نمایشگاه دائمی

تهران، الهیه، خیابان خالقی، کوچه آریا

مشاوره رایگان

02126201697 – 09192054617

فوم پلی یورتان انواع و کاربرد های آن

فوم پلی یورتان انواع و کاربرد های آن

پلی یورتان چیست؟

فوم پلی یورتان مشتقاتی از نفت است که این ماده شیمیایی نقش بسزایی در ایجاد و ساخت بسیاری از وسایل پیرامونی ما کاربرد دارد. پلی یورتان می تواند به صورت زینتی و هم به صورت استراتژیک از جمله برای عایق کاری مورد استفاده قرار گیرد که ذیلا به آن در کاج طلایی آفاق می پردازیم.

تاریخچه پلی یورتان

صنعت پلاستیک بیش از نیم قرن پیش با فرایند های پلیمریزاسیون برای تولید پلاستیک کار می کرد. بعد ها دانشمند آلمانی “اوتو بایر” همراه با همکارانش در سال ۱۹۳۷ میلادی با یک فرایند سومی آشنا شدند. این فرایند واکنش چند افزایشی نام داشت که طی آن ایزوسیانات با یک دی ال همراه با حضور کاتالیست ترکیب می شد و محصول حاصل از آن پلی یورتان نام گرفت.

در ابتدا حدودا در دوران جنگ جهانی دوم از پلی یورتان برای پوشش هواپیما استفاده می شد. در آن زمان پلی یورتان تا سال ۱۹۵۲ میلادی در بازار هیچگونه مصرفی نداشت تا اینکه دوسال بعد فوم نرم پلی یورتان بر پایه TDI یا فوم فلکس و پلی ال پلی استری تولید شد.

همچنین از این مواد برای تولید فوم سخت پلی یورتان (Rigid) و الاستومر ها استفاده شد. طی فعالیت های موازی در کشورهای آمریکا و انگلستان،در سال های ۱۹۴۱-۱۹۵۸ انواع متفاوتی از محصولات اورتان تولید شد.

پلی یورتان

پلی یورتان مجموعه ای از پلیمر های بسیار مهم است.پلی یورتان متشکل از دو جزء لیکوئیدی  A ، B تشکیل می شود. A: Isocyanate (ماده اصلی) و B: Polyol  (افزودنی ها) هستند که دارای چگالی متوسط است کـه در تفنگ مخلوط سازی دستگاه مربوطه، تحت فشار و حرارت با هم ادغام شده و حجم آن پس از چند ثانیه سریعاً به میزان ۲٠ تا ۳٠ برابر افزایش می یابـد.

این مواد بـه شکل فوم فشرده، منسجم و یکپارچه به ضخامت دلخواه (وابسته بـه میزان ماده پلی یورتان مصرف شده) در می آید. فوم پلی یورتان بسته به نوع دانسیته خواص مکانیکی و حرارتی- صوتی مناسبی را در مقایسه با سایر محصولات ایجاد میکند که از مهمترین مزیت های این ماده می باشد. این ماده به دلیل داشتن خواصی از قبیل مقاومت بالا،قدرت چسبندگی و کششی بالا،مقامت عالی در برابر خوردگی نفوذ حرارت،برودت و صدا و سبک وزن بودن و… باعث شده است  که از این ماده در صنایع مختلف استفاده گسترده ای گردد.

مواد پلی یورتان در صنعت را به سه روش می شود اجرا کرد؛

  1. پاشش(اسپری)
  2. تزریق
  3. ریختن

هر کدام دارای زمان بندی خاص برای بستن فوم که شامل عایق کاری، تولید قالب یا ایجاد یک محصول جدید است، می باشند. عملیات پاشش طی مدت زمان کوتاهی صورت می گیرد ولی عملیات تزریق و ریختن زمان بیشتری می خواهد.

متریال پلی یورتان

برای اجرای پاشش به سرعت شکل می گیرد، ولی در عملیات تزریق و ریختن برای شکل گرفتن مواد و نیاز به امکان شکل دهی، زمان بیشتری نیاز خواهد بود.
همچنین در عملیات تزریق مواد پلی یورتان، از یک قالب برای تزریق استفاده می شود.

انواع پلی یورتان

سخت (Rigid)، نرم (soft) ، نیمه سخت (semi-Rigid) ، منعطف (felexible) چگالی (Density)، عایق های صوتی و حرارتی: sound proofing:10-20   و heat proofing: عایق حرارتی:۳۰-۶۰  است که بهترین چگالی برای عایق های حرارتی  30-60 است.

بهترین عایق حرارتی  دارای ضریب انتقال حرارت کم و مقاومت بالا است لازم به ذکر است که  pu=0/018ƛ

واژگان فنی

افزودنی ها (polyol)  شامل: کاتالیزور ها، بلوورها، سیلیکن ها می‌شوند.

نسبت سکیومتری: نسبت میزان افزودنی ها به مواد اصلی است.

 Technical Data sheet (TDS): تکنیکال دیتا شیت مشخصات و اطلاعات مواد را نشان می‌دهد.

کاربرد های پلی یورتان

پلی یورتان به عنوان یکی از متنوع ترین مواد مصرفی در صنایع مختلف در حال حاضر است.پلی یورتان دارای دو نوع فوم نرم و فوم سخت است.

از پر مصرف ترین های پلی یورتان می توان به فوم مورد استفاده در مبلمان و فوم صندلی که از نوع فوم نرم پلی یورتان هستند میتوان اشاره کرد.فوم سخت یا (Rigid)  نیز در عایق کاری دیوار و سقف ساختمان ها کاربرد دارد.همچنین از جمله کاربرد های پلی یورتان میتوان به ترمو پلاستیک مورد استفاده در تجهیزات و وسایل پزشکی تا لااستومر های مورد استفاده در کفپوش و قطعات خودرو و حتی به عنوان آب بند و درزگیر، اشاره کرد.

پلی یورتان ماده بینظیری است که خواص الاستیکی لاستیک همراه با سختی و مقاومت فلز را هم زماند فراهم میکند. این ماده در مقایسه با سایر مواد از لحاظ کاربردی بودن، زمانی و یا هزینه ای بسیار مناسب و مقرون به صرفه است.

انواع فوم پلی یورتان

فوم پلی یورتان

فوم های پلی یورتان نوعی مواد شیمیایی هستند که ابر و اسفنج تنها نمونه ساده‌ای از این فوم ها می‌باشند. فوم های پلی یورتان از ترکیب شیمیایی ایزوسیانات و پلی یول ها ساخته می‌شوند. پس یک نوع فوم پلاستیکی هستند که به عنوان عایق حرارتی و الاستومری مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما چون هر کدام از این عایق ها مزیت های متفاوتی دارند پس به طور کلی فوم های پلی یورتان به 3 گروه اصلی دسته‌بندی می‌شوند.

1) فوم نرم

این نمونه فوم ساختار انعطاف‌پذیر و نرمی دارد. چون دانسیته آن 35 الی 55 کیلوگرم بر متر مکعب است. سلول‌های فوم نرم پلی یورتان از نوع سلول باز هستند پس هوا به سادگی درون این سلول‌ها عبور می‌کند. از طرفی امواج صوتی را جذب کرده و دارای ضریب هدایت بسیار کمی است. بنابراین فوم نرم پلی یورتان نوعی عایق صوتی به شمار می‌آید. در واقع فوم پلی یورتان نرم استحکام کششی بی‌نظیری دارد و در برابر بیشتر حلال‌ها دوام بالایی از خود نشان می‌دهد. به همین دلیل فوم نرم پلی یورتان خود به نمونه‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود نظیر:

فوم نرم بلوکی

این نوع فوم برای تزئینات فضای داخلی اتومبیل مثل بالشتک های روی صندلی و تشک های خواب مناسب است. نمونه‌ای از فوم های نرم همان ابر و اسفنج می‌باشد.
پلی یورتان نرم قالبی (فوم سرد)
انواع فوم پلی‌یورتان نرم قالبی برای تولید مبلمان، صندلی قطار، اتومبیل، قطار و غیره استفاده می‌شود.

ویسکوالاستیک

این نوع فوم های نرم پلی یورتان به عنوان عایق صوتی در سالن های کنفرانس، سینماها، سالن های همایش و غیره به کار می‌روند.

2) فوم نیمه سخت

انواع فوم پلی یورتان

در بین انواع فوم پلی یورتان برخی از فوم ها نه به انعطاف‌پذیری فوم های نرم هستند و نه به خشکی فوم های سخت. بلکه حالتی نیمه سخت دارند چون بخشی از ساختار این نمونه فوم به شکل سلول باز است و بخش دیگری از آن به صورت سلول بسته می‌باشد. بنابراین فوم های نیمه سخت پلی یورتان آب را درون سلول‌های خود جذب می‌کنند اما توانایی جذب رطوبت هوا را ندارند.

به همین دلیل عایق های پلی یورتان نیمه سخت برای ساخت ضربه گیر سپر خودرو، داشبورد، ساخت اسباب بازی بچه ها و تولید لوازم تزئینی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌تر اینکه از این فوم های ضربه گیر می‌توان در صنایع حمل و نقل دریایی، ریلی و جاده‌ای هم استفاده‌های زیادی برد.

3) فوم سخت

انواع فوم‌ پلی یورتان و کاربرد

یکی از محبوب ترین و پرفروش ترین انواع فوم های پلی یورتان از نوع فوم سخت است. این نوع عایق های پلی اورتان بیشتر به منظور جلوگیری از هدر رفت انرژی در ساخت ساندویچ پنل ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. چون ساختار آن به شکل سلول بسته است در نتیجه ضریب هدایت حرارتی بسیار کمی در مقایسه با سایر فوم های پلی یورتان دارد. همچنین به سادگی روی هر سطوح فولادی، چوبی، فلزی و حتی رزین های ترموست می‌چسبد. فوم سخت پلی یورتان مقاومت بالایی در تماس با بنزین، نفت، مواد اسیدی، قلیایی و سایر حلال‌های دیگر دارد. از این رو در صنایع مختلفی از فوم پلی یورتان سخت استفاده می‌شود مانند:

  • تولید مبلمان
  • تولید داشبورد
  • صنایع کشتیرانی
  • ساخت شناورها
  • صنایع عمران و معدن
  • تولید قطعات دکوراتیو
  • ساخت یخچال و فریزر
  • تولید فوم شانه تخم مرغی
  • ساخت ضربه گیرهای ماشین
  • عایق کاری حرارتی و رطوبتی ساختمان

فوم سخت پلی یورتان

فوم های سخت پلی یورتان دارای درصد زیادی سلول بسته همراه با ویژگی های خاص است:

از جمله ویژگی های فوم سخت پلی یورتان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • فوم سخت را میتوان بدون نیاز به گرمایش تولید کرد.
  • دانسیته فوم سخت میتواند در طیف گسترده ای تنظیم شود.
  • فوم سخت میتواند در مقابل نفت و بنزین و سایر حلال های غیر قطبی مقاومت کند.
  • فوم سخت به دلیل کم مصرف بودن درانرژی و متنوع بودن،از محبوب ترین فوم ها است.
  • این فوم میتواند به مواد مختلف از قبیل فولاد،چوب،رزین های ترموست،فیبر و فوم بچسبد.
  • این فوم در صورتی که دانسیته پایینی داشته باشد دارای خواص عایق حرارتی بسیار بالایی است.
  • فوم سخت در حین افزایش ایمنی و رفاه افراد تا حدود زیادی مقدار مصرف سوخت و هزینه های مصرف و تولید را کاهش می دهد.

کاربرد های فوم سخت پلی یورتان

  • پلی یورتان پاششی بعنوان عایق حرارتی در ساختمان کاربرد ویژه ای دارد.
  • از فوم سخت در ساخت ساندویچ پنل ها و شناورها،کشتی ها و بسته بندی استفاده می شود.
  • این فوم کاربرد های بسیاری در صنعت خودرو سازی دارد که در آن برای ساخت داشبورد و ضربه گیر های خودرو ها و … استفاده می شود.
  • از فوم سخت با دانسیته بالا در صنایع مبلمان برای تولید قطعات دکوراتیو و فوم چوب پلی یورتان،همچنین عمران و معدن استفاده می شود.
  • فوم سخت در صنایع مختلف کاربرد های متفاوتی دارد،برای مثال در صنعت ساختمان در داخل دیواره فلز و پلاستیک یخچال ها و فریزرها و در پشت کاغذ،فلزات و مواد دیگر در پانل های عایق دارد.

فوم نرم پلی یورتان

از جمله ویژگی های فوم نرم پلی یورتان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • این فوم بسیار بادوام و راحت است.
  • فوم نرم دارای وزن بسیار سبکی است.
  • فوم فلکس میتواند درجه سفتی متفاوت داشته باشد.
  • دانسیته این فوم بین ۳۵ تا ۵۵ کیلوگرم بر مترمکعب است.

فوم نرم پلی یورتان شامل درجه های مختلفی میباشد از قبیل:

پلی یورتان نرم بلوکی: فوم ابر و اسفنج،فوم بالشتک پشت سری، تشک ها، تزئینات داخل خودرو،…

پلی یورتان نرم قالبی( فوم سرد ): این فوم به طور عمده در تولید صندلی وسایل نقلیه از قبیل صندلی قطار،صندلی هواپیما،خودرو و حتی مبلمان مورد استفاده قرار میگیرد.

گونه دیگری از فوم های نرم قالبی پلی یورتان ویسکو الاستیک نام دارد که به عنوان عایق صدا و صوت بسیار کارایی دارد.

TPU  (پلی یورتان ترموپلاستیک)

  • الاستومرهای ترموپلاستیک پلی یورتان خواص فیزیکی بسیاری دارند.
  • این مواد به روش های مختلفی قابل رنگ شدن و ساخته شدن هستند.
  • الاستومرهای ترموپلاستیک پلی یورتان دارای انعطاف بسیار بالایی هستند و در برابر سایش،ضربه،تغییرات آب و هوایی مقاومت بسزایی دارند.

از کاربردهای ترموپلاستیک پلی یورتان در صنایع میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنعت خودرو: در ساخت قطعات خودرو از جمله جعبه سقف خودرو، قسمت بیرونی آیینه خودرو،زنجیر چرخ و …کاربرد دارد.
  • صنعت شلنگ: پلی یورتان های ترموپلاستیک در تولید و استفاده برای مکش، انتقال، آبیاری، هیدرولیک و پنوماتیک کاربرد دارد.
  • ماشین آلات و ابزار ساختمان: برای مثال در ساخت محفظه گردگیر،آب بند، بست،جلد باتری، چرخ دنده، بدنه مته قدرت کاربرد دارد.
  • به دلیل طیف گسترده خواص فیزیکی که مواد پلی یورتان ترموپلاستیک دارد،از این مواد برای ساخت وسایل ورزشی،سرگرمی و تفریحی استفاده می شود.
  • صنعت کابل و الکتریسیته:در تولید روکش کابل ها،بدلیل اینکه مواد ترموپلاستیک پلی یورتان در دمای زیر صفر درجه نیز حالت فلکس خود را حفظ می کند در صنعت الکتریسیته کاربرد دارد.

برای مثال در ساخت پوسته کف اسکی،چرخ اسکیت و کف کفش ورزشی که نیازمند مقاومت بالایی است استفاده می شود.

مزایای استفاده از الاستومرهای ترموپلاستیک پلی یورتان

  • قالبگیری آن به شکل دلخواه است.
  • این مواد از فلزات بسیار سبک ترند.
  • پوشش این مواد علاوه بر افزایش طول عمر موجب زیبایی نیز می شود.

مزیت های استفاده از پلی یورتان

  • بسیار سبک وزن.
  • دارای انعطاف در طراحی
  • حفظ زیبایی ظاهری سازه.
  • باعث کاهش مصرف سوخت میشود.
  • هیچگونه ترکیبات فرار یا سرطان زا ندارد.
  • پلی یورتان از ورود هوا ، رطوبت و صدا جلوگیری می کند.
  • اختلاف دمای داخل و خارج را به صورت چشم گیری کاهش میدهد.
  • فوم پلی یورتان هیچ آسیبی به طبیعت نمیرساند,درواقع دوستدار طبیعت است.

ویژگی های فوم های پلی یورتان

  • وزن پایین
  • روش های متنوع در اجرا
  • عایق در برابر آب و رطوبت
  • مقاوم در برابر نفت و روغن
  • نصب و اجرای سازه‌های ایزوله
  • دارای ضریب هدایت حرارتی پایین
  • عدم رشد باکتری‌ها در عایق پلی یورتان
  • دوام  و مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی (حرارت، رطوبت و …)
  • چسبندگی بسیار بالا به بسیاری از انواع مواد مانند سطوح فلزی، چوب و …
  • دانسیته فوم مورد استفاده در بخش عایق‌ها بین ۳۰ تا ۶۰ است. فوم‌های با چگالی ۴۰ دارای بالاترین حد عایق حرارتی هستند.

نتیجه گیری

از آنجا که فوم پلی اورتان از مجموعه پلیمر های بسیار مهم بوده و کاربردی ترین فوم در صنایع مختلف می باشد. لذا استفاده از پلی اورتان ها و مواد تشکیل دهنده در واکنش های آنها به طور پیوسته در حال رشد و توسعه است. بنابراین شرکت کاج طلایی آفاق مفتخر است که طی این مقاله به مطالبی بپردازد که موجب آشنایی همه جانبه با مواد فوم پلی اورتان و افزایش اطلاعات شما عزیزان در باره ی این فوم شود.

فوم پلی اورتان می تواند به صورت زینتی و هم به صورت استراتژیک از جمله برای عایق کاری مورد استفاده قرار گیرد که در مقالات مربوطه موجود در صفحه اصلی سایت کاج طلایی آفاق به آن ها پرداخته شده است.فوم پاششی پلی یورتان در صنعت ساختمان چه بصورت عایق حرارتی و چه بصورت عایق صوتی از بهترینهای موجود میباشد که در ایران توسط شرکت کاج طلایی آفاق بصورت کاملا مهندسی و محاسبه شده برای هرنوع پروژه اختصاصی ارائه می‌گردد.

امیداست با بهره گیری از دانش روز فوم پلی یورتان چه در صنعت تولیدی و چه در خدمات ساختمانی بتوانیم شاهد خروجی با کیفیت و مطابق با استانداردهای روز دنیا باشیم.

منبع: مقاله اختصاصی شرکت کاج طلایی آفاق

نویسنده: تیم فنی مهندسی کاج طلایی آفاق

اشتراک گذاری
مقالات مرتبط