Come scegliere la schiuma di poliuretano per la tua applicazione?

Cos'è la schiuma di poliuretano (modifica dura)?

Schiuma poliuretanica È in realtà un gruppo di materiali appartenenti alla categoria delle materie plastiche, che sono realizzati sulla base di poliuretani. La struttura dei materiali corrispondenti contiene una percentuale significativa di cavità riempite di pori d'aria o bolle. La schiuma di poliuretano è stata inventata negli anni '30. Presto iniziò ad essere attivamente coinvolto in vari settori di attività economica.

Schiuma poliuretanica

La schiuma di poliuretano "classica" è spesso intesa come la sua varietà solida. Questo materiale viene utilizzato attivamente come elemento di isolamento termico nella costruzione di locali residenziali. Esistono modifiche della schiuma di poliuretano solido, che sono caratterizzate da una velocità operativa di indurimento e possono essere utilizzate efficacemente per dare stabilità alle singole strutture edilizie: stiamo parlando della cosiddetta schiuma di poliuretano.

La schiuma poliuretanica polimerizzata ha un alto grado di resistenza chimica e termica. Spesso è possibile rimuoverlo dalla superficie su cui è distribuito solo meccanicamente. È necessario distinguere la schiuma di poliuretano rigido da materiali simili come il polistirolo, il lattice espanso o la spugna di cellulosa, che hanno una composizione chimica completamente diversa.

Caratteristiche distintive

1. Base di produzione... Il poliuretano espanso flessibile viene prodotto utilizzando poliesteri lineari o leggermente ramificati. Tipicamente, il materiale finito ha una struttura a celle aperte. I poliesteri altamente ramificati vengono utilizzati per produrre materiali rigidi, che formano polimeri altamente reticolati. La struttura del prodotto ha i pori chiusi. Per proprietà aggiuntive, alla composizione vengono aggiunti fibra di vetro, tappetini di vetro e altri componenti aggiuntivi.
2. Elasticità... La schiuma elastica di poliuretano mantiene la sua forma molto meglio dopo la torsione e l'allungamento. Il materiale ritorna rapidamente al suo stato originale dopo l'esposizione a forze esterne. La schiuma di poliuretano elastico è il prodotto da costruzione più flessibile utilizzato.
3. Densità... L'indicatore medio di schiuma di poliuretano rigido è 45-60 kg / m3, elastico - 8-20 kg / m3. A parità di spessore, la densità della schiuma è maggiore. Quando crei caratteristiche generali, dovrai spendere tre volte più materiale elastico rispetto al materiale rigido, il che è antieconomico.
4. Caratteristiche tecniche tipiche... La schiuma di poliuretano elastico ha un elevato isolamento termico e isolamento acustico. Il materiale è caratterizzato da proprietà dielettriche e smorzanti. Il prodotto aderisce bene a superfici in legno, metallo, tessuto e carta. La schiuma di poliuretano rigido ha un elevato isolamento elettrico e una bassa capacità di assorbimento dell'umidità.
5. Il costo... Il materiale elastico è più economico della schiuma di poliuretano rigido. Quando si sceglie un prodotto, è necessario prestare attenzione alle caratteristiche tecniche e alle proprietà e non al costo. Ogni materiale ha il suo scopo. Solo in alcuni casi possono essere sostituiti tra loro.

Cos'è la gommapiuma?

Il materiale in questione è un tipo di schiuma di poliuretano - nella sua modifica elastica. Volumi significativi di gommapiuma sono stati importati nel nostro paese con il marchio scandinavo Porolon, da cui il nome del prodotto corrispondente, comune nella Federazione Russa. La gommapiuma è un materiale relativamente nuovo.Su scala industriale, ha iniziato a essere prodotto a metà del XX secolo, cioè un po 'più tardi della "classica" schiuma di poliuretano.

Gommapiuma

La particolarità della gommapiuma è che circa il 90% del suo volume è aria. Una parte significativa di questo volume può essere sostituita molto rapidamente con acqua, se si sostituisce la gommapiuma sotto il flusso o si immerge in un contenitore con liquido. Il materiale in questione è inoltre caratterizzato da un'elevata resistenza alla deformazione.

L'elasticità e la capacità di assorbire l'acqua fanno della gommapiuma uno dei materiali più utili nella vita di tutti i giorni. Le spugne sono fatte da esso per lavare i piatti e altri scopi. La gommapiuma viene spesso utilizzata come riempitivo nella produzione di mobili. A volte viene utilizzato come riscaldatore, a causa della permeabilità all'aria relativamente bassa.

Tuttavia, il materiale in questione presenta una serie di svantaggi.

Innanzitutto, vale la pena notare che la produzione di gommapiuma è un processo molto dannoso per l'ambiente, perché al suo interno vengono utilizzate sostanze tossiche. Nel tempo, il materiale in questione perde le sue proprietà utili: diventa meno elastico, gli strati d'aria presenti in esso scompaiono. Pertanto, la gommapiuma è più spesso utilizzata in quelle aree in cui non è previsto un uso troppo intensivo o dove è accettabile la sostituzione frequente di prodotti realizzati sulla base del materiale corrispondente.

Gomma espansa (schiuma poliuretanica elastica)

In termini di proprietà, la gommapiuma è il più vicino possibile alla plastica e alle gomme. La schiuma di poliuretano flessibile ha le seguenti caratteristiche:

1. Molta forza.
2. Resistenza ai prodotti chimici, ambienti aggressivi.
3. Plasticità, flessibilità.
4. Compatibilità ambientale, sicurezza.
5. Bassa conducibilità termica.
6. Scarso assorbimento dell'umidità.
7. Elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche e fisiche.
8. Scarsa contrazione durante il funzionamento.
9. Rapido recupero della forma primaria dopo lo scarico.

Le specifiche possono variare, a seconda dell'aggiunta di componenti aggiuntivi durante la produzione (coloranti, riempitivi, agenti espandenti).

La struttura non è suscettibile alla riproduzione di roditori, insetti, microrganismi. Il riciclaggio è possibile.

tavolo

Schiuma di poliuretano ("gommapiuma"), anche con "memoria di forma" (Memory Foam)

La schiuma di poliuretano elastico (schiuma di poliuretano per mobili) viene utilizzata nella produzione di materassi. Esistono varie durezze, nei materassi a molle si utilizza il poliuretano espanso morbido, nei materassi senza molle si utilizzano anche come base del materasso le durezze medie e le schiume poliuretaniche dure (blocco monolitico). Il più economico tra tutti i riempitivi nei materassi, sebbene allo stesso tempo vengano utilizzati vari tipi di schiuma di poliuretano nella produzione di materassi, diversi per qualità, carico massimo e, di conseguenza, durata, compresi i tipi costosi e di alta qualità di schiuma di poliuretano (artificiale lattice, materiale con effetto memoria), che per le proprie proprietà e qualità non sono inferiori nemmeno al lattice naturale. La cosa buona di questo materiale è la sua buona traspirabilità grazie alla sua struttura porosa.

Gommapiuma - è il nome commerciale della schiuma di poliuretano flessibile, che in Unione Sovietica era principalmente l'azienda scandinava Porolon.

La schiuma di poliuretano (PPU) è un riempitivo artificiale di tipo cellulare (visivamente può essere paragonato a una spugna), è un materiale collaudato e sicuro, che conferma il suo uso diffuso nella vita di tutti i giorni, ad esempio: spugne per lavare i piatti, riempitivo nei seggiolini auto, isolamento nella costruzione.I polioli sono utilizzati come materia prima principale per la produzione di schiuma di poliuretano; quando si mescolano un poliolo e una serie di catalizzatori modificanti, si verifica una reazione chimica, a seguito della quale la miscela è schiumogena. A causa del diverso dosaggio dei prodotti chimici, si ottengono vari tipi di schiuma di poliuretano.

Schiuma poliuretanica altamente elastica (lattice artificiale) si distingue per le proprietà migliorate delle materie prime utilizzate per la fabbricazione, nonché per la struttura delle cellule. A differenza della schiuma PU elastica convenzionale, che ha una struttura cellulare uniforme, la schiuma PU altamente elastica ha una struttura non uniforme, le cellule hanno dimensioni e spessori di parete differenti e sono distribuite casualmente. A causa della struttura disomogenea a basso carico, le celle più piccole entrano in lavoro e all'aumentare del carico entrano in funzione celle più grandi, con maggiore resistenza alla compressione. Pertanto, la schiuma PU altamente elastica si distingue per l'elevata elasticità e comfort, nonché una maggiore durata.

La figura a sinistra mostra la struttura delle celle della schiuma di poliuretano convenzionale, a destra - schiuma di poliuretano altamente elastica.

Foto di una lastra di normale schiuma di poliuretano (altezza 3 cm) utilizzata come riempimento in un materasso.

Foto di un blocco monolitico di poliuretano espanso ad alta resilienza (altezza 8 cm) denominato Waterform dal produttore italiano di materassi Lordflex, utilizzato come base in un materasso senza molle.

Poliuretano espanso viscoelastico con "memoria di forma" (altri nomi: Memoriform, Memory Foam, Memorix) è un materiale costoso e unico con proprietà fisiche e meccaniche speciali, caratterizzato da un lento recupero dopo la compressione. Quando un oggetto (ad esempio un corpo umano) viene immerso in una schiuma viscoelastica, la schiuma riproduce esattamente la forma del corpo immerso e, una volta rimosso il carico, la schiuma ritorna lentamente alla sua forma originale. La schiuma viscoelastica reagisce alla temperatura corporea e ambientale ammorbidendosi con il calore corporeo e adattandosi più facilmente ai contorni del corpo. A causa di ciò, il riempitivo esercita la minima pressione sui vasi sottocutanei e promuove un migliore flusso sanguigno. Grazie alla sua maggiore densità e allo stesso tempo un alto livello di comfort, la schiuma PU con "memoria" ha una bassa permeabilità all'aria rispetto alla schiuma PU convenzionale. Altre caratteristiche della schiuma viscoelastica sono lo smorzamento delle vibrazioni e l'assorbimento degli urti: i prodotti in schiuma viscoelastica assorbono fino al 90% dell'energia applicata. La schiuma poliuretanica viscoelastica viene utilizzata in molte aree dell'industria, inclusa l'industria spaziale (è stata utilizzata per la prima volta dalla NASA, la US National Aeronautics and Space Administration).

Foto di un piatto in poliuretano espanso viscoelastico con "memory" (altezza 4 cm) utilizzato come imbottitura in un materasso.

La foto mostra l'impronta della forma di una mano dopo aver premuto sulla schiuma di poliuretano viscoelastico con "memoria" - l'effetto dura pochi secondi.

Video sulla produzione di gommapiuma per mobili presso lo stabilimento russo SIBPLAST:

Maggiori informazioni sulla schiuma di poliuretano

Quando alla fine degli anni '30 del XIX secolo, cioè quasi duecento anni fa, i fisici tedeschi che lavoravano per la Bayer si occuparono dello sviluppo di elastomeri poliuretanici, non potevano nemmeno pensare che il prodotto finale ottenuto come risultato di gli esperimenti, contenenti bolle di gas indesiderate, diventerebbero un nuovo passo nell'evoluzione dei materiali polimerici. Gli scienziati hanno iniziato a combinare intenzionalmente alcoli poliidrici con isocyantes multifunzionali. È così che è apparsa la schiuma con una struttura cellulare. Successivi esperimenti ed esperimenti hanno portato alla formazione del prodotto finale: la schiuma di poliuretano.

In effetti, la schiuma di poliuretano (PUF) è una plastica tecnica per uso di massa che può essere utilizzata per una varietà di scopi.

Diversi tipi di schiuma di poliuretano sono basati su poliesteri o poliesteri semplici (PE). Quindi, sulla base del PE complesso a metà del secolo scorso, iniziarono a essere sviluppate materie plastiche espanse con proprietà elastiche. Qualche anno dopo apparvero le prime schiume a base di polieteri. L'ambito della PPU si è gradualmente ampliata e alla fine degli anni '90 le PPU sono state utilizzate attivamente ovunque. Inoltre, circa il 70% del volume totale della schiuma di poliuretano prodotta è stato utilizzato nella produzione di mobili imbottiti e materassi.

Quando si sceglie un certo tipo di schiuma di poliuretano per mobili imbottiti, le sue caratteristiche principali contano: il grado di rigidità, peso, elasticità, proprietà di assorbimento degli urti. Tutte queste qualità dipendono da quali prodotti e formulazioni di partenza vengono utilizzati nella produzione di schiuma di poliuretano.

A seconda del grado di durezza, la schiuma poliuretanica elastica può essere super morbida (da 0,5 kPa), morbida, standard o dura. C'è anche la schiuma di poliuretano ultra rigida (fino a 10 kPa). La schiuma di poliuretano rigido è in grado di sostituire i blocchi a molla e di solito vengono utilizzati fogli di schiuma di poliuretano morbido di piccolo spessore in combinazione con altri materiali.

Esistono due modi per produrre schiuma PU flessibile. Nella produzione di schiume poliuretaniche stampate, ogni pezzo viene stampato separatamente. Nella produzione di schiume poliuretaniche a blocchi, il prodotto finale è costituito da grandi blocchi rettangolari o cilindrici, che vengono poi tagliati in fustellati.

Quando si sceglie un tipo specifico di schiuma poliuretanica elastica a blocchi per la produzione di mobili imbottiti, concetti come la rigidità del materiale e la sua densità apparente sono di fondamentale importanza. La rigidità è la capacità di un materiale di resistere alla deformazione. La densità apparente è determinata dalla densità apparente del materiale poroso. Rigidezza e densità apparente sono strettamente correlate: maggiore è la densità del materiale, migliore è la schiuma e maggiore è il limite della sua "fatica". Cioè, maggiore è il carico assunto su una certa sezione del mobile, maggiore dovrebbe essere la densità apparente. Con una combinazione verificata con successo della densità apparente e della rigidità del materiale, è possibile ottenere mobili imbottiti di alta qualità.

La pratica mostra che le seguenti opzioni per la selezione di PPU per vari elementi di mobili imbottiti possono essere considerate le più riuscite. Per i sedili che subiscono carichi elevati costanti, la densità della schiuma PU dovrebbe essere di almeno 28-30 kg / m3. Per i braccioli e gli schienali, che hanno un carico molto inferiore, è possibile utilizzare schiuma di poliuretano con una densità apparente leggermente inferiore (23-25 ​​kg / m3). Il più alto grado di densità apparente è richiesto per la schiuma PU utilizzata nella produzione di pavimenti sottili in sedili (non meno di 35 kg / m3) e in schienali e braccioli (non meno di 28 kg / m3). Il motivo è che minore è lo spessore del pavimento, più si presta alla deformazione.

Il grado di elasticità della schiuma di poliuretano è determinato in base alle dimensioni dell'area del ciclo di isteresi sotto l'influenza del carico. Più piccolo è il cappio, più elastico è il materiale e, quindi, più velocemente tornerà alla sua forma originale dopo che il carico è scomparso. La schiuma di poliuretano a blocchi ha ampie opportunità in termini di selezione del grado di elasticità. Ciò consente di combinare pavimentazioni di materiali con diversi gradi di elasticità, che corrispondono esattamente ai parametri specificati.

La schiuma di poliuretano elastico a blocchi è particolarmente indicata nella produzione di materassi. Il motivo è l'elevata permeabilità all'aria, l'umidità e lo scambio termico eccellenti, il peso ridotto di questo materiale. Tuttavia, va ricordato che la densità apparente della schiuma di poliuretano utilizzata nella fabbricazione del materasso deve essere di almeno 30-35 kg / m3. Ciò è necessario affinché le cellule della schiuma di poliuretano non si deformino e l'umidità e il ricambio d'aria non vengano disturbati all'interno del prodotto.

I blocchi PPU hanno molti vantaggi.Sono durevoli come materiale per la fabbricazione di mobili (in particolare quelli sviluppati sulla base di polieteri), resistenti all'invecchiamento, all'umidità e alle temperature estreme. Inoltre, la schiuma di poliuretano a blocchi soddisfa i più elevati requisiti sanitari e igienici. Numerosi studi hanno dimostrato l'assoluta sicurezza della schiuma di poliuretano a blocchi per la salute umana. L'unico inconveniente del poliuretano espanso a blocchi (soprattutto con una densità inferiore a 30 kg / metro cubo), che va ricordato, è che il materiale può perdere le sue proprietà originali se ripristinato dopo un'eccessiva compressione. Ciò significa che è necessario prestare particolare attenzione durante la conservazione e il trasporto di prodotti contenenti schiuma di poliuretano a blocchi.

La schiuma di poliuretano stampato viene utilizzata nella produzione di elementi di mobili morbidi complessi e voluminosi. Ogni parte è prodotta in uno stampo individuale. Allo stesso tempo, l'accuratezza della produzione è così elevata da non richiedere ulteriore affinamento. Le parti in schiuma di poliuretano stampato hanno una densità molto più elevata rispetto alle parti in schiuma di poliuretano a blocchi con caratteristiche simili. La densità del materiale per gli schienali di divani e poltrone non è inferiore a 42 kg / m3, per i sedili - non inferiore a 45-48 kg / m3. Nei mobili per ufficio, dove lo spessore dell'elemento morbido è molto piccolo e i requisiti di resistenza all'usura sono piuttosto elevati, viene utilizzata schiuma di poliuretano con una densità di 55-70 kg / m3.

La schiuma PU ha un'elevata capacità adesiva su quasi tutti i materiali. Pertanto, nel metodo di stampaggio, blocchi a molla, telai metallici e altre parti possono essere utilizzati contemporaneamente alla schiuma PU. Pertanto, il processo di realizzazione di mobili imbottiti è notevolmente semplificato: in un'unica operazione è possibile ottenere un'unità completamente finita.

Oggi, il materiