مقالات
پلی اورتان چیست؟ بررسی کاربرد و ویژگی ها
آذر
حتما تا به امروز ار تجهیزات و ابزارهای مختلفی در محیط کار و یا زندگی‌تان استفاده کرده‌اید، اما آیا تا به حال درباره ترکیبات و موادی که در ساخت آنها استفاده شده توجه داشته‌اید؟ یکی از پرمصرف‌ترین وسایلی که شما در طی روز از آن استفاده می‌کنید کفش و یا صندل‌های طبی می‌باشند.
در ساخت و تولید این دو محصول و سایر محصولات موجود در بازار از انواع مواد شیمیایی و تجهیزات محتلفی استفاده می‌شود. ولی یکی از مهم‌ترین ترکیباتی که در این محصولات وجود دارد پلی اورتان است. پلی اورتان یکی از پایه‌ای‌ترین ترکیبات شیمیایی است که تاثیر بسزایی در کیفیت و کارایی این محصولات دارد. ما در این مقاله قصد داریم شما را با پلی اورتان، انواع آن و کاربردهایی که در صنایع مختلف دارد بیشتر آشنا کنیم.
پلی اورتان چیست؟
پلی اورتان یا به اصطلاح پلی یورتان یکی از ترکیبات شیمیایی است که از واکنش شیمیایی پلی ال‌ها و ایزوسیانات‌ها ایجاد می‌شود. جالب است بدانید که ماده پلی اورتان برای اولین بار توسط شخصی به نام اوتو بایر در سال 1937 در آلمان کشف شد که پس از آن این مواد به دلیل دارا بودن خواص و کاربردهای ویژه در صنایع مختلف در بسیاری از صنایع موجود در جهان مورد استفاده قرار گرفت و باعث رشد و پیشرفت آنها شد.
پلی اورتان یک ماده همه کاره و پرکاربردی است که نقش مهمی در زندگی روزمره ما ایفا می‌کند. پلیمر یورتان یک ماده با دوام، مقاوم در برابر سایش، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر رطوبت است.
انواع پلی اورتان موجود در بازار بر اساس کاربرد
از فوم پلی اورتان به طور وسیع در صنعت ساخت و ساز با هدف عایق کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ترکیب پلی ال با دی ایزوسیانات به همراه سایر عناصر و عوامل دمنده تولید می‌شود. عوامل دمنده تولید شده حباب‌هایی ایجاد می‌کنند که دارای خواص عایق می‌باشند. به طور کلی فوم پلی یورتان را بسته به ویژگی‌شان به 3 دسته تقسیم بندی کرد.
برخی از انواع پلی اورتان عبارتند از:
• فوم یورتان نرم (انعطاف پذیر)
فوم پلی اورتان نرم یا انعطاف پذیری در طیف وسیعی به عنوان مواد در محصولات مختلف تجاری و مصرفی مانند: مبلمان اداری، فضای داخلی خودرو، منسوجات، زیره کفش، زیر فرش و سایر بسته بندی‌های تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فوم‌های یورتان نرم را به سطوح مختلف، اشکال مختلف به راحتی تولید کرد.
فوم پلی اورتان نرم شامل:
- فوم نرم بلوکی: از فوم نرم بلوکی برای تزئین فضای داخلی خودرو مانند بالشتک‌های روی صندلی اتومبیل و تشک‌های خواب استفاده می‌شود.
- ویسکو الاستیک: ویسکو الاستیک‌ها به دلیل قابلیت مناسبی که دارد به عنوان عایق صوتی در سینماها، سالن‌های همایش، سالن‌های کنفرانس و سایر مکان‌هایی که به عایق صوتی نیاز دارند استفاده می‌شوند.
• فوم یورتان سخت
فوم پلی اورتان سخت یکی از انواع محبوب پلی اورتان می‌باشد که به دلیل خواص عایق کاری مناسبی که دارد شناخته می‌شود. از فوم پلی اورتان سفت معمولا در تبرید، صنعت ساخت و ساز برای پانل‌های عایق و بسته بندی استفاده می‌شوند. این نوع از پلی یورتان سخت دارای مقاومت حرارتی و یکپارچگی ساختار مناسب هستند.
• فوم نیمه نرم
در بین انواع مختلف فوم پلی اورتان که در بازار وجود دارد بعضی از آنها نه نرمی پلی اورتان نرم دارند و نه سختی پلی یورتان سخت را بلکه دارای حالتی نیمه نرم می‌باشند. این نوع فوم به دلیل ساختار خود که بخشی از آن باز است و بخشی دیگر دارای سلول بسته می‌باشد؛ بنابراین قابلیت جذب آب را به درون سلول‌های خود دارد اما نمی‌تواند رطوبت موجود در هوا را به خود جذب کند.
به همین منظور از فوم پلی اورتان نیمه نرم برای ساخت انواع ضربه گیر سپر خودرو، ساخت اسباب بازی‌های کودکان، داشبوردها و همچنین ساخت وسایل تزئینی استفاده می‌شود. اما مهم‌تر از همه موارد گفته شده، از این نوع فوم می‌توان در صنعت حمل و نقل ریلی، دریایی و جاده‌ای نیز استفاده کرد.
خواص استفاده از فوم پلی اورتان
پلی اورتان یک نوع پلیمر است که می‌تواند به شکل‌های مختلفی مانند فوم سخت، نرم، نیمه نرم، پوشش‌ها، چسب و درزگیر، الاستومرها تولید شود. خواصی که پلی اورتان دارد را می‌توان با تغییر و یا تنظیم ترکیبات شیمیایی و پارامترهای پردازش، عملکرد آن را تغییر دارد. یکی از مزایای اصلی پلی یورتان‌ها سازگاری آنها می‌باشد. کاربرد این نوع فوم در طیف گسترده‌ای از صنایع مانند: مبلمان، خودروسازی، ساخت و ساز، الکترئنیک و کفش می‌باشد.
انعطاف پذیری، دوام، مواد شیمیایی و رطوبت و مقاومت در برابر سایش آن را به بک ماده محبوب تبدیل کرده است. علاوه بر این ویژگی‌ها، پلی یورتان دارای خواص عایق حرارتی خوبی از خود است و از آن برای ایجاد مواد سبک وزن و با مقاومت بالا مناسب است.
فرآیند تولید پلی یورتان
پلی یورتان از واکنش دی ایزوسیانات و پلی ال‌ها تولید می‌شوند. در ابتدا، دی ایزوسیانات‌ها را با پلی ال‌ها و سایر افزودنی‌ها و کاتالیزورها ترکیب می‌شوند تا واکنش شیمیایی آغاز شود. در این واکنش شیمیایی می‌تواند انواع مختلفی از دی ایزوسیانات‌ها و پلی ال‌ها شرکت کنند که در نتیجه آن می‌توان انواع مختلفی از پلی اورتان با خواص و کاربردهای منحصر به فرد را تولید کرد. موادی که در نتیجه این فرآیند ایجاد شده است را می‌توان برای ایجاد فرم‌های مورد نظر مانند فوم، الاستومر یا پوشش دهی بیشتر پردازش کرد.
مزایای خاص پلی یورتان‌ها
پلیمرهای یورتان دارای چندین خواص منحصر بفرد می‌باشند که باعث استفاده گسترده از آنها در صنایع مختلفت شده است. برخی از مزایای استفاده از پلی اورتان شامل:
1. تطبیق پذیری: پلی یورتان‌ها در طیف وسیعی از اشکال از جمله فیلم، فوم، الاستومر، امولسیون و مایع می‌توان تولید کرد. این خاصیت تطبیق پذیری امکان استفاده از آنها را در پروژه‌های مختلف را فراهم می‌کند.
2. عایق حرارتی: فوم های پلی اورتان دارای خواص عایق حرارتی بسیار عالی می‌باشند. از آنها می‌توان به طور موثر برای کاهش میزان انتقال حرارت استفاده کرد، و آنها را برای اهداف عایق کاری در ساختمان ها، سیستم های تبرید و سایر پروژه‌ها که تنظیم حرارتی در آنها مهم است به کاربرد.
3. استحکام مکانیکی: بسته به فرمول، پلی یورتان‌ها می توانند خواص مکانیکی استثنایی مانند استحکام کششی بالا، انعطاف پذیری و دوام داشته باشند. این باعث می‌شود از آنها برای طیف گسترده ای از موارد مناسب باشند که نیاز به یکپارچگی ساختاری و مقاومت در برابر سایش و پارگی دارند.
4. مقاومت شیمیایی: پلی اورتان ها در برابر مواد شیمیایی مختلف مانند روغن‌ها، حلال‌ها و اسیدها مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهند. این ویژگی آنها باعث شده تا برای مصارف بسیاری مناسب باشند، مصارفی که در آن قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خشن مورد انتظار است.
5. خواص چسبندگی: چسب های پلی اورتان دارای استحکام باندینگ عالی می‌باشند و این خاصیت به آنها اجازه می دهد تا به طور وسیعی به انواع اجسام از جمله فلزات، پلاستیک و چوب بچسبند. این باعث می شود آنها در صنعت ساخت و ساز و خودرو ارزشمند باشند.
6. مقاومت در برابر آب: پلی یورتان‌ها را می توان به گونه‌ای ایجاد کرد تا مقاومت بالایی در برابر آب داشته باشند و برای مکان‌هایی که نیاز به پوشش‌های ضدآب، درزگیرها و صنعت دریانوردی مناسب باشد.
7. الاستیسیه: الاستومرهای پلی یورتان دارای خاصیت ارتجاعی هستند که به آنها اجازه می‌دهد کشش پیدا کنند و به شکل اصلی خود باز گردند. این ویژگی منحصر به فرد آنها به عنصری مناسب و کاربردی برای شرایطی که نیاز به انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را دارند تبدیل کند.
8. مقاومت در برابر اشعه ماورا بنفش: بعضی از انواع پلی اروتان‌ها دارای مقاومت خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش یا به عبارتی اشعه UV هستند. از این نوع ملی یورتان بیشتر برای مصارف خارج از منزل که در معرض نور شدید خورشید قرار دارند مناسب است.
د عایق الکتریکی: پلی یورتان‌ها به گونه‌ای تولید شده‌اند که دارای خواص عایق الکتریکی عالی می‌باشند و از آنها بیشتر در صنایع برق و الکتریک استفاده می‌کنند.
10. مقاومت در برابر آتش: بعضی از انواع پلی یورتان‌ها مقاومت خوبی در برابر حرارت آتش دارند و از آنها برای ایمنی در برابر آتش استفاده می‌کنند.
این ویژگی‌های خاص و منحصر به فرد باعث می‌شود که پلی اورتان‌ها در بسیاری از صنایع کاربرد داشته باشند.
انواع کاربرد فوم پلی اورتان
کاربردهای پلی اورتان یا پلی اورتان به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است. برخی از کاربردهای فوم پلی یورتان عبارتند از:
ساخت و ساز و زیرساخت
پلی اورتان ها نقش حیاتی در بخش ساخت و ساز و زیرساخت ایفا می‌کنند. آنها به طور گسترده ای برای عایق کاری حرارتی در بخش‌های مختلف ساختمان‌ها از جمله سقف، دیوار و کف استفاده می شوند. فوم های پلی یورتان عایق های بسیار خوبی هستند که به طور موثری باعث کاهش انتقال حرارت و بهره وری انرژی می‌شوند.
درزگیر
از پلی اورتان برای پر کردن شکاف‌ها، ایجاد موانع هوا و رطوبت استفاده می شوند. علاوه بر این، پوشش های پلی اورتان برای افزایش دوام، ضد آب و محافظت در برابر خوردگی روی سطوح بتنی اعمال می شود.
استفاده از پلی اورتان در مبلمان و اثاثه یا لوازم داخلی
فوم پلی یورتان معمولا برای بالشتک‌های اثاثه یا لوازم داخلی استفاده می شود. خواص بالشتکی عالی آنها باعث راحتی و پشتیبانی می‌شود. فوم پلی یورتان را می توان به اشکال و چگالی‌های مختلف قالب گیری کرد که آن را برای طیف گسترده‌ای از صنعت مبلمان از جمله مبل، تشک، صندلی و بالش مناسب می کند.
استفاده در لوازم خانگی
فوم پلی اورتان به طور گسترده ای به عنوان عایق در یخچال‌ها، فریزرها و سایر وسایل مورد استفاده قرار می‌گیرد. خواص عایق حرارتی عالی آن به منظور حفظ دمای مطلوب در داخل دستگاه و کاهش مصرف انرژی می‌باشد.
عایق صوتی
این فوم به عنوان یک مانع صوتی عمل می‌کند.
صنعت خودرو سازی
در صنعت خودرو سازی پلی اورتان نقش بسزایی دارد. در این صنعت از پلی اورتان برای موارد مختلفی از جمله صندلی، تزئینات داخلی، داشبورد، پانل درها و عایق صدا استفاده می شود.
تولید کفش ایمنی
در صنعت ساخت کفش‌های ایمنی از پلی اورتان به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. مانند تهیه‌ی زیره‌های میانی، زیره های بیرونی، کفی‌ها و سایر اجزای کفش کاربرد دارند.
تفاوت انواع فوم B1، B2 و B3 پلی اورتان
فوم پلی یورتان در انواع مختلفی تهیه و تولید می‌شود که هر کدام از آنها کاربردهایی دارند. یکی از ویژگی‌های مهم پلی اورتان خاصیت نسوز بودنشان می‌باشد. آنها مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت آتش دارند. در ادامه به معرفی انواع فوم پلی یورتان پی‌پردازیم:
فوم پلی اورتان B1
این نوع فوم از جنس نسوز می‌باشد و در برابر آتش سوزی از خود مقاومت مناسبی نشان می‌دهد. به به فوم پلی اورتال B1 اصطلاحا فوم نسوز می‌گویند.
فوم پلی اورتان B2
این نوع فوم نسبت به فوم B1 کند سوز می‌باشد و در برابر حرارت آتش مقاومت نسبی از خود نشان می‌دهد. به فوم پلی اورتان، فوم کند سوز نیز می‌گویند.
فوم پلی اورتان B3
فوم پلی یورتان B3 که به فوم مشتعل شونده نیز شناخته می‌شود؛ بر خلاف دو نوع فوم قبلی، قابلیت اشتعال بالایی دارد و خطرات زیادی را برای محیط‌هایی که در معرض آتش سوزی قرار دارند ایجاد می‌کند.
پلی اورتان کفش ایمنی
همانگونه که گفته شد، پلی اورتان در موارد بسیاری کاربرد دارد؛ اما یکی از کاربردهای ویژه این مواد شیمیایی، استفاده در ساخت زیره کفش‌های ایمنی می‌باشد. کفش‌های ایمنی، همانگونه که از نامشان مشخص است برای مصارف صنعتی و استفاده در مکان‌هایی که دارای خطر می‌باشد استفاده می‌شود. به دلیل خاصی که کفش‌های ایمنی دارند باید برای ساخت آنها از مواد باکیفیت و عالی استفاده شود.
زیره کفش پلی اورتان یکی از بهترین انواع مواد اولیه برای ساخت کفش‌های ایمنی می‌باشد. برای ساخت زیره کفش‌های ایمنی باید در نظر داشته باشید که چگالی پایینی داشته باشند؛ چگالی پایین زیره کفش ایمنی پاعث سبکی و افزایش دوام کفش‌های می‌شود. زیره کفش‌هایی که از پلی اورتان تهیه می‌شوند انعطاف پذیر، دوام بسیار بالا در برابر شکستن و عایق حرارتی بسیار خوبی هستند.
زیره پلی اورتان فقط برای ساخت کفش‌های صنعتی استفاده نمی‌شود بلکه برای ساخت کفش‌های طبی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یکی از شرکت‌های معتبر که دارای سالها تجربه در زمینه تولید کفش‌های ایمنی و طبی به وسیله پلی اورتان، شرکت کفش ایمنی یحیی می‌باشد. اگر شما در یک حرفه مخاطره آمیز مانند آتش نشانی، ساختمان سازی و… فعالیت دارید بهتر است قبل از تهیه کفش برای پرسنل خود از انواع مدل‌های کفش ایمنی آگاهی پیدا کنید و سپس دست به خرید آن بزنید.
در پایان
پلی یورتان یک پلیمر همه کاره می‌باشد که در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. سازگاری، مقاومت در برابر سایش، دوام، مقاوم در برابر رطوبت و… آن را به یک ماده پر تقاضا در صنایع مختلف تبدیل کرده است. با وجود اینکه پلی اورتان یکی از مواد شیمیایی پر طرفدار در صنایع مختلف است، اما بسیاری از افراد با کاربردهای آن آشنایی کافی را ندارند.
به همین منظور ممکن است در ساخت بسیاری از وسایل و تجهیزات از مواد و ابزارهای متفاوتی استفاده کنند که دوام و مقاومت پلی اورتان را نداشته باشد.
با وجود تنوع بسیار زیادی که در پلی اورتان وجود دارد خیلی از افراد هنگام خرید آن دچار اشتباه می‌شوند و یا موادی را تهیه می‌کنند که کیفیت و مرغوبیت لازم را ندارد به همین منظور بهتر است در این مورد تحقیق کنید.