PPU – co to jest, cechy i zakres jego zastosowania

Treść artykułów

• Materiał PPU
• Produkcja
• Rodzaje PPU i formularze wydania
• Dane techniczne
• Podanie
• PPU tylko do dekoracji
• Izolacja z pianki poliuretanowej
• Plusy i minusy PPU
• Bezpieczeństwo
• Jak wybrać piankę poliuretanową
• Ceny PPU

Grupa naukowców z Niemiec pod przewodnictwem Otto Bayera w 1937 r. Stworzyła wielofunkcyjny materiał – piankę poliuretanową. Może być elastyczny i sprężysty, ale nie rozciągliwy lub twardy i gęsty, ale kruchy po zgięciu. Masowa produkcja PPU rozpoczęła się w latach 60. Od tego czasu próbki zostały ulepszone, pojawiło się wiele odmian związku. Co to jest pianka poliuretanowa, jak to jest?

Materiał PPU

Pianka poliuretanowa to wypełnione gazem tworzywo sztuczne na bazie poliuretanów, w 85–90% składające się z obojętnej fazy gazowej. Materiał jest twardy, miękki, elastyczny, dzięki czemu jest stosowany we wszystkich obszarach działalności człowieka:

• służy jako wypełniacz mebli tapicerowanych, siedzeń samochodowych, zabawek dla dzieci, akcesoriów do spania;
• gąbki do mycia naczyń, filtry przeciwpyłowe, wałki malarskie, pianka poliuretanowa, opakowania amortyzujące i nie tylko są z niego wykonane.

Produkcja

Surowce do pianki poliuretanowej – produkty przemysłu petrochemicznego: poliizocyjaniany i poliole. Ponadto składniki pianki poliuretanowej wykonane są z olejów roślinnych: rycynowy, rzepakowy, sojowy i słonecznikowy. Komponenty pianki biogenicznej nie znalazły zastosowania w przemyśle, ponieważ wymagają znacznych inwestycji finansowych, ich zastosowanie jest ograniczone wąskim zakresem określonych zadań.

Pomiędzy produktami naftowymi (poliol i poliizocyjanian), zmieszanymi w określonych proporcjach, zachodzą reakcje chemiczne. Po pierwszych przemianach do mieszaniny reakcyjnej dodaje się niewielką ilość wody, dwutlenek węgla zaczyna się uwalniać. W wyniku reakcji powstaje piana wypełniona CO2. Wskaźniki mechaniczne i właściwości poliuretanu, tj. Gęstość i struktura, określają rozmiar łańcucha wypełnionych gazem mikrogranulek, proporcję początkowych polimerów, obecność środków zmniejszających palność.

Rodzaje PPU i formularze wydania

Pianka poliuretanowa dzieli się na miękką (gęstość 5-40 kg / m3) i stałą (30-86 kg / m3). Pierwsza grupa to guma piankowa. Przemysł chemiczny produkuje piankę gumową o różnych gęstościach:

• standardowy (ST), maksymalne obciążenie 60-100 kg / cm2;
• twardy (HL), 80-120 kg / cm2;
• miękki (HS), 60-120 kg / cm2;
• zwiększona sztywność (EL), 60-100 kg / cm2;
• wysoce elastyczny (HR), 100-120 kg / cm2;
• wysoce elastyczny, ognioodporny, specjalnego przeznaczenia (CMHR), 100-120 kg / cm2.

Kauczuk piankowy wszystkich gatunków, z wyjątkiem CMHR, odnosi się do substancji łatwopalnych zgodnie z GOST 30244. GOST 30402 określa związek chemiczny jako łatwopalny, a GOST 12.1.044 jako dymny, toksyczny podczas spalania. Miękki PPU nie jest stosowany w budownictwie. W tym obszarze stosuje się sztywną piankę poliuretanową – substancję o zmniejszonej palności. Powłoki izolujące ciepło i hałas są wykonane z formacji o gęstości 30-70 kg / cm3 lub natryskiwanych surowców, a typy superduże (70-86 kg / cm3) są stosowane do hydroizolacji fundamentów na innych powierzchniach.

