Poliuretany

Czym jest poliuretan? Parametry, właściwości i możliwości.

Obecnie poliuretany (PU) to jedne z najpopularniejszych i najszerzej stosowanych polimerów na świecie. Stosunkowo często mówi się o poliuretanie jako o materiale, który posiada wręcz nieograniczone możliwości stosowania. Jednocześnie należy do najważniejszych współczesnych tworzyw sztucznych.

Występują głównie w postaci pianek poliuretanowych, otrzymywanych w wyniku reakcji wielofunkcyjnych izocyjanianów z poliolami (m.in. poliolami polieterowymi) oraz z wieloma substancjami pomocniczymi. Dzięki tej różnorodności, możliwości ich syntezy są ograniczone tylko wyobraźnią.

W porównaniu do poliamidów są one bardziej topliwe, co ma wpływ na prostszy proces przetwarzania. Jednakże cechuje je również mniejsza odporność mechaniczna. Wymienione właściwości sprawiają, że jest on często wykorzystywany do produkcji włókien spandeksowych (np. lycry, elastan).

Jak powstają? Historia i współczesna produkcja.

Poliuretany powstają w wyniku addycyjnej polimeryzacji, wielofunkcyjnych izocyjanianów (komponent B) z poliolami (komponent A), które uzyskiwane są z ropy naftowej. W wyniku zmieszania obu komponentów rozpoczyna się reakcja chemiczna, w następstwie której powstają poliuretany najczęściej w postaci piany. Co istotne, część poliolowa w swojej zaawansowanej formulacji zawiera starannie dobrane substancje pomocnicze m.in. katalizatory, środki spieniające (porofory), stabilizatory i środki powierzchniowo czynne.

Ich budowę wyróżnia występowanie ugrupowania uretanowego [-O-CO-NH-] w łańcuchu głównym.

Zamieniając niektóre spośród wyżej wymienionych składników, modyfikując stężenie, czy proporcje składnika A do B w mieszaninie, można w sposób bardzo precyzyjny regulować właściwości fizykomechaniczne powstającego poliuretanu. Ma to na celu uzyskanie materiału o różnej sztywności, elastyczności, czy wytrzymałości.

Po raz pierwszy związki te otrzymano w 1937 roku w wyniku pracy naukowej Bayera – niemieckiego chemika oraz jego zespołu badawczego. Już wtedy zyskały ogromną popularność w przemyśle. Jednak szczególnie było to widoczne w przeciągu ostatnich dwudziestu lat.

Proces wytwarzania poliuretanu pozwala na uzyskanie materiału o dość małym ciężarze, dzięki czemu łatwiej poddaje się obróbce i późniejszy proces przetworzenia oraz dostosowania do końcowego zastosowania nie wymaga dużych nakładów finansowych. Właściwe dodatki powodują, że poliuretan może wyróżniać się także wysokim poziomem twardości i odporności na uszkodzenia.

Formy i właściwości poliuretanów

W zależności od doboru podstawowych surowców i dodatków przy wytwarzaniu poliuretanu przybiera on postać pianki w różnych stanach skupienia lub też postać stałą. Wpływa to także na ostateczną formę produktów, w której możemy spotkać poliuretany, jako pianki poliuretanowe, żywice, włókna, kleje, różnego rodzaju powłoki czy też elastomery uretanowe.

Produkty poliuretanowe wyróżniają się m.in. dobrą elastycznością (nawet przy dużej twardości), niepowtarzalną odpornością na ścieranie i rozdzieranie oraz wytrzymałością na smary, oleje czy promieniowanie ultrafioletowe (UV). Ponadto, są stosunkowo łatwe (oczywiście – przy zachowaniu wysokiej wydajności) w przetwórstwie przemysłowym.

Jednocześnie gotowe produkty PUR nie ulegają zniszczeniu podczas intensywnej eksploatacji. Stąd coraz częściej stosowane są jako substytuty wyrobów z gumy, drewna, metalu czy ceramiki. Wpływa to korzystnie na znaczną redukcję masy całkowitej wyrobów gotowych.

Zastosowanie poliuretanów w praktyce

Ze względu na swoje różnorodne właściwości – poliuretany zyskały miano wyjątkowej grupy polimerów, która ma zastosowanie w takich dziedzinach życia i gospodarki, jak: transport, budownictwo, przemysł meblarski czy górnictwo.

Są również wykorzystywane na szeroką skalę w życiu codziennym – m.in. w domu, w samochodzie, w sprzęcie sportowym, a nawet w odzieży.

Poliuretan to również szereg innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu. Nie tylko skutecznie izoluje zbiorniki produkcyjne, rurociągi, ale również klei i uszczelnia wszelkie łączenia na liniach produkcyjnych.

Pianki PUR stosowane są również w produkcji elementów do samochodów i innych pojazdów. Z poliuretanu bardzo często wykonane są kierownice, dźwignie skrzyń biegów, deski rozdzielcze. Poliuretan równie dobrze sprawdza się jako materiał amortyzujący uderzenia – pod błotnikami, czy jako izolacja akustyczna w podsufitkach, a osoby ceniące komfort jazdy powinny pamiętać, że w siedzeniach samochodowych znajduje się również elastyczna pianka poliuretanowa.

W transporcie na szeroką skalę stosowane są również powłoki poliuretanowe. W branży sportu i rekreacji zwłaszcza integralna pianka poliuretanowa znajduje zastosowanie w produkcji siodełek rowerowych, uchwytów, materacy, nie wspominając o podeszwach w obuwiu sportowym.

W medycynie materiały na bazie poliuretanów stosowane są w produkcji stołów operacyjnych czy w konstrukcjach wózków inwalidzkich, natomiast w górnictwie poliuretany wykorzystuje się jako jedno z najbardziej wytrzymałych spoiw. Na szeroką skalę poliuretan znajduje zastosowanie również w sektorze meblarskim na przykład w produkcji materacy i mebli tapicerowanych.

Poliuretany są obecne w siedziskach znajdujących się na lotniskach, w samolotach, w pociągach, autobusach czy rowerach. Dodatkowo takie produkty jak różnokolorowe gąbki do kąpieli czy mycia naczyń, pianki uszczelniające okna i drzwi, są również wykonane z poliuretanów.

Substancje PUR jako środki termoizolacyjne

Spośród wymienionych zastosowań na szczególną uwagę zasługują popularne pianki PUR. Są one znane szczególnie jako uniwersalne materiały termoizolacyjne, którymi możemy docieplić różnego rodzaju powierzchnie.

Wśród dostępnej na rynku szerokiej gamy produktów – wyróżniamy otwartokomórkowe i zamkniętokomórkowe piany poliuretanowe. Podział ten wynika z różnic we właściwościach, które wpływają na późniejsze zastosowanie tych materiałów.

Decydując się na wybór tej właściwej powinniśmy uwzględnić powierzchnię, którą docieplamy, jej stan, możliwość występowania zawilgoceń. Kierować możemy się także parametrami dotyczącymi przyczepności, szybkości aplikacji i oszczędnością miejsca w porównaniu do zastosowania innych materiałów.

Bardzo dobra izolacyjność termiczna i akustyczna poliuretanu daje nam niezwykły komfort cieplny, jak również chroni przed uciążliwym hałasem.

Zastosowanie poliuretanu w przemyśle

Coraz częściej zaczyna się mówić o tym, że przez wzgląd na wyjątkowe właściwości i coraz szersze zastosowanie poliuretany mogą stać się głównym surowcem dla wielu gałęzi przemysłu. Już teraz stanowią one często dobrą alternatywę dla metali, gumy, ceramiki, drewna czy też betonu.

 Surowce do produkcji poliuretanów. Co znajdziesz w ofercie PCC?

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, Grupa PCC oferuje szereg specjalistycznych produktów przeznaczonych do produkcji systemów poliuretanowych.

W naszym bogatym i ciągle powiększającym się portfolio surowców chemicznych znajdują się m.in. poliole polieterowe (diole, triole), poliole cukrowe, poliole mannicha, poliole sorbitolowe, poliole polimerowe. Dodatkowo, nie brakuje tam również licznych dodatków, w tym: sieciujące, emulsyfikatory oraz uniepalniacze.

Istotnym elementem oferty produktowej Grupy PCC są gotowe jedno- i dwukomponentowe systemy poliuretanowe służące do produkcji pianek, klejów czy uszczelniaczy, a także systemy do produkcji półsztywnych i sztywnych pianek poliuretanowych stosowanych jako izolacje termiczne i akustyczne oraz rozwiązania CASE.

Szukasz poliuretanów (PUR) do zastosowań przemysłowych?

Grupa PCC dostarcza wysokiej jakości substancje chemiczne dla wielu branż. Od produkcji klejów i uszczelniaczy, przez izolacje budowlane, aż po rozwiązania dla motoryzacji i meblarstwa. Nasze produkty spełniają restrykcyjne normy jakościowe. Skontaktuj się z naszym zespołem ekspertów, aby dobrać optymalne rozwiązanie.