فوم‌های پلی اورتان چیست و چه مزایا و معایبی دارد ؟ فوم‌های پلیمری را می‌توان تقریباً در همه‌جا یافت، زیرا در مقایسه با مواد مشابه، خواص برتری دارند. مهم‌ترین نوع فوم‌های پلیمری، فوم‌های پلی اورتان (PUF) هستند. زیرا چگالی کم و هدایت حرارتی آن‌ها همراه با ویژگی‌های مکانیکی جالب، آن‌ها را به عایق‌های حرارتی و صوتی عالی و همچنین مواد ساختاری و راحتی تبدیل نموده‌است.

با وجود طیف گسترده کاربرد‌، تولید فوم‌های پلی اورتانی هنوز بسیار وابسته به نفت است. بنابراین این صنعت باید با قوانین سخت‌گیرانه‌تر و مصرف‌کنندگان دقیق سازگار شود. از‌این‌لحاظ، به‌دلیل نیاز به استفاده از مواد اولیه تجدید‌پذیر و فن‌آوری‌های جدید فرآیندی، مانند چاپ سه‌بعدی (3D)  در آینده‌ای نزدیک، مواد اولیه خام و فن‌آوری‌های فرآیند می‌توانند با یک نقطه عطف مواجه شوند و برخی گزینه‌های دیگر نیز ارائه شده است. سپس‌، استراتژی‌های بهبود پایداری فوم پلی اورتان، از جمله بازیافت و افزایش خواص آن‌ها مورد بحث قرارگرفته‌است.

 فوم‌های پلیمری

موادی مانند فوم‌های پلاستیکی‌، پلاستیک‌های فوم‌دار، پلاستیک‌های سلولی یا فوم‌های پلیمری موادی هستند که از یک فاز جامد و یک فاز گازی تشکیل‌شده‌اند.

فوم‌های پلیمری می‌توانند سفت و سخت، انعطاف‌پذیر یا الاستومری باشند و از طیف گسترده‌ای از پلیمرها مانند پلی اورتان (PU)، پلی‌استایرن (PS)، پلی‌ایزوسیانورات (PIR)، پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی (اتیلن-وینیل استات) (EVA)، لاستیک نیتریل (NBR)، پلی (وینیل کلراید) (PVC) یا سایر پلی‌الفین‌ها تشکیل‌شده‌اند.

درحال‌حاضر تولید فوم در جهان تحت سلطه فوم‌های پلی اورتان (PUF) قرار دارد و به دنبال آن فوم‌های PS و PVC بیشترین نوع فوم‌های پلیمری هستند. بازار جهانی فوم‌های پلیمری در سال 2015 بیش از 100 میلیارد دلار ارزش داشت و تا سال 2019 انتظار می‌رود فروش بیش از 22 میلیون تن و مصرف 25.3 میلیون تن شود.

فوم‌های پلیمری اولین انتخاب برای طیف وسیعی از کاربردها مانند: بسته بندی‌، خودرویی‌، لوازم الکترونیکی، مبلمان، کفش ، هوا فضا، اسباب‌بازی‌ها، تماس با موادغذایی یا موادساختمانی هستند.

فوم‌های پلی یورتان معمولاً در کاربردهای راحتی یا به‌عنوان مواد عایق حرارتی و صوتی استفاده می‌شوند. فوم‌های PS معمولاً به‌عنوان بسته‌بندی مواد‌غذایی، مواد‌عایق حرارتی و صوتی و از فوم‌های PVC به‌عنوان مواد حمل‌ونقل و ساختمانی استفاده می‌‌شود.

 فوم‌های پلی یورتان

اولین اورتان در سال 1849 توسط وورتز سنتز شد. پس‌ازآن، در سال 1937، اتو بایر از واکنش بین یک دیول پلی‌استر و یک دی‌ایزوسیانات، PU را سنتز کرد. در‌واقع، این یک موفقیت بزرگ در آن زمان بود، زیرا شامل کلاس جدیدی از واکنش‌های پلیمریزاسیون به نام polyaddition بود که به‌عنوان پلیمریزاسیون مرحله‌ای نیز شناخته می‌شود. با این وجود‌، درابتدا این پلیمر بدون‌استفاده در نظرگرفته‌شد.

PUها پلیمرهایی هستند که در اثر واکنش بین گروه‌های OH (هیدروکسیل) یک پلیول با گروه‌های NCO (گروه عملکردی ایزوسیانات) یک ایزوسیانات ایجاد‌می‌شوند و نام آن با پیوند اورتان حاصل همراه است. این واکنش گرمازا است و منجر به تولید گروه‌های اورتان می‌شود همان‌طورکه قبلا توضیح‌داده‌شد و در شکل 1 نشان داده‌شده‌است.

Riso از مونومر ایزوسیانات مشتق شده‌است، درحالی‌که Rpolyol از جز poly پلیول مشتق شده‌است.

امروزه، پلی یورتان ها به‌عنوان محصولات روزمره زندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند، که یکی‌از مهم‌ترین گروه پلیمرهایی هستند که کیفیت زندگی انسان را مدام تغییر می‌دهند. مصرف جهانی پلی یورتان 60.5 میلیارد دلار در سال 2017 تخمین زده‌شد و پیش‌بینی می‌شد تا سال 2021 بیش‌از 79 میلیارد دلار شود. در سال 2016، تقریباً 9٪ از مصرف جهانی پلاستیک را نشان‌می‌داد. علاوه‌براین، همان‌طورکه در شکل زیر نشان داده‌شده‌است، مصرف اصلی PU‌ها به‌صورت فوم است.

همان‌طورکه در شکل مشاهده می‌شود، فوم‌های پلی اورتانی 67٪ از مصرف جهانی پلی اورتان را شامل شده است. به علاوه ، به دلیل داشتن فناوری تولید بهینه ، این نوع فوم معادل نیمی از کل فوم های پلیمری بازار است.

در مورد انواع فوم های پلی اورتان و مزایا و معایب آن بیشتر بدانید :

انواع فوم های پلی اورتانی انعطاف پذیر و فوم های سخت هستند. با این وجود ، طبقه بندی های دیگری را می توان به  فوم های پلی اورتان نسبت داد ، مانند اسلب های PU انعطاف پذیر ، فوم های انعطاف پذیر قالب گیری شده ، قالب تزریق واکنش (RIM) ، پشتی فرش یا فرمولاسیون های دو جزئی و غیره.

 PUFها (فوم های پلی اورتانی) مواد منبسط شده ای هستند و ساختار آنها از ترکیب چندین فرآیند حاصل می شود. ابتدا واکنش دهنده ها با هم مخلوط می شوند ، سپس یک پلیمریزاسیون (واکنش بین ایزوسیانات و پلیول) و انبساط (واکنش بین ایزوسیانات و آب) تقریباً همزمان انجام می شود.

PUF ها یا همان فوم های پلی اورتان معادل 50٪ از مصرف جهانی پلی اورتان هستند ، زیرا فناوری تولید آنها در مقایسه با فوم های مشتق شده از پلیمرهای دیگر تثبیت شده است. PUF ها معمولاً به عنوان فوم های انعطاف پذیر یا فوم های سخت طبقه بندی می شوند.

با این وجود می توان از طبقه بندی های دیگری مانند اسلب PU انعطاف پذیر ، فوم های قابل انعطاف قالب ، قالب تزریق واکنش (RIM) ، پشتی فرش یا فرمولاسیون های دو جزئی و غیره استفاده کرد. دوام و انعطاف پذیری PUF ها منجر به استفاده از آنها در کاربردهای خانگی و صنعتی و حتی در سفرهای فضایی و دارویی شده است. به همین دلایل ، استفاده از PUF در طی سالهای گذشته رشد چشمگیری داشته است.

نحوه استفاده از اسپری فوم درزگیر پلی اورتان

به منظور اعمال صحیح فوم پلی اورتان ، باید یک سری از فاکتورها را در نظر بگیریم ، از شرایط جوی گرفته تا انواع مختلف بستر و دما و محتوای آب داخل آنها. سطوح باید تمیز، خشک و عاری از گرد و غبار و چربی باشند تا از چسبندگی خوب فوم پلی اورتان به زیرلایه اطمینان حاصل شود.

اگر بستر فلزی باشد ، سطح نباید زنگ زده باشد. برای اطمینان از چسبندگی خوب روی لایه های فلزی ، توصیه می شود از یک پرایمر مناسب استفاده کنید. حداقل دمای توصیه شده برای بستر در هنگام پاشش 5 درجه سانتیگراد است. ضخامت پوشش کاملاً قابل کنترل است و می توان با تغییر سرعت استفاده و یا مخلوط محفظه تفنگ ، آن را اصلاح کرد.

لازم به ذکر است که هرچه تعداد لایه های اعمال شده برای رسیدن به ضخامت مشخص کمتر باشد ، یک فوم با تراکم بالاتر به دست می آید و می توان به خواص حرارتی بهتری دست یافت.

هنگام نیاز به اعمال ضخامت بسیار زیاد ، باید به جای یک لایه ضخیم چند لایه نازک تر اعمال گردد و باید پس از اعمال یک لایه، مدت زمانی صبر کرد تا فوم اسپری اعمال شده خنک گردد و از واکنش های گرمازا جلوگیری شود که این امر بر کیفیت فوم تأثیر می گذارد.

محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش

فوم پلی یورتان اعمال شده در محل، رفتار بسیار خوبی در برابر عوامل جوی (آب ، درجه حرارت شدید ، باد ، …) دارد. به جز زمانی که در معرض تابش طولانی مدت اشعه ماورا بنفش قرار می گیرد، مثلاً در تابش مستقیم نور خورشید.

این تابش طولانی مدت باعث از بین رفتن سطح پلی اورتان و در نتیجه ظاهر غبارآلود در سطح فوم می شود. علاوه بر آن باعث کاهش ضخامت فوم با سرعت 1 یا 2 میلی متر در سال می شود. بسته به اثر ترکیبی باران و باد ، در طول سال اول به دلیل وجود پوسته خارجی فوم ، لایه ای از پلی اورتان با چگالی بالا ، کاهش ضخامت کمتر است.

برای جلوگیری از این عمل ، کاربردهای بیرونی باید با مواد خاصی مانند الاستومرهای پلی یورتان ، پلی اورتان ها ، رنگ ها یا هر نوع پوشش خاص دیگر برای استفاده در محیط های بیرونی پوشانده شود. این حفاظت ها، مانند هر ماده دیگر، باید از نظر حفاظت و نگهداری از آنها کنترل شود.

جلوگیری از ترک خوردگی توسط درزهای انبساطی

در فوم پلی یورتان که مستقیماً روی اتصالات انبساطی قرار می گیرد ، ممکن است به دلیل حرکت بستر بخاطر انبساط یا انقباض ، ترک ایجاد شود. این اثر به ویژه در عرشه ها یا تراس هایی که ترک خوردگی می تواند آب بندی را از بین ببرد بسیار مهم است. اگر در زمان اعمال، اقدامات احتیاطی مناسب انجام شود این مساله به راحتی قابل اجتناب است.

اگرچه فوم پلی اورتان برخی تغییر شکل های دائمی را پذیرفته است ، اما تنش های ناشی از اثر انبساط  و انقباض در اتصالات بسیار گسترده ، از 2 تا 4 سانتی متر ، قابل جذب توسط فوم نیستند.

روشی که میتواند این تنش ها را جذب کند توزیع آنها با نصب یک غشای جدا کننده الاستیک می باشد، که میتواند تاثیرات این تنش ها را به حداقل برساند، به عنوان مثال استفاده از لاستیک مصنوعی به عرض 30 سانتی متر و اعمال پلی اورتان در بالای آن.

شرکت بازرگانی کالامهر ، بزرگترین واردکننده چسب و درزگیر ، که نماینده انحصاری زتکس Zettex و آکفیکس Akfix می باشد می توانید با شماره 0212152 تماس بگیرید و با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید و همچنین برای مشاهده درزگیرهای پلی اورتانی ، چسب و فوم های پلی اورتانی و خرید آنها می توانید از طریق این راه های ارتباطی با ما در تماس باشید.