Przemysł chemiczny wytwarza materiały w różnych formach:

• arkusz – twardy lub miękki, prostokątny, o grubości 5-1000 mm;
• walcowane – miękkie, nawinięte na szpulki o różnych szerokościach, grubość materiału wynosi 2-30 mm, może mieć podłoże z tkaniny lub materiałów syntetycznych;
• blok – prostokątne bloki pianki ze sztywną nieporowatą skórką, która jest całkowicie lub częściowo usuwana po schłodzeniu spienionej mieszaniny;
• akustyczne – pojedyncze panele z wypukłym reliefem wyróżniają się wysokim współczynnikiem pochłaniania dźwięku;
• kontur – części o zakrzywionym kształcie (siedziska, oparcia, podłokietniki) wykonywane są na podstawie rysunku;
• okruchy – zgnieciona pianka poliuretanowa o dużej gęstości z płyt lub skorup, wielkość frakcji – 10–30 mm;
• powlekanie natryskowe.

Dane techniczne

Różne typy PUF różnią się właściwościami technicznymi. Pianka poliuretanowa dzieli się na dwie grupy:

• Otwarta komórka. Składa się z otwartych połączonych ze sobą komórek. Elastyczna, o gąbczastej strukturze, szybko się pieni, zwiększa objętość. Zapewnia dobrą izolację akustyczną. Niestabilny, charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością pary, absorpcją wilgoci. Nie zalecane do izolacji zewnętrznej. W budownictwie stosuje się sztywną piankę poliuretanową o otwartych komórkach o bardzo niskiej gęstości (8–10 kg / m3).
• Zamknięta komórka. Składa się z układu zamkniętych komórek wypełnionych gazem. Przewodność cieplna gazu jest niższa niż powietrza. To sprawia, że ​​PPU jest najbardziej skutecznym izolatorem ciepła. Materiał ma wysoką wytrzymałość i dobrą gęstość. Jest lekki i twardy, o niskiej przepuszczalności pary, niskiej przewodności cieplnej. Połączenie z zamkniętymi komórkami mocno przylega do papieru, metalu, drewna, gipsu itp..

Tabela pokazuje główne cechy techniczne dwóch typów:

Podanie

Materiał uniwersalny jest stosowany w prawie wszystkich branżach:

• Motoryzacja: wypełniacz fotela samochodowego, izolacja wnętrza pojazdu.
• Inżynieria mechaniczna: izolator czynnika chłodniczego w lodówkach domowych i komercyjnych, duże komory chłodnicze, transport urządzeń chłodniczych, instalacje medyczne.
• Transport: izolatory cieplne głównych rurociągów, izolatory niskotemperaturowych rurociągów przemysłu chemicznego.
• Buty: produkcja podparcia łuku i innych elementów obuwia.
• Meble: miękkie poliuretany są stosowane jako wypełniacz, materiał amortyzujący do mebli tapicerowanych.
• Lekkość: Wypełniacz PPU służy do szycia miękkich zabawek, materacy, poduszek, manekinów.
• Konstrukcja: płyty warstwowe, izolacja akustyczna, hydroizolacja, materiały termoizolacyjne do pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych, magazynów, garaży, hangarów. Do zamykania pęknięć stosuje się przestrzeń między luźnymi częściami, uretanowy klej stolarski..

PPU tylko do dekoracji

Związek chemiczny jest technologicznym analogiem sprężyn. Jest prostszy i tańszy w produkcji, pod względem wydajności, nie pozostaje w tyle, aw wielu przypadkach nawet przewyższa sprężyny. Meble pianka poliuretanowa jest dostępna w różnych formach:

• Kanapka lub blok. To „cegła” o dużych rozmiarach. Podczas procesu produkcyjnego pracownicy fabryki mebli kroją go na warstwy o różnych kształtach i grubościach. Następnie eksperci łączą twarde i miękkie warstwy, składając je w siedzenia, oparcia.
• Odlew. Jest produkowany w fabryce mebli. Kędzierzawy kęs jest wypełniony ciekłą mieszaniną, zachodzi w nim reakcja chemiczna, a pianka poliuretanowa twardnieje pod ciśnieniem. Produkt końcowy przyjmuje dokładnie rozmiar i kształt poduszki lub siedziska sofy. Plusy – bez skrawków, minusów – na powierzchni bloku tworzy się „skorupa”, która nie przepuszcza powietrza. Cena sof z odlewanym PPU jest wyższa niż w modelach z podszewką blokową.

Do mebli stosuje się miękką piankę poliuretanową o gęstości 30-40 kg / m3. Im wyższy wskaźnik, tym sztywniejszy i trwalszy produkt. Pianka poliuretanowa o niskiej gęstości (do 25 kg / m3) nadaje się na poduszki dekoracyjne. Istnieje kilka odmian materiałów na bazie pianki poliuretanowej: lokfoam, vibrofoam, Fomex (USA), moltopren (Niemcy), allofoam (Kanada). Ich cechy są podobne do krajowych PPU.

Na szczególną uwagę zasługują związki z efektem pamięci (memoform, memorix). Dzięki specjalnym dodatkom materiał jest bardzo elastyczny. Wie, jak zachować kształt siedzącej osoby, doskonale dopasowuje się do krzywizn ciała. Gdy człowiek wstaje, memorix szybko się prostuje. Początkowo pianka poliuretanowa z pamięcią została opracowana dla NASA, ale potem stała się popularna w przemyśle lekkim..

Producent obiecuje komfortowy sen, ponieważ Memorix delikatnie otula ciało, nie ściskając naczyń krwionośnych. Wysoce elastyczna pianka poliuretanowa ma również wady i znaczące. Po rozpakowaniu klienci odczuwają toksyczny zapach, który nie zawsze znika nawet po tygodniu. Nie ma kwestii przyjazności dla środowiska i bezpieczeństwa dla zdrowia, ponieważ po badaniu w próbce memorix stwierdzono toksyny wywołujące alergie, astmę, podrażnienie oczu, bóle głowy. Węglowodory emitują słodko-gorzki zapach, wpływają na układ nerwowy i odpornościowy.

W krajach zachodnich o podwyższonej kontroli bezpieczeństwa środowiska Memorix nie zawiera niebezpiecznych składników chemicznych. Normy sanitarne w krajach WNP nie są tak surowe. Niektórzy ludzie są gotowi kupić poduszki i materace Memorix jest bardzo drogi, znosi nieprzyjemny aromat, ponieważ po śnie przechodzi ból w plecach i szyi. W sieci są entuzjastyczne recenzje – kupujący towary wysokiej jakości są bardzo zadowoleni z zakupu.

Izolacja z pianki poliuretanowej

Do izolacji konstrukcji dowolnego typu stosuje się ciekłą mieszaninę. Nakłada się go przez rozpylanie. Za pomocą specjalnego sprzętu piankę poliuretanową natryskuje się na ścianę, fundament, dach lub różne pojemniki, które natychmiast zwiększają objętość, wypełniając wgłębienia i szczeliny. Kompozycja twardnieje po 5-10 minutach. Monolityczny porowaty „płaszcz” mocno przylega do powierzchni, nie ma szwów i połączeń, dlatego niezawodnie chroni przed wyciekiem lub przenikaniem ciepła (faktycznie w lecie, gdy działa klimatyzacja).

Liczba zamkniętych komórek wynosi ponad 92%, a dla najlepszych próbek – 97-98%. Przewodność cieplna osiąga 0,019-0,035 W / m · ° C. Ten wskaźnik jest najniższy spośród innych grzejników – pianki polistyrenowej, pianki polistyrenowej, pianki polietylenowej. Izolacja termiczna PPU charakteryzuje się dobrą odpornością na wilgoć. Aby zmniejszyć higroskopijność, do kompozycji wprowadza się dodatki. Olej rycynowy zmniejsza hydrofilowość 4 razy. Pianka poliuretanowa jest odporna na podstawowe związki chemiczne: nierozpuszczalny w benzynie, oleju napędowym. Żywotność „futra” wynosi 20-30 lat.

Do ocieplenia nadal stosuje się gotowe termoizolacyjne elementy z pianki poliuretanowej: bloki, panele, półcylindry (skorupa do rur), ale tracą one popyt na ciekłe PPU. Ten ostatni stosuje się nie tylko na odsłoniętych powierzchniach, ale służy również jako warstwa pośrednia w płytach warstwowych. Klasa palności substancji to G2 i G3. Związek nie jest aktywnym źródłem spalania; natychmiast gaśnie, jeśli zostanie z niego usunięty ogień..

Plusy i minusy PPU

Charakterystyka techniczna decyduje o zaletach pianki poliuretanowej. Zalety produktu przemysłu chemicznego:

• Doskonała przyczepność – dobra przyczepność do innych materiałów. Kształt powierzchni i krzywizna nie mają znaczenia. Pianka poliuretanowa nie wymaga dodatkowych elementów złącznych i specjalnej obróbki powierzchni.
• Powłoka termoizolacyjna nie obciąża ścian i systemu krokwi, co jest szczególnie ważne dla dachu, wzmacnia powierzchnie, zapobiega ich zniszczeniu, chroni metale przed korozją.
• Wytrzymuje szeroki zakres temperatur: od -100 do +150 ° C. Nie zniszczony przez wiatr i opady.
• Charakteryzuje się odpornością biologiczną: PPU nie wpływa na pleśń, materiał nie jest interesujący dla gryzoni – nie robią nor w powłoce termoizolacyjnej.
• Jako wypełniacz do mebli materiał ma również wiele zalet. Nie gromadzi kurzu, jest hipoalergiczny, ma dobrą oddychalność, elastyczność, szybko przywraca swój pierwotny kształt.

Prawie 70% braków PPU zależy od jakości surowców i prac instalacyjnych, pozostałe 30% to cechy samego materiału. Krótko o negatywnych stronach pianki polietylenowej o różnych gęstościach:

• Ekspozycja na światło słoneczne ma szkodliwy wpływ na piankę termoizolacyjną. Pod wpływem promieni UV „futro” ulega zniszczeniu, dlatego należy je pokryć warstwą farby, gipsu lub okładzin.
• Natryskiwanie PPU nie jest odpowiednie dla wszystkich powierzchni, na przykład nie należy go stosować na świeże drewniane domki z bali. Wilgoć jeszcze z nich nie wypłynęła, a „futro” zatrzymuje wodę w środku – zwiększa to ryzyko procesów gnilnych.
• Jeśli dana osoba zamówiła pianę poliuretanową zbyt tanio, to z dużym prawdopodobieństwem produkt należy do klasy palności G4. Dobrze się pali i nie jest łatwo go zgasić.
• Miękki materiał niskiej jakości, który jest stosowany w przemyśle meblowym, szybko zwisa, odkształca się.
• Nadmiernie miękki PUF nie jest zalecany dla dzieci – wypełniacz może prowadzić do skrzywienia kręgosłupa.

Bezpieczeństwo

Mówią o ekologicznej czystości materiału, jeśli do wylania powłoki termoizolacyjnej zastosowano tylko wysokiej jakości komponenty i profesjonalny sprzęt. Równie ważne jest, aby wykwalifikowany rzemieślnik wykonał natrysk – sposób, w jaki miesza składniki, wpływa na bezpieczeństwo powłoki. Surowce do pianki poliuretanowej należą do klas zagrożenia 2 i 3, a po zestaleniu powstaje materiał charakteryzujący się bezwładnością.

Jeśli proporcje składników początkowych zostaną niewłaściwie wybrane lub technologia przygotowania ciekłej mieszaniny zostanie przerwana, chemikalia nie będą w pełni reagować. Rezultatem jest ostry toksyczny zapach, który jest źle wietrzący i powoduje złe samopoczucie. Doświadczony rzemieślnik nie dopuszcza do skazy, dzięki czemu powłoka jest przyjazna dla środowiska, niepalna.

W procesie mieszania surowców powstaje toksyczny formaldehyd, benzen, fenol i toluenodiizocyjanian. Po nałożeniu „futra” odparowują w ciągu dnia i już się nie wyróżniają, w przeciwieństwie do styropianu lub wełny mineralnej. Przeciwnicy związku chemicznego skupiają się na niszczeniu substancji podczas spalania. Twierdzą, że w temperaturze 180 ° C uwalnia się etylen, formaldehyd, azot i tlenki węgla oraz izocyjaniany. W rzeczywistości takie warunki temperaturowe nie są zgodne z ludzkim życiem, więc nie ma potrzeby mówić o szkodach.

Umiarkowanie łatwopalny, lekko łatwopalny materiał charakteryzuje się niską zdolnością tworzenia dymu. Spójrz na zdjęcie zwęglonego, ale nie wypalonego pokoju. Na najwyższym piętrze wybuchł pożar, ale rozpylona pianka poliuretanowa opóźniła pożar z powodu niskiej przewodności cieplnej i niepalności. Takie właściwości mają nie tylko związki stałe, ale także wysokiej jakości miękkie. Sofy i poduszki na bazie elastycznego PPU nie palą się, nie wydzielają szkodliwych substancji, nie powodują alergii, lekarze nie zabraniają ich stosowania. Tanie marki gumy piankowej nie różnią się takimi właściwościami.

Jak wybrać piankę poliuretanową

Jeśli chcesz zrobić „futro”, musisz starannie wybrać specjalistów. Ważne jest, aby rzemieślnicy używali dobrego sprzętu – wysokiej jakości sprzęt działa pod wysokim ciśnieniem, a to oszczędza materiał. Doświadczony specjalista określi grubość warstwy izolacyjnej w zależności od warunków klimatycznych i właściwości obrabianej powierzchni. Najlepsze marki produkujące produkty wysokiej jakości:

• Basf (Niemcy) jest liderem w branży chemicznej. Firma produkuje materiały, które można nakładać w niskiej temperaturze..
• Baymer, Covestro (Niemcy) – wybór profesjonalistów, firma ugruntowała swoją pozycję wśród użytkowników.
• Synthesia (Hiszpania) – na rynku rosyjskim prezentowana jest szeroka gama produktów firmy sprzedawanych w sklepach internetowych i prawdziwych.
• Huntsman-NMG (Holandia) – firma produkuje twarde, elastyczne i natryskowe pianki poliuretanowe. Przestrzega demokratycznej polityki cenowej, dystrybuuje swoje produkty nie tylko w Moskwie i Petersburgu, ale w całej Federacji Rosyjskiej.
• Izolan (Rosja) – wytwarza produkty doskonałej jakości, które konkurują z firmami europejskimi. Produkcja wykorzystuje nowoczesny sprzęt, zaawansowaną technologię. Zakład znajduje się we Włodzimierzu.

Jeśli potrzebujesz mebli wykonanych z gumy piankowej, zwróć uwagę na wskaźnik gęstości. Niskie wartości wskazują, że siedzisko szybko straci kształt i będzie sprzedawać się. Zwróć uwagę na wskaźniki od 30 kg / m3. Grubość warstwy powinna wynosić 4 cm, a wypełniacz o wysokości 2-3 cm nie będzie wygodny. Meble lane są lepsze niż wykonane z pojedynczych arkuszy.

Ceny PPU

Koszt materiału zależy od struktury i kształtu. Przybliżona cena za niektóre próbki: