Seznam polyuretanových aplikací - List of polyurethane applications

Polyuretanová pěna vyrobená z aromatického isokyanátu, která byla vystavena UV záření. Snadno zjevné je změna barvy, ke které dochází v průběhu času.

Zakázkově lité polyuretanové předměty

Polyuretan výrobky mají mnoho využití. Více než tři čtvrtiny celosvětové spotřeby polyurethanových výrobků je ve formě pěn, přičemž flexibilní a tuhé typy mají zhruba stejnou velikost trhu. V obou případech je pěna obvykle za jinými materiály: pružné pěny jsou za čalouněnými látkami v obchodním a domácím nábytku; tuhé pěny jsou mezi kovovými nebo plastovými stěnami / listy většiny ledničky a mrazničky nebo jiné povrchové materiály v případě tepelných izolace panely ve stavebnictví. Jeho použití v oděvech roste: například v podšívkách šálků podprsenky. Polyuretan se také používá pro lišty, které zahrnují rámy dveří, sloupy, sloupky, hlavičky oken, štíty, medailony a rozety.

Polyuretanové formulace pokrývají extrémně širokou škálu tuhosti, tvrdosti a hustoty.^[1] Mezi tyto materiály patří:

• Flexibilní s nízkou hustotou pěna použito v čalounictví, podestýlky, sedačky pro automobily a nákladní automobily a nové anorganické rostlinné substráty pro střešní nebo nástěnné zahrady
• Nízká hustota elastomery používané v obuvi
• Tvrdé pevné plasty používané jako rámečky elektronických přístrojů a konstrukční součásti
• Pružné plasty používané jako pásky a pásky
• Odlévané a vstřikované komponenty pro různé trhy - tj. Zemědělství, armádu, automobilový průmysl, průmysl atd.

Polyuretanová pěna se široce používá v pružných sedadlech z pružné pěny s vysokou pružností, v izolačních panelech z tvrdé pěny, v mikrocelulární pěně těsnění a těsnění, odolná elastomerová kola a pneumatiky, automobilové odpružení pouzdra, elektrické zalévací směsi, těsnění, těsnění, koberec podložku a části z tvrdého plastu (například pro elektronické přístroje).

Aplikace polyuretanových materiálů, vynesené podle hustoty a tuhosti.

Tato opravená bota je pravděpodobně, stejně jako mnoho bot,^[1] soled s polyurethanem. Podrážky PU se mohou rozpadnout v důsledku hydrolýzy.^[2]

Využití na aplikaci

Následující tabulka ukazuje příklad, jak byly polyurethany použity v jedné zemi před více než desítkou let (údaje z USA z roku 2004):

Čistící prostředky

Houba z polyuretanové pěny

Polyuretanová pěna se používá k výrobě mnoha kuchyní a koupelen houby.

Nábytek

Paměťová pěna takové polštáře jsou vyrobeny z viskoelastický polyuretanová pěna. Poznámka žloutnutí způsobené expozicí světla.

Pružná polyuretanová pěna s otevřenými buňkami (FPF) se vyrábí mícháním polyoly, diisokyanáty, katalyzátory, pomocná nadouvadla a další přísady a umožňující volnému růstu výsledné pěny. Většina FPF se vyrábí pomocí technologie kontinuálního zpracování a lze ji také vyrábět v dávkách, kde se vyrábějí relativně malé bloky pěny v otevřených formách, krabicích nebo jiných vhodných uzavíračích. Pěna se poté nastříhá na požadovaný tvar a velikost pro použití v různých aplikacích nábytku a nábytku.

Mezi aplikace pro flexibilní polyuretanovou pěnu patří čalouněný nábytek polštáře, automobilové sedáky a obložení interiéru, koberec polštář, a matrace polstrování a jádra matrace s plným jádrem.

Pružná polyuretanová pěna je recyklovatelný produkt.^[3]

Autosedačky

Pružné a polopružné polyuretanové pěny se hojně používají pro vnitřní součásti automobily, na sedadlech, opěrkách hlavy, loketních opěrkách, střešních fóliích, řídicí panely a přístrojové desky.

Polyuretanová pěna ve spodní polovině formy, ve které byla vyrobena. Po sestavení do autosedačky tvoří tato pěna opěradlo sedadla. Přední část opěradla sedadla je povrch pěny, která je ve formě lícem dolů. Dva otvory v pěně v horní části obrázku jsou pro sloupky opěrky hlavy.

Po vyjmutí z formy pěnové opěradlo

Z polyurethanů se pozoruhodným způsobem vyrábějí automobilové sedačky. Výrobce sedadla má plíseň pro každý model sedadla. Forma je uzavíratelná „véčková“ struktura, která umožňuje rychlé odlévání polštáře sedadla, takzvané tvarované pružné pěny, která je po vyjmutí z formy čalouněna.

Je možné tyto dva kroky kombinovat, tzv in situ, pěna v tkanině nebo přímé formování. Do formy se umístí kompletní, plně smontovaný potah sedadla a drží se na místě vakuem protaženým malými otvory ve formě. Někdy se na tkaninu používá tenká poddajná plastová fólie, která pomáhá vakuu pracovat efektivněji. Kovový rám sedadla se vloží do formy a forma se uzavře. V tomto okamžiku forma obsahuje to, co by se dalo vizualizovat jako „duté sedlo“, tkanina sedla držená ve správné poloze podtlakem a obsahující prostor s kovovým rámem na místě.

Polyuretanové chemikálie jsou vstřikovány směšovací hlavou do dutiny formy. Poté se forma udržuje na přednastavené reakční teplotě, dokud chemická směs nevypění, nenaplní formu a nevytvoří stabilní měkkou pěnu. Potřebná doba je dvě až tři minuty, v závislosti na velikosti sedadla a přesném složení a provozních podmínkách. Poté je forma obvykle po dobu jedné minuty nebo dvou minut po dobu další vytvrzování mírně otevřena, než je zcela čalouněné sedadlo odstraněno.

Domy, sochy a dekorace

Stěny a strop (nejen izolace) futuristické Xanaduův dům na Floridě v USA byly vyrobeny z polyuretanové pěny. Klenuté stropy a jiné podivné tvary lze snáze vyrobit pěnou než dřevem. Pěna byla použita na stavbu podivně tvarovaných budov, soch a dekorací v Seussově přistávací části Ostrovy dobrodružství (USA) zábavní park. Výrobci tuhé pěny prodávají pěnu, která nahrazuje dřevo v odvětví vyřezávaných značek a 3D topografie. PU pěna se také používá jako tepelný izolátor v mnoha domech.

Polyuretanová pryskyřice se používá jako estetický podlahový materiál. Protože je bezešvý a voděodolný, získává zájem o použití v (moderních) interiérech, zejména v západní Evropě.

• 

  Polyuretan používaný jako izolant při stavbě domu (žlutá vrstva).

• 

  Polyuretanová pěna jako izolace stěn

• 

  Xanaduův dům se stěnami a stropem z polyuretanové pěny

• 

  Polyuretanová pěna používaná jako izolace nosníku v restauraci poblíž Philadelphie, ne na přímém slunečním světle, vykazující smrštění na rozhraní vazby.

• 

  Zkouška plamenem. Špičková neošetřená polyuretanová pěna intenzivně hoří. Dno, s retardérem hoření.

Vyplňování mezer a dutin

Dva binární kapaliny, z nichž jeden je po smíchání polyurethan (buď T6 nebo 16) a provzdušněné, expandovat do tvrdé, vyplňující místo aerosolid.

Stavební tmely a protipožární uzávěry

Polyuretanová pěna, nesprávně použitá jako protipožární uzávěr.

Schválené polyuretanové tmely (které se liší od pěny) jsou k dispozici v jedno, dvou a třídílných systémech a v kazetách, kbelících nebo sudech. Polyuretanové tmely (např EZ-Poly ) slouží k vyplnění mezer, čímž zabrání úniku vzduchu a vody. Používají se také ve spojení s anorganickými izolace, jako rockwool nebo keramická vlákna pro protipožární ochrana. Protipožární uzávěry mohou mařit kouř a proud hadice průchod. The Browns Ferry jaderná elektrárna jako protipožární uzávěr použil hořlavou polyuretanovou pěnu, která byla náhodně zapálena a způsobila velký požár.

Vodní nádoby

Nafukovací čluny

Někteří výrobci vorů používají pro výrobu nafukovacích člunů uretan. AIRE používá materiál uretanové membrány jako vzduchotěsný měchýř uvnitř PVC pláště, zatímco SOTAR používá materiály uretanové membrány jako potah na některých lodích. Maravia používá tekutý uretanový materiál, který je nastříkán na PVC, aby se zlepšila retence vzduchu a zvýšila odolnost proti oděru.

Surfovací prkna

Nějaký surfovací prkna jsou vyrobeny z pevného polyuretanového jádra. Tvarovaný polotovar z tvrdé pěny je vylisován, tvarován podle specifikací, poté pokrytý tkaninou ze skleněných vláken a polyesterovou pryskyřicí.

Lodě s pevným trupem

Některé trupy lodí mají jádro z tuhé polyuretanové pěny vložené mezi pláště ze skleněných vláken. Pěna poskytuje pevnost, vztlak a zvuk tlumí.

Paluby lodí a venkovní mořské povrchové oblasti

Některé paluby lodí, včetně námořnictva USA a pákistánských rybářských plavidel, používají speciální polyuretanové tmely k ochraně před konstantní vlhkostí a drsnými oceánskými prvky. Jako příklad používá Durabak-M26 vlastní jednodílný polyuretan, který zabraňuje prosakování vody do nežádoucích oblastí.

Vodní nádrže

Některé nádrže na vodu jsou izolované polyuretanovými chemikáliemi (polyol a isokyanáty), aby se udržela teplota vody po dlouhou dobu.

Pružné plasty

Tenisové rukojeti

Polyuretan byl použit k výrobě několika tenisových overgripů, jako je Yonex Super Grap, Wilson Pro Overgrip a mnoho dalších rukojetí. Tyto rukojeti jsou vysoce roztažitelné, aby zajistily, že se rukojeť úhledně obtočí kolem rukojeti rakety.

Obtékání pásek

Polyuretanový řemínek na hodinky

Polyuretan se používá jako černý obal pro náramky hodinek přes hlavní materiál, kterým je obecně nerezová ocel. Používá se pro pohodlí, styl a trvanlivost.

Textil

Oblečení z polyuretanových vláken (spandex)

Tenký film z polyuretanu Dokončit je přidán k polyesterové vazbě k vytvoření polyuretanový laminát (PUL), který se používá pro své vodotěsné a větruodolné vlastnosti ve svrchním oděvu, plenkách, sprchových závěsech atd. PU se používá v některých špičkových plavkách k zajištění vztlaku pro závodní plavce. Existují omezení, protože vztlak zvyšuje plavecký výkon.^{[Citace je zapotřebí ]}

Stále populárnější použití polyurethanu v textilu má formu spandex, známý také jako elastan nebo od společnosti DuPont pod značkou Lycra. Polyuretan vlákna ve formě spandexu se může natáhnout až o 600% a stále se vrátit do původního tvaru. Spandex se točí s jinými vlákny, jako je bavlna, nylon nebo polyester, aby se vytvořila roztažitelná vlákna nezbytná pro sportovní i módní oblečení.^[4]

Lak

Podlaha s polyuretanovým vrchním nátěrem

Polyuretanové materiály jsou obvykle formulovány jako barvy a laky pro dokončování nátěry na ochranu nebo utěsnění dřeva. Výsledkem tohoto použití je oblíbený tvrdý, otěruvzdorný a odolný povlak tvrdé dřevo podlahy, ale někteří to považují za obtížné nebo nevhodné pro dokončení nábytku nebo jiných detailních kusů. Ve srovnání s laky na bázi oleje nebo šelaku vytváří polyuretanový lak tvrdší film, který má tendenci se delaminovat, pokud je vystaven teplu nebo nárazům, zlomí film a zanechá bílé skvrny. Tato tendence se zvyšuje, pokud se aplikuje na měkčí dřevo jako borovice. Částečně je to také způsobeno menším pronikáním polyuretanu do dřeva. K překonání tohoto problému se používají různé techniky základního nátěru, včetně použití určitých olejových laků, specifikovaných jako „voskovaný“ šelak, jasně pronikavý epoxid, nebo „olejem modifikovaný“ polyuretan určený pro tento účel. Polyuretanovému laku může také chybět „ručně třený“ lesk sušící oleje jako lněné semínko nebo tungový olej; na rozdíl od toho je však schopen mnohem rychlejšího a vyššího „vytvoření“ filmu, přičemž ve dvou vrstvách dosáhne toho, co může vyžadovat mnoho aplikací oleje. Polyuretan lze také nanášet na rovný olejový povrch, ale vzhledem k relativně pomalé době vytvrzování olejů, přítomnosti těkavých vedlejších produktů vytvrzování a potřebě delšího vystavení oleje kyslíku je třeba dbát na to, aby dostatečně vytvrzený, aby přijal polyurethan.

Na rozdíl od sušící oleje a alkydy který lék, po odpaření rozpouštědla, po reakci s kyslík ze vzduchu polyurethanové povlaky vytvrzují po vypařování z solventní různými reakcemi Chemikálie v původní směsi nebo reakcí s vlhkost ze vzduchu. Některé produkty jsou „hybridy“ a kombinují různé aspekty jejich nadřazených komponent. „Olejem modifikované“ polyurethany, ať už vodou nebo rozpouštědlem, jsou v současnosti nejpoužívanějšími povrchovými úpravami ze dřeva.

Vnější použití polyuretanového laku může být problematické kvůli jeho náchylnosti ke znehodnocení ultrafialový (UV) záření. Všechny čiré nebo průsvitné laky a opravdu všechny film -polymer nátěry (tj. malovat, skvrna, epoxid, syntetické plastický atd.) jsou náchylní k tomuto poškození v různé míře. Pigmenty v barvách a mořidlech chrání před poškozením UV zářením, zatímco absorbéry UV se přidávají do polyuretanu a jiných laků (zejména "živec „lak), který působí proti poškození UV zářením. Polyurethany jsou obvykle nejodolnější vůči působení vody, vysoké vlhkosti, teplotním extrémům a plísním nebo plísním, které také nepříznivě ovlivňují účinnost laku a barvy.

Kola

Polyuretanová kolečka na kolečkových bruslích

Polyuretan se také používá při výrobě pevných látek pneumatiky a kola. Mezi průmyslové aplikace patří vysokozdvižný vozík hnací a nakládací kola, potraviny a průmyslové vozíky,^[5] a kola na horské dráze. Moderní kolečkové brusle a skateboarding se stal ekonomickým pouze zavedením tvrdých, oděruvzdorných polyuretanových dílů, což pomohlo ohlašovat popularitu toho, co kdysi bylo temným šílenstvím 60. let. Odolnost polyuretanových kol umožňovala řadu provedených triků a triků skateboardy značně expandovat. Polyuretan se také používá k výrobě pneumatik pro malé zařízení v trávníku a zahradnictví pro kolečka, ruční vozíky, sekačky na trávu, vozíky atd. Poskytují odraz a pocit vzduchem naplněné pneumatiky s výhodou bez defektů. Váží zhruba stejně jako vzduchem plněné pneumatiky, i když jsou po celou dobu z pevného polyuretanu. Pro pneumatiky byly vyvinuty další konstrukce a varianty z mikrocelulárních pěn jsou široce používány v pneumatikách na invalidních vozících, jízdních kolech a jiných použitích. S posledně uvedenými typy pěny se také často setkáváme u volantů automobilů a dalších interiérových a exteriérových automobilových dílů, včetně nárazníků a blatníků.

Automobilové díly

V automobilovém průmyslu se za posledních dvacet let zvýšila spotřeba polyuretanu. Používá se k nahrazení tradičních pryžových pouzder, o nichž je známo, že selhávají nebo se opotřebovávají na povrchu vozovky náchylném k velkému množství solí a chemických nečistot.

Použití polyuretanových pouzder může mít mnoho výhod, jako je udržování správného vyrovnání kolečka, prohnutí a špičky, a tím zvýšení celkové kontroly a manipulace. Zvyšuje také životnost, poskytuje větší odolnost proti opotřebení a je menší všudypřítomný na ropu a podobné nečistoty na silnicích.^[6]

Polyuretan (PU) je popularizován při výrobě některých z nejkvalitnějších aerodynamických komponent / souprav karoserie (karosářské sady ) pro různé automobily (osobní, nákladní a SUV) na trhu. Mezi tyto komponenty patří nárazníky, boční prahy, rolovací pánve a kryty stěračů. Polyuretan umožňuje výrobu odolných komponentů na rozdíl od konvenčních skleněných vláken (FRP), které se mohou při nárazu snadno zlomit. Polyuretan je vysoce pružný, a proto odolnější vůči poškození. Pokud jde o trvanlivost, tyto sady karoserií, pokud jsou vyráběny renomovaným výrobcem, vykazují méně nedokonalostí, snadno se instalují a udržují a jsou cenově dostupné.^[7]

Když sady karoserií ze skleněných vláken začínají vykazovat praskliny, třísky z obvyklého opotřebení, mají dobře vyrobené polyuretanové součásti podobnou odolnost jako nárazník instalovaný ve výrobě. Jak již bylo zmíněno výše, pokud jsou vyráběny renomovaným výrobcem, mívají méně dírek a nedokonalosti lití. Díky flexibilitě polyuretanu se s nimi snadno pracuje. Instalaci lze provést individuálně jako projekt „udělej si sám“. Údržba je extrémně jednoduchá. Pokud jde o ceny, může se lišit v závislosti na výrobci, ale pohybuje se mezi dostupným rozsahem. Jakkoli to zní dobře, polyuretanové karosářské sady mají také své pády. Komponenty ze skleněných vláken nebo uhlíkových vláken jsou lehčí než většina souprav z polyuretanu. Polyuretan je opět pružný, ale k udržení přiměřené tuhosti pro použití na silnici je nejčastěji zapotřebí většího materiálu a tloušťky. Pro řidiče, kteří hledají rychlost pro své vozidlo s vyšším výkonem, to může být problém. Na rozdíl od skleněných vláken také polyuretan nelze opravovat nebo opravovat. I když je mnohem těžší jej poškodit, pokud by došlo k poškození, musí být celá součást odstraněna a vyměněna.^[7] Při nákupu polyuretanových souprav existují různé možnosti.

Elektronické komponenty

Elektronické součástky jsou často chráněny před vlivy prostředí a mechanickými rázy přiložení je v polyuretanu. Typicky jsou polyurethany vybrány pro vynikající odolnost proti oděru, dobré elektrické vlastnosti, vynikající přilnavost, rázovou pevnost a pružnost při nízkých teplotách. Nevýhodou polyurethanů je omezená horní provozní teplota (typicky 250 ° F (121 ° C)). Při výrobě by elektronická výroba zakoupila dvousložkový urethan (pryskyřice a katalyzátor), který by byl smíchán a nalit na sestavu obvodu (viz Dávkování pryskyřice ). Ve většině případů by byla konečná sestava desky s obvody neopravitelná po vytvrzení uretanu. Díky svým fyzikálním vlastnostem a nízkým nákladům je polyurethanová enkapsulace (zalévání) populární volbou v automobilovém průmyslu pro automobilové obvody a senzory.

Lepidla

Polyuretan lze použít jako lepidlo, zejména jako lepidlo na zpracování dřeva. Jeho hlavní výhodou oproti tradičnějším lepidlům na dřevo je odolnost proti vodě. Na obecný severoamerický trh byl uveden v 90. letech 20. století Lepidlo na gorily a Vynikat, ale v Evropě byly k dispozici mnohem dříve. Polyuretan je základem pro některá stavební lepidla v a těsnění formát trubice.^[8]

Na cestě k novému a lepšímu lepidlu pro knihaři, poprvé byl v roce 1985 představen nový adhezivní systém. Základem pro tento systém je polyether nebo polyester, zatímco jako prepolymer se používá polyurethan (PUR). Jeho speciální vlastnosti jsou srážení při pokojové teplotě a odolnost proti vlhkosti.

První generace (1988)

• Nízká počáteční pevnost
• Vysoká viskozita
• Doba vytvrzení> 3 dny

Druhá generace (1996)

• Nízká počáteční pevnost
• Vysoká viskozita
• Doba vytvrzení <3 dny

Třetí generace (2000)

• Dobrá počáteční pevnost
• Nízká viskozita
• Doba vytvrzení mezi 6 a 16 hodinami

Čtvrtá generace (současnost)

• Dobrá počáteční pevnost
• Velmi nízká viskozita
• Cure dosáhl během několika sekund díky dvoujádrovým systémům

Výhody polyuretanového lepidla v knižním průmyslu:

• PUR je výrazně lepší než tavné lepidlo nebo lepidlo za studena. Kvůli nedostatku vlhkosti v lepidle lze bez problémů zpracovávat papíry s opačným směrem zrna. Dokonce tištěné a superkalendrovaný papír lze bez problémů svázat. Jedná se o nejekonomičtější lepidlo s teoretickou tloušťkou nanášení 0,01 mm. Při skutečném použití však není praktické aplikovat méně než 0,03 mm.
• PUR lepidlo je extrémně odolné proti povětrnostním vlivům a stabilní při teplotách od -40 ° C do 100 ° C.^[9]

Odolnost proti oděru

Termosetové polyurethany se také používají jako ochranný povlak proti oděru. Litý polyuretan na materiály, jako je ocel, bude účinněji absorbovat dopad částic. Bylo prokázáno, že polyurethany vydrží déle než 25 let v abrazivních prostředích, kde by nepotažená ocel erodovala za méně než 8 let. Polyurethany se používají v průmyslových odvětvích, jako jsou:

• Těžba a zpracování nerostů
• Agregát
• Přeprava
• Beton
• Zpracování papíru
• Napájení
• Výroba nafukovacích člunů

Polyuretan se také používá k výrobě betonového stavebnictví formliners. Polyuretanové matrice slouží jako forma na beton a vytvářejí různé textury a umění.

Rakety na tuhá paliva

Polyuretan se používá společně s Chloristan amonný jako tuhé palivo v ponorce vypuštěno Rakety Polaris.^[10]

Brnění

Polyuretanové močovinové elastomery byly zkoumány výzkumníky z Výzkumná laboratoř americké armády a Massachusetts Institute of Technology pro potenciální materiál pro přilby, obličejové štíty a balistické vesty pro vojáky.^[11]

Anorganické rostlinné substráty

Plechy a vločkové polootevřené hydrofilní polyuretanové pěny našly uplatnění ve střešních zahradách a svislých zelených stěnách s komerčními produkty, které se nyní objevují na trhu.^[12] Substráty z polyuretanové pěny s polootevřenými buňkami mají mnohem nižší hustotu a mnohem větší kapacitu zadržování vody než půdní substráty. Polootevřená buněčná struktura usnadňuje požadované upevnění kořenů rostlin pro zahrady se svislou stěnou. Snížení hmotnosti snižuje požadavky na konstrukci budovy / stěny, zatímco zvýšená kapacita zadržování vody snižuje požadavky na zalévání rostlin.

Zdvihání betonu

Instaluje se námořní obrana s PU Hallig Gröde, ostrov mimo Němec pobřeží

Polymery s uzavřenými buňkami se používají ke zvedání a podpoře betonových vozovek a mostů od roku 1989. Původně vyvinut v Evropě a patentováno Uretek, tato metoda betonová nivelace je nyní široce používán v obytných, komerčních a komunálních aplikacích. Mezi běžné aplikace patří oprava usazených chodníků, příjezdových cest, teras a podlah garáží.^[13]

Reference