Com triar escuma de poliuretà per a la vostra aplicació?

Què és l’escuma de poliuretà (modificació dura)?

Escuma de poliuretà En realitat és un grup de materials pertanyents a la categoria de plàstics, que es fabriquen a base de poliuretans. L'estructura dels materials corresponents conté una proporció significativa de cavitats plenes de porus d'aire o bombolles. L’escuma de poliuretà es va inventar als anys trenta. Aviat va començar a participar activament en diversos àmbits de l'activitat econòmica.

Escuma de poliuretà

L’escuma de poliuretà “clàssica” s’entén amb més freqüència com la seva varietat sòlida. Aquest material s’utilitza activament com a element d’aïllament tèrmic en la construcció de locals residencials. Hi ha modificacions de l’escuma de poliuretà sòlid, que es caracteritzen per una velocitat de curat operativa i que es poden utilitzar de manera eficaç per donar estabilitat a les estructures de construcció individuals; parlem de l’anomenada escuma de poliuretà.

L’escuma de poliuretà curat té un alt grau de resistència química i tèrmica. Sovint és possible eliminar-lo de la superfície sobre la qual es distribueix només mecànicament. Cal distingir l’escuma de poliuretà rígida de materials similars com el poliestirè, el làtex d’escuma o l’esponja de cel·lulosa, que tenen una composició química completament diferent.

Característiques distintives

1. Bases de fabricació... L’escuma de poliuretà flexible es produeix mitjançant polièsters lineals o lleugerament ramificats. Normalment, el material acabat té una estructura de cèl·lules obertes. Per a la producció de material rígid s’utilitzen polièsters molt ramificats que formen polímers amb un alt grau de reticulació. L’estructura del producte té porus tancats. Per obtenir propietats addicionals, s’afegeix a la composició fibra de vidre, estores de vidre i altres components addicionals.
2. Elasticitat... L’escuma de poliuretà elàstic manté la seva forma molt millor després de girar-se i estirar-se. El material torna ràpidament al seu estat original després de l'exposició a forces externes. L’escuma de poliuretà elàstic és el producte de construcció més flexible que s’utilitza.
3. Densitat... L’indicador mitjà d’escuma de poliuretà rígid és de 45-60 kg / m3, elàstic - 8-20 kg / m3. Amb un gruix igual, la densitat de l’escuma és superior. En crear característiques generals, haureu de gastar tres vegades més material elàstic que el material rígid, cosa que és poc econòmic.
4. Característiques tècniques típiques... L'escuma de poliuretà elàstic té un alt aïllament tèrmic i acústic. El material es caracteritza per propietats dielèctriques i absorbents de xoc. El producte s’adhereix bé a les superfícies de fusta, metall, tela i paper. L’escuma de poliuretà rígid té un elevat aïllament elèctric i baixa capacitat d’absorció d’humitat.
5. El cost... El material elàstic és més barat que l’escuma de poliuretà rígid. A l’hora d’escollir un producte, cal parar atenció a les característiques i propietats tècniques i no al cost. Cada material té el seu propi abast. Només en alguns casos es poden substituir entre si.

Què és la goma espuma?

El material en qüestió és un tipus d’escuma de poliuretà, en la seva modificació elàstica. Es van importar al nostre país importants volums de goma espuma amb la marca escandinava Porolon, d’aquí el nom del producte corresponent, que és habitual a la Federació Russa. La goma espuma és un material relativament nou.A escala industrial, es va començar a produir a mitjan segle XX, és a dir, una mica més tard que l’escuma de poliuretà “clàssica”.

Goma espuma

La peculiaritat de la goma espuma és que al voltant del 90% del seu volum és aire. Una part important d’aquest volum es pot substituir molt ràpidament per aigua, si substituïu goma escuma sota el corrent o submergeix-la en un recipient amb líquid. El material en qüestió també es caracteritza per una alta resistència a la deformació.

L’elasticitat i la capacitat d’absorció d’aigua fan que la goma espuma sigui un dels materials més útils de la vida quotidiana. Es fabriquen esponges per rentar els plats i altres usos. La goma espuma s’utilitza sovint com a farciment en la fabricació de mobles. De vegades s’utilitza com a escalfador, a causa de la permeabilitat de l’aire relativament baixa.

No obstant això, el material en qüestió presenta una sèrie d’inconvenients.

En primer lloc, cal destacar que la producció de goma espuma és un procés molt perjudicial per al medi ambient, ja que s’utilitzen substàncies tòxiques al seu interior. Amb el pas del temps, el material en qüestió perd les seves propietats útils: es torna menys elàstic i desapareixen les capes d’aire presents. Per tant, la goma espuma s’utilitza amb més freqüència en aquelles zones on no s’espera que s’utilitzi de manera massa intensa o on sigui acceptable la substitució freqüent de productes que es fabriquen sobre la base del material corresponent.

Goma espuma (escuma de poliuretà elàstic)

En termes de propietats, la goma espuma és el més a prop possible de plàstics i cautxús. L’escuma de poliuretà flexible té les següents característiques:

1. Alta resistència.
2. Resistència a productes químics, ambients agressius.
3. Plasticitat, flexibilitat.
4. Respecte mediambiental, seguretat.
5. Baixa conductivitat tèrmica.
6. Poca absorció d’humitat.
7. Alta resistència a esforços mecànics i físics.
8. Mala contracció durant el funcionament.
9. Recuperació ràpida de la forma primària després de la descàrrega.

Les especificacions poden variar en funció de l’addició de components addicionals durant la producció (colorants, farcits, agents espumants).

L’estructura no és susceptible a la reproducció de rosegadors, insectes i microorganismes. El reciclatge és possible.

Taula

Escuma de poliuretà ("espuma de goma"), inclosa la "escuma de memòria" (Memory Foam)

L’escuma de poliuretà elàstic (escuma de poliuretà per a mobles) s’utilitza en la producció de matalassos. Hi ha diverses dureses, en matalassos de molla s’utilitza escuma de poliuretà suau, en matalassos sense molla també s’utilitza escuma de poliuretà de duresa mitjana i dura com a base del matalàs (bloc monolític). El més barat de tots els farcits de matalassos, tot i que al mateix temps s’utilitzen diversos tipus d’escuma de poliuretà en la producció de matalassos, que difereixen en qualitat, càrrega màxima i, en conseqüència, vida útil, inclosos els tipus d’escuma de poliuretà (artificial làtex, material amb efecte memòria), que per les seves pròpies propietats i qualitat no són inferiors ni al làtex natural. El bo d’aquest material és la seva bona transpiració, gràcies a la seva estructura porosa.

Goma espuma - és el nom comercial de l’escuma de poliuretà flexible, que a la Unió Soviètica era principalment l’empresa escandinava Porolon.

L’escuma de poliuretà (PPU) és un farciment artificial de tipus cel·lular (visualment es pot comparar amb una esponja), és un material provat i segur, que confirma el seu ús generalitzat a la vida quotidiana, per exemple: esponges per rentar plats, farciment als seients del cotxe, aïllant a la construcció.Els poliols s’utilitzen com a matèria primera principal per a la producció d’escuma de poliuretà; en barrejar un poliol i diversos catalitzadors modificadors, es produeix una reacció química, com a resultat de la qual la mescla s’escuma. A causa de la diferent dosificació de productes químics, s’obtenen diversos tipus d’escuma de poliuretà.

Escuma de poliuretà molt elàstica (làtex artificial) es distingeix per les propietats millorades de les matèries primeres utilitzades per a la fabricació, així com per l’estructura de les cèl·lules. A diferència de l’escuma de PU elàstica convencional, que té una estructura cel·lular uniforme, l’escuma de PU molt elàstica té una estructura no uniforme, les cèl·lules tenen mides diferents, gruixos de paret i es distribueixen aleatòriament. A causa de l’estructura inhomogènia amb una càrrega baixa, les cèl·lules més petites entren al treball i, a mesura que augmenta la càrrega, les cèl·lules més grans entren al treball, amb una major resistència a la compressió. Per tant, l’escuma de PU molt elàstica es distingeix per la seva alta elasticitat i comoditat, així com per una vida útil més llarga.

La figura de l'esquerra mostra l'estructura de les cèl·lules de l'escuma de poliuretà convencional, a la dreta: escuma de poliuretà molt elàstica.

Foto d'una llosa feta d'escuma de poliuretà normal (alçada 3 cm) que s'utilitza com a farciment en un matalàs.

Foto d'un bloc monolític d'escuma de poliuretà molt resistent (alçada 8 cm) anomenada Waterform pel fabricant italià de matalassos de Lordflex, que s'utilitza com a base en un matalàs sense moll.

Escuma de poliuretà viscoelàstica amb "memòria de forma" (altres noms: Memoriform, Memory Foam, Memorix) és un material car i únic amb propietats físiques i mecàniques especials, caracteritzat per una recuperació lenta després de la compressió. Quan un objecte (per exemple, un cos humà) està immers en una escuma viscoelàstica, l’escuma reprodueix exactament la forma del cos immers i, després d’eliminar la càrrega, l’escuma torna lentament a la seva forma original. L’escuma viscoelàstica reacciona a la temperatura corporal i a l’ambient suavitzant-se amb la calor corporal i ajustant-se més fàcilment als contorns del cos. A causa d’això, el farciment exerceix la menor pressió sobre els vasos subcutani i afavoreix un millor flux sanguini. A causa de la seva densitat augmentada i, al mateix temps, d’un alt nivell de confort, l’escuma de PU amb “memòria” té una baixa permeabilitat a l’aire en comparació amb l’escuma de PU convencional. Altres característiques de l’escuma viscoelàstica són l’amortiment de les vibracions i l’absorció de xocs: els productes fabricats amb escuma viscoelàstica absorbeixen fins al 90% de l’energia aplicada. L'escuma de viscoelàstica PU s'utilitza en moltes àrees de la indústria, inclosa la indústria espacial (va ser utilitzada per primera vegada per la NASA - l'Administració Nacional d'Aeronàutica i Espai dels Estats Units).

Foto d'una placa feta d'escuma de poliuretà viscoelàstic amb "memòria" (alçada 4 cm) que s'utilitza com a farciment en un matalàs.

La foto mostra una empremta de la forma d’una mà després de prémer l’escuma de poliuretà viscoelàstica amb “memòria”: l’efecte dura uns segons.

Vídeo sobre la producció de goma espuma per a mobles a la planta russa SIBPLAST:

Més informació sobre l’escuma de poliuretà

Quan a finals dels anys 30 del segle XIX, és a dir, fa gairebé dos-cents anys, els físics alemanys que treballaven per a Bayer van treballar en el desenvolupament d’elastòmers de poliuretà, ni tan sols podien pensar que el producte final obtingut com a resultat de els experiments, que contenen bombolles de gas no desitjades, es convertirien en un nou pas en l'evolució dels materials polimèrics. Els científics van començar a combinar intencionadament alcohols polihidràtics amb isociants multifuncionals. Així va aparèixer l’escuma amb estructura cel·lular. Els experiments i experiments posteriors van conduir a la formació del producte final: escuma de poliuretà.

De fet, l’escuma de poliuretà (PUF) és un plàstic d’enginyeria d’ús massiu que es pot utilitzar per a diversos propòsits.

Els diferents tipus d’escuma de poliuretà es basen en polièsters o polièsters simples (PE). Així doncs, a partir del PE complex a mitjan segle passat, es van començar a desenvolupar plàstics d’escuma amb propietats elàstiques. Pocs anys després van aparèixer les primeres escumes a base de polieters. L'abast de la PPU es va expandir gradualment i, a finals dels anys 90, la PPU es va utilitzar activament a tot arreu. A més, al voltant del 70% del volum total d'escuma de poliuretà produïda es va utilitzar en la fabricació de mobles i matalassos entapissats.

A l’hora d’escollir un determinat tipus d’escuma de poliuretà per a mobles entapissats, les seves característiques principals són importants: el grau de rigidesa, el pes, l’elasticitat i les propietats d’absorció de xocs. Totes aquestes qualitats depenen de quins productes i formulacions de partida s’utilitzin en la producció d’escuma de poliuretà.

Segons el grau de duresa, l’escuma elàstica de poliuretà pot ser molt suau (a partir de 0,5 kPa), suau, estàndard o dura. També hi ha escuma de poliuretà ultra-rígida (fins a 10 kPa). L’escuma de poliuretà rígid és capaç de substituir els blocs de moll i les làmines d’escuma de poliuretà suau de gruix petit s’utilitzen normalment en combinació amb altres materials.

Hi ha dues maneres de produir escuma de PU flexible. En la fabricació d’escumes de poliuretà modelat, cada peça s’emmotlla per separat. En la producció d’escumes de poliuretà en blocs, el producte final són grans blocs rectangulars o cilíndrics, que després es tallen en blancs.

A l’hora d’escollir un tipus específic d’escuma de poliuretà elàstic de blocs per a la fabricació de mobles entapissats, conceptes com la rigidesa del material i la seva densitat aparent tenen una importància cabdal. La rigidesa és la capacitat d’un material per resistir la deformació. La densitat aparent està determinada per la densitat aparent del material porós. La rigidesa i la densitat aparent estan íntimament relacionades: com més gran sigui la densitat del material, millor serà l’escuma i major serà el límit de la seva "fatiga". És a dir, com més gran sigui la càrrega assumida en una secció determinada de mobles, més alta hauria de ser la densitat aparent. Amb una combinació verificada amb èxit de la densitat i rigidesa aparents del material, podeu aconseguir mobles entapissats d’alta qualitat.

La pràctica demostra que les opcions següents per seleccionar PPU per a diversos elements de mobles entapissats es poden considerar les més reeixides. Per als seients que experimenten càrregues elevades constants, la densitat de l’escuma PU hauria de ser com a mínim de 28-30 kg / m3. Per als recolzabraços i els respatllers, que tenen una càrrega molt inferior, podeu utilitzar escuma de poliuretà amb una densitat aparent lleugerament inferior (23-25 ​​kg / m3). Es requereix el major grau de densitat aparent per a les escumes de PU que s’utilitzen en la fabricació de terres prims en seients (no menys de 35 kg / m3) i en els respatllers i recolzabraços (no menys de 28 kg / m3). La raó és que, com menys gruix del sòl, més es presta a la deformació.

El grau d’elasticitat de l’escuma de poliuretà es determina en funció de la mida de l’àrea del bucle d’histèresi sota la influència de la càrrega. Com més petit sigui el bucle, més elàstic serà el material i, per tant, més ràpid tornarà a la seva forma original després que la càrrega hagi desaparegut. Les escumes de poliuretà bloc tenen moltes oportunitats quant a la selecció del grau d’elasticitat. Això permet combinar paviments de materials de diferents graus d’elasticitat, que es corresponen exactament amb els paràmetres especificats.

L’escuma elàstica de poliuretà Block és especialment bona en la fabricació de matalassos. El motiu és una alta permeabilitat a l’aire, un excel·lent intercanvi d’humitat i calor, i un pes baix d’aquest material. Tot i així, cal recordar que la densitat aparent de l’escuma de poliuretà que s’utilitza en la fabricació del matalàs ha de ser com a mínim de 30-35 kg / m3. Això és necessari perquè les cèl·lules de l'escuma de poliuretà no es deformin i la humitat i l'intercanvi d'aire no es pertorbin a l'interior del producte.

Les PPU de bloc tenen molts avantatges.Són resistents com a material per a la fabricació de mobles (especialment aquells desenvolupats sobre la base de polieters), resistents a l'envelliment, la humitat i les temperatures extremes. A més, l’escuma de poliuretà bloqueja compleix els requisits sanitaris i higiènics més elevats. Nombrosos estudis han demostrat la seguretat absoluta de l'escuma de poliuretà en blocs per a la salut humana. L'únic inconvenient de l'escuma de poliuretà bloc (especialment amb una densitat inferior a 30 kg / metre cúbic), que cal recordar, és que el material pot perdre les seves propietats originals quan es restaura després d'una compressió excessiva. Això significa que s’ha de tenir especial cura a l’hora d’emmagatzemar i transportar productes que contenen escuma de poliuretà en blocs.

L’escuma de poliuretà modelada s’utilitza en la fabricació d’elements de mobles tous complexos i voluminosos. Cada peça es produeix en un motlle individual. Al mateix temps, la precisió de producció és tan elevada que no requereix més refinament. Les peces d’escuma de poliuretà modelades tenen una densitat molt més gran que les parts d’escuma de poliuretà de bloc amb característiques similars. La densitat del material per als respatllers dels sofàs i butaques no és inferior a 42 kg / m3, per als seients: no inferior a 45-48 kg / m3. En mobles d’oficina, on el gruix de l’element tou és molt petit i els requisits de resistència al desgast són bastant elevats, s’utilitza escuma de poliuretà amb una densitat de 55 a 70 kg / m3.

L'escuma de PU té una alta capacitat adhesiva per a gairebé qualsevol material. Així, en el mètode d’emmotllament, es poden utilitzar blocs de moll, marcs metàl·lics i altres parts simultàniament amb escuma de PU. Per tant, el procés de fabricació de mobles entapissats es simplifica enormement: en una sola operació, es pot obtenir una unitat completament acabada.

Avui en dia, el material principal del paviment en la fabricació de mobles entapissats continua sent una escuma de poliuretà en blocs més econòmica.

A més, podeu llegir sobre l’estructura química i les aplicacions de l’escuma de poliuretà a Viquipèdia.

Reptes i solucions

Làmines d’escuma de poliuretà estàndard, materials d’escuma de rotllo, escumes resistents al foc o viscoelàstiques amb una estructura complexa: cada tipus de producte presentat a penopoliuretan-spb.ru té certs paràmetres tècnics i està dissenyat per resoldre un problema específic. Alguns farcits s’utilitzen per a la producció de mobles, d’altres en la indústria de la construcció i d’altres per millorar l’aïllament acústic dels locals. Però n’hi ha que tenen una àmplia gamma d’aplicacions i és més difícil decidir l’elecció dels productes d’aquesta categoria.

Quina escuma de poliuretà triar, cada comprador decideix per si mateix, en funció dels objectius que vulgui assolir i del pressupost disponible. Però de vegades, abans de fer una compra, serà útil esbrinar quines empreses conegudes prenen per resoldre problemes similars i quines recomanacions fan els experts per a cada tipus de poliuretà escumat. Per fer-ho, només cal que aneu a la pàgina de la vostra tasca, per exemple, "Escuma PU per a un matalàs" o "Goma espuma per a aïllament acústic en edificis residencials".

Propietats generals

L’escuma de poliuretà i la goma espuma pertanyen a un gran grup químic escumes de poliuretà... Es produeixen a partir de polièsters... Quan es fabriquen i s’utilitzen adequadament, els materials són completament ecològics i segurs per als organismes vius.

Les escumes de poliuretà s’utilitzen àmpliament en diversos camps d’activitat, segons la composició, les característiques tècniques i la forma. El material és més demandat a la vida quotidiana, la construcció i la indústria.

Especificacions generals:

• Densitat: 30-300 kg / m3.
• Rang de temperatura - de -60 a +80 ° C.
• No conducció de corrent elèctric.
• Pes lleuger.
• Resistència a l'ozó.
• Resistència als reactius químics (àcids, àlcalis, dissolvents, etc.).
• Permeabilitat a l’aire.
• Baixa resistència a la torsió.

A la producció s’utilitzen 3 tecnologies principals de fosa:

1. Rotatiu - recobriment d'objectes grans i elements cilíndrics.
2. Gratuït - la creació de formes pesades complexes.
3. Sota pressió - s'utilitza per a la producció a gran escala de peces.

La composició química impedeix la reproducció d’insectes, rosegadors i el desenvolupament de microorganismes.

Escuma de poliuretà (escuma de poliuretà rígida)

El material és variat plàstics plens de gas... El 85-90% consta de fase gasosa inerta... L’escuma de poliuretà és un aïllament sintètic amb una estructura cel·lular.

Propietats tècniques:

• Conductivitat tèrmica - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Densitat: 45-60 kg / m3.
• Absorció d’aigua: 1,2-2,1%.
• Destructiu: 0,15-1 MPa (compressió) i 0,35-1,9 MPa (flexió).
• El nombre de porus tancats (85-95 i més).
• La inflamabilitat és una categoria de substàncies difícilment combustibles.

S'utilitza escuma de poliuretà aïllament tèrmic d'edificis residencials i industrials... El producte s’adapta perfectament a les superfícies planes horitzontals i verticals. No cal substituir el material durant tota la vida de l’edifici. L'escuma de poliuretà és adequada per a l'aïllament tèrmic de terres, parets, sostres.

La vida útil mínima és 25-30 anys... Els reactius químics (dissolvents, suavitzants, oli mineral, combustible, àcids, àlcalis) no poden destruir l’estructura, ja que les cèl·lules que hi ha estan tancades. El producte és resistent a l’aparició de rosegadors i insectes, al desenvolupament de fongs, floridures i microbis. Els elements estranys no penetren a l’estructura.