فوم های پلی اورتان چیست و چه مزایا و معایبی دارد

فوم های پلی اورتان چیست و چه مزایا و معایبی دارد

فوم های پلی اورتان چیست و چه مزایا و معایبی دارد  ؟ فوم های پلیمری را می توان تقریباً در همه جا یافت ، زیرا در مقایسه با مواد مشابه ، خواص برتری دارند. مهمترین نوع فوم های پلیمری ، فوم های پلی اورتان (PUF) هستند. زیرا چگالی کم و هدایت حرارتی آنها همراه با ویژگی های مکانیکی جالب، آنها را به عایق های حرارتی و صوتی عالی و همچنین مواد ساختاری و راحتی تبدیل نموده است.

با وجود طیف گسترده کاربرد ، تولید فوم های پلی اورتانی هنوز بسیار وابسته به نفت است. بنابراین این صنعت باید با قوانین سختگیرانه تر و مصرف کنندگان دقیق سازگار شود. از این لحاظ ، به دلیل نیاز به استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر و فن آوری های جدید فرآیندی ، مانند چاپ سه بعدی (3D)  در آینده ای نزدیک، مواد اولیه خام و فن آوری های فرآیند می توانند با یک نقطه عطف مواجه شوند. و برخی گزینه های دیگر نیز ارائه شده است. سپس ، استراتژی های بهبود پایداری فوم پلی اورتان، از جمله بازیافت و افزایش خواص آنها مورد بحث قرار گرفته است.

 فوم های پلیمری

موادی مانند فوم های پلاستیکی ، پلاستیک های فوم دار ، پلاستیک های سلولی یا فوم های پلیمری موادی هستند که از یک فاز جامد و یک فاز گازی تشکیل شده اند.

فوم های پلیمری می توانند سفت و سخت ، انعطاف پذیر یا الاستومری باشند و از طیف گسترده ای از پلیمرها مانند پلی اورتان (PU) ، پلی استایرن (PS) ، پلی ایزوسیانورات (PIR) ، پلی اتیلن (PE) ، پلی پروپیلن (PP) ، پلی (اتیلن-وینیل استات) (EVA) ، لاستیک نیتریل (NBR) ، پلی (وینیل کلراید) (PVC) یا سایر پلی الفین ها تشکیل شده اند.

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

فوم های پلیمری اولین انتخاب برای طیف وسیعی از کاربردها مانند: بسته بندی ، خودرویی ، لوازم الکترونیکی ، مبلمان ، کفش ، هوا فضا ، اسباب بازی ها ، تماس با مواد غذایی یا مواد ساختمانی هستند.

فوم های پلی یورتان معمولاً در کاربردهای راحتی یا به عنوان مواد عایق حرارتی و صوتی استفاده می شوند. فوم های PS معمولاً به عنوان بسته بندی مواد غذایی ، مواد عایق حرارتی و صوتی و از فوم های PVC به عنوان مواد حمل و نقل و ساختمانی استفاده می شود.

 فوم های پلی یورتان

اولین اورتان در سال 1849 توسط وورتز سنتز شد . پس از آن ، در سال 1937 ، اتو بایر از واکنش بین یک دیول پلی استر و یک دی ایزوسیانات ، PU را سنتز کرد. در واقع ، این یک موفقیت بزرگ در آن زمان بود ، زیرا شامل کلاس جدیدی از واکنش های پلیمریزاسیون به نام polyaddition بود که به عنوان پلیمریزاسیون مرحله ای نیز شناخته می شود. با این وجود ، در ابتدا این پلیمر بدون استفاده در نظر گرفته شد.

PU ها پلیمرهایی هستند که در اثر واکنش بین گروه های OH (هیدروکسیل) یک پلیول با گروه های NCO (گروه عملکردی ایزوسیانات) یک ایزوسیانات ایجاد می شوند و نام آن با پیوند اورتان حاصل همراه است. این واکنش گرمازا است و منجر به تولید گروه های اورتان می شود همانطور که قبلا توضیح داده شد و در شکل 1 نشان داده شده است.

Riso از مونومر ایزوسیانات مشتق شده است ، در حالی که Rpolyol از جز poly پلیول مشتق شده است.

امروزه ، پلی یورتان ها به عنوان محصولات روزمره زندگی مورد استفاده قرار می گیرند ، که یکی از مهمترین گروه پلیمرهایی هستند که کیفیت زندگی انسان را مدام تغییر می دهند. مصرف جهانی پلی یورتان 60.5 میلیارد دلار در سال 2017 تخمین زده شد و پیش بینی می شد تا سال 2021 بیش از 79 میلیارد دلار باشد. در سال 2016 ، تقریباً 9٪ از مصرف جهانی پلاستیک را نشان می داد. علاوه بر این ، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، مصرف اصلی PU ها به صورت فوم است.

مصرف جهانی پلی اورتان در سال 2016

همانطور که در شکل مشاهده می شود، فوم های 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.

کاربرد فوم پلی اورتان

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.