wordt gebruikt in de meubelindustrie als meubelschuim en bij de productie van matrassen, visco-elastische kussens (visco-elastisch schuim, traagschuim), in de schoenindustrie en in de textielindustrie. Ook de gezondheidszorg profiteert van oplossingen op basis van polyurethaan (bijvoorbeeld voor kunstmatige organen). Onderdelen van operatietafels en rolstoelen worden gemaakt van antistatisch polyurethaan-integraalschuim.

Van deze toepassingen verdienen populaire PUR-schuimen speciale aandacht. Ze staan met name bekend als veelzijdige thermische isolatiematerialen die gebruikt kunnen worden om allerlei oppervlakken te isoleren. Binnen het brede scala aan producten op de markt kunnen we onderscheid maken tussen polyurethaanschuimen met open en gesloten cellen. Deze indeling is te wijten aan verschillen in eigenschappen die van invloed zijn op het latere gebruik van deze materialen. Bij de keuze van het juiste materiaal moeten we rekening houden met het te isoleren oppervlak, de staat ervan en de mogelijkheid van vocht. We kunnen ons ook laten leiden door parameters zoals hechting, applicatiesnelheid en ruimtebesparing ten opzichte van het gebruik van andere materialen. We moeten ook rekening houden met de juiste isolatietechnologie. Een systeem dat de laatste jaren aan populariteit heeft gewonnen, is onder andere spuitmembraan. Het is de moeite waard om te kiezen voor polyurethaanschuimen, omdat dit de meest effectieve warmte-isolator is van alle systemen die op de markt verkrijgbaar zijn.

Het wordt steeds duidelijker dat polyurethanen de potentie hebben om een belangrijke grondstof te worden voor veel industrieën vanwege hun unieke eigenschappen en toenemende gebruik. Ze vormen vaak al een goed alternatief voor metalen, rubber, keramiek, hout of beton. Ook de unieke vormen, zoals het veelgebruikte schuim, mogen niet over het hoofd worden gezien.

De voordelen van polyurethanen

Polyurethaanproducten kenmerken zich onder andere door een goede elasticiteit (zelfs bij hoge hardheid); een unieke slijtvastheid en scheurvastheid, evenals bestendigheid tegen vet, olie en ultraviolette (UV) straling. Een bijkomend voordeel van polyurethaanmaterialen is hun relatief eenvoudige industriële verwerking, terwijl ze toch een hoge productiviteit behouden. Tegelijkertijd raken afgewerkte PUR-producten niet beschadigd bij intensief gebruik. Daarom worden ze steeds vaker gebruikt als vervanging voor rubber, hout, metaal of keramiek. Dit heeft een aanzienlijke gewichtsvermindering van de eindproducten tot gevolg.

Belangrijkste producten

Om aan de verwachtingen van klanten te voldoen, biedt de PCC Group een reeks gespecialiseerde producten voor de productie van polyurethaansystemen. Het rijke portfolio omvat polyetherpolyolen (diolen, triolen), suikerpolyolen, Mannich-polyolen, sorbitolpolyolen, polymeerpolyolen, evenals talrijke additieven, zoals crosslinkers, emulgatoren en vlamvertragers. Deze laatste verminderen effectief de ontvlambaarheid van polyurethaanschuimen en maken het mogelijk om de optimale balans te bereiken tussen een vermindering van de ontvlambaarheid en mechanische eigenschappen. Een belangrijk onderdeel van het PCC-productassortiment zijn kant-en-klare één- en tweecomponent polyurethaansystemen voor de productie van de bovengenoemde soorten schuim, lijmen of kitten. Ook systemen die ontworpen zijn voor de productie van semi-rigide en rigide polyurethaanschuimen vormen een belangrijk onderdeel van ons productassortiment. Ze worden veelvuldig toegepast als thermische isolatie, akoestische isolatie (PUR, PIR-isolatie), systemen voor CASE-toepassingen (coatings, lijmen, kitten en elastomeren) en systemen voor de productie van gegoten elastische en integraal gegoten polyurethaanprofielen.