Рейтинг@Mail.ru

 

+7 (342) 278-57-24

+7 (342) 202-89-22

Немного о ППУ

Пенополиуретаны — группа газонаполненных пластмасс на основе полиуретанов, на 85-90 % состоящих из инертной газовой фазы. В зависимости от вида исходного полиуретана могут быть жёсткими или эластичными ("поролон"). Используются весьма широко: жёсткие - в качестве тепло- и звукоизоляции и лёгких формообразующих элементов, эластичные - в качестве мягких покрытий и набивки в быту и промышленности, как искусственные губки для мытья и пылевые фильтры, материал для покрасочных валиков и вставок в швейных изделиях, амортизирующая упаковка. Популярны самовспенивающиеся самотвердеющие составы для использования непосредственно на объекте в строительстве, машиностроении и т.д.- как промышленные двухкомпонентные (и более), так и бытовая "монтажная пена". Устойчивы к действию всех распространённых органических растворителей, застывшая смесь удаляется только механическим путём. В практических применениях требуют защиты от солнечного света и других УФ-источников. Не следует путать с другими вспененными полимерами - жёстким полистироловым пенопластом, эластичным пенополиэтиленом, вспененным латексом, микропористой резиной, набухающей целлюлозной губкой и пр., области применения которых, как правило, более узки.

История пенополиуретана

В 1937 году небольшой группой учёных исследователей лаборатории IG Farben (в Леверкузене) под руководством Отто Байера впервые удалось синтезировать новое вещество с весьма необычными свойствами. В зависимости от скорости прохождения реакции и коэффициента смешивания полиола и полиизоцианата кардинально различались и свойства получаемого материала. С одной стороны гибкий, упругий, но не прочный на разрыв (лабораторное название Perlon U, отсюда название "поролон"), а с другой — плотный, твёрдый, прочный, но в то же время хрупкий при сгибании (Igamid U). Горизонты экономического внедрения данного научного открытия были многообещающими и весьма обширные. Уже в 1940 году в Леверкузене началось промышленное производство полиуретана в качестве лепнины. Но начало второй мировой войны внесло свои коррективы: проблемы нехватки сырья и общее перестраивание экономики под военные нужды существенно замедлили развитие полиуретанов. Фактически до 60-х годов прошлого столетия пенополиуретан, как и многие другие полимеры, развивался очень медленно — однако с окончанием войны, восстановлением экономики и бурным послевоенным строительством коммерческий интерес к пенополиуретанам сильно возрос. Таким образом, к 1960 году различными компаниями было суммарно изготовлено более 50000 тонн пены, получившей известное всем определение "поролон". Мягкий пенополиуретан (ППУ), или в быту — поролон, получил распространение в 60-х годах несмотря на присущие поролону (ППУ) существенные недостатки. Само его производство является опасным и вредным, т. к. в состав исходных компонентов входит высокотоксичное соединение – толуилендиизоцианат. Кроме того, поролон гигроскопичен, впитывает запах, имеет ограниченный температурный диапазон использования и, как следствие, относительно небольшой срок эксплуатации. Но самым большим недостатком поролона является его пожароопасность. Так, по ГОСТ 30244 он отнесен к группе Г4 – сильногорючий, по ГОСТ 30402 – В3 – легковоспламеняемый; по ГОСТ 12.1.044 – Д3 – с высокой дымообразующей способностью и Т4 – чрезвычайно токсичный при горении. Введение же при производстве поролона (ППУ) в состав исходных компонентов антипиренов для увеличения огнестойкости материала приводит к резкому ухудшению его физико-механических характеристик и увеличению стоимости. Ранние образцы ППУ имели сравнительно небольшой срок службы, постепенно разлагаясь на воздухе. С развитием химии стабилизаторов этот недостаток в известной степени преодолён.

Химическое строение и особенности пенополиуретана

Для прохождения реакции присоединения и образования цепочек полимера необходимо наличие как минимум двух различных компонентов: полиола и полиизоцианата. Сама же реакция проходит в несколько этапов. Вначале из диола и диизоцианата формируются бифункциональные молекулы изоцианата имеющие группу (—N═C═O) и гидроксильные группы (—ОН). В результате прохождения цепной реакции, на обоих концах молекулярных групп образуются короткие цепочки структурно идентичных и однородных полимеров, которые могут быть полимеризованы с другими мономерами. В реакционную смесь добавляют незначительное количество воды, и в результате прохождения реакции с частью изоцианатных групп образуется углекислый газ, который и является основным фактором вспенивания. В то же время, первичная аминогруппа вступает в реакцию с изоцианатом, замещая мочевину, тем самым достигается устойчивость цепи. В зависимости от длины цепи газонаполненных микрогранул различаются и механические свойства полиуретана. Так, типичная плотность составляет от 5 до 40 кг/м³ для мягких пеноблоков, которые повсеместно используются в качестве различного вида наполнителей мебели и др. Жёсткие пенополиуретаны, плотностью от 30 до 86 кг/м³, нашли широкое применение в строительстве в качестве теплоизоляционного и шумоизоляционного материала. Кроме того, пенополиуретан плотностью от 70 кг/м³, благодаря плотной структуре, не пропускает влагу и может быть использован в качестве прекрасной гидроизоляции.

Сфера использования пенополиуретана

  • В автомобильной промышленности в качестве наполнителя автокресел и шумоизоляции салона транспортных средств, для изготовления полужёстких панелей салона, подлокотников, рукояток и бамперов;
  • В мебельной и лёгкой промышленности в основном используются так называемые мягкие пенополиуретаны в виде наполнителя и прокладочного материала мягкой мебели, подушек и матрацев, при формовке манекенов и др.
  • В мягких детских игрушках тоже весьма часто используют именно ППУ в качестве наполнителя, так как данный материал полностью экологически и биологически нейтрален (ссылка, подтверждающая нейтральность?);
  • В обувной промышленности в качестве супинаторов и других элементов обуви;
  • В качестве хладоизолятора в бытовых, а также торговых холодильниках, крупных холодильных камерах и в транспортной холодильной технике;
  • В качестве теплоизолятора в магистральных трубопроводах, а также изоляции низкотемпературных трубопроводов химической промышленности;
  • В качестве теплоизоляции, а также акустической и гидроизоляции при строительстве, капитальном ремонте жилых домов, складов, ангаров, частных загородных домов, производственных цехов, гаражей, быстровозводимых конструкций;
  • Достаточно широко применяются уретановые столярные клеи, слегка вспенивающиеся при застывании и заполняющие неплотности пригонки деталей.

Преимущества использования пенополиуретана:

  • Совершенная технология обеспечивает кротчайшие сроки работ
  • Нанесение на поверхность любой конфигурации
  • Возможно применение ППУ в широком диапазоне температур (от -150° до +150°)
  • Коэффициент теплопроводности ППУ (0,019 – 0,028) Вт/мК
  • Низкое водопоглощение материала с поверхностной пленкой
  • Материал биологически нейтрален, устойчив к микроорганизмам, плесени, гниению
  • Пенополиуретан относится к группе трудносгораемых материалов, самостоятельного горения не поддерживает
  • Срок службы пенополиуретановых покрытий составляет более 30 лет
  • Не выделяет токсичные вещества

Пенополиуретан (ППУ) – это универсальная изоляция. Он обладает самым низким коэффициентом теплопроводности среди всех известных материалов,  имеет высокое сопротивление паропроницанию, причем чем выше плотность ППУ, тем выше сопротивление паропроницанию. Таким образом, ПЕНОПОЛИУРЕТАН – самый перспективный и экологически чистый теплоизоляционный материал с почти, что нулевой теплопроводностью.

Благодаря своим уникальным свойствам, пенополиуретан признан во всем мире полимером №1.

Рейтинг@Mail.ru