Wypełnienie materacy, poduszek czy siedzeń samochodowych jest decydującym czynnikiem w poczuciu komfortu użytkowania, a także kluczem do zdrowej regeneracji. Codzienna wygoda i ergonomiczne wsparcie jest w dużej mierze zasługą surowca wykorzystanego podczas produkcji. Obecnie rynek oferuje szeroki asortyment, a największą popularnością cieszą pianki poliuretanowe (PUR).
Elastyczne pianki poliuretanowe to materiał, z którego powstaje większość materacy oraz wypełnień. Znane ze swojej lekkiej konstrukcji, trwałości i elastyczności.
Obecnie to najlepszy wybór w zakresie redukcji nacisku w materacach. Pianki Memory Foam znane są ze swojego głębokiego dopasowania do ciała i właściwości redukujących ucisk. Reagują na ciepło ciała, mięknąc i dopasowując się do kształtu.
Ten rodzaj pianek bazuje na lateksie. Charakteryzują się wysoką sprężystością, a także elastycznością. Pianki lateksowe utrzymują stałe podparcie i nie miękną, zapewniając wysoki komfort użytkowania.
To jeden z rodzajów pianek poliuretanowych. Główną ich cechą jest sprężystość oraz wytrzymałość na odkształcenia.
Bardzo dobrze dopasowuje się do kształtu ciała, np. w materacach. Ten rodzaj pianek reaguje na ciepło ciała, zapewniając komfort termiczny.
Pianki poliuretanowe stanowią obecnie najczęstszy i najbardziej wszechstronny wybór w produkcji m.in. nowoczesnych materacy i poduszek. Każda pianka PUR powstaje w efekcie starannie wyważonej reakcji chemicznej pomiędzy poliolami a izocyjanianami. Kluczowe znaczenie mają wzajemne proporcje tych składników. Ilość użytego izocyjanianu decyduje bezpośrednio o twardości końcowego polimeru, podczas gdy jego miękkość i elastyczność zależą głównie od rodzaju zastosowanego poliolu.
Poliole to związki organiczne z wbudowanymi w strukturę grupami hydroksylowymi (-OH). Właściwy dobór optymalnego rodzaju poliolu – najczęściej polieteru lub poliestru – jest niezbędny do uzyskania docelowej elastyczności, sprężystości oraz odporności chemicznej pianki. Poliole polieterowe, dzięki dużej elastyczności i odporności na wilgoć, są szeroko stosowane do produkcji pianek elastycznych. Ich doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne sprawiają, że są preferowane w aplikacjach takich jak meblarstwo i motoryzacja. Natomiast poliole poliestrowe, choć rzadziej wykorzystywane w wypełnieniach miękkich, są wybierane wszędzie tam, gdzie kluczowa jest wytrzymałość, odporność mechaniczna i stabilność chemiczna. Ze względu na swoje specyficzne właściwości są używane głównie do produkcji pianek sztywnych oraz pianek technicznych.
Izocyjaniany stanowią drugi główny składnik w produkcji pianki poliuretanowej, reagując z poliolami w procesie zwanym polimeryzacją. Najczęściej stosowanymi izocyjanianami są diizocyjanian toluenu (TDI) i diizocyjanian difenylometanu (MDI). TDI jest ciekłym izocyjanianem, szeroko stosowanym w produkcji elastycznych (miękkich) pianek poliuretanowych. Charakteryzuje się stosunkowo niską masą cząsteczkową i wysoką reaktywnością. Pianki PUR o wysokiej gęstości na TDI wyróżniają się zazwyczaj dobrą sprężystością i komfortem, dzięki czemu nadają się do zastosowań takich jak poduszki meblowe. Z kolei MDI jest izocyjanianem, który w temperaturze pokojowej występuje w formie stałej lub półstałej. Pianki poliuretanowe o wysokiej gęstości na bazie MDI oferują szereg zalet w porównaniu z piankami na bazie TDI. Charakteryzują się one lepszą stabilnością wymiarową, większą nośnością. Te właściwości sprawiają, że MDI jest preferowanym wyborem do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie pianka poliuretanowa o wysokiej gęstości jest wykorzystywana do produkcji poduszek siedzeń i zagłówków.
Dodatki odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu szybkości reakcji oraz określeniu gęstości, twardości i właściwości mechanicznych pianki, zapewniając spójne działanie w zamierzonym zastosowaniu.
Środki zmniejszające palność dodaje się w celu poprawy ognioodporności pianki poliuretanowej o wysokiej gęstości. Działają one poprzez tłumienie procesu zapłonu lub spowolnienie rozprzestrzeniania się ognia. Do popularnych środków zmniejszających palność należą związki halogenowe, związki na bazie fosforu oraz wypełniacze nieorganiczne. W zastosowaniach, w których bezpieczeństwo pożarowe jest istotne, takich jak meble i wnętrza samochodów, dodatek środków zmniejszających palność jest niezbędny.
Odgrywają kluczową rolę w procesie polimeryzacji poliuretanu. Przyspieszają reakcję między poliolami a izocyjanianami, zapewniając odpowiednią szybkość formowania pianki. W produkcji pianki poliuretanowej o wysokiej gęstości stosuje się dwa główne rodzaje katalizatorów: katalizatory aminowe i katalizatory cynowe.
Odpowiadają za tworzenie struktury komórkowej pianki poprzez wytwarzanie pęcherzyków gazu podczas reakcji.
Dodawane są do formuły w celu stabilizacji pianki podczas jej formowania. Zmniejszają one napięcie powierzchniowe między ciekłymi składnikami, umożliwiając równomierne formowanie się i wzrost pęcherzyków gazu. Surfaktanty pomagają również zapobiegać koalescencji pęcherzyków, co mogłoby prowadzić do nierównomiernej struktury komórkowej.
Środki zmniejszające palność, przeciwutleniacze, wypełniacze, barwniki i środki przeciwdrobnoustrojowe mogą być dodawane w celu poprawy wydajności w zależności od potrzeb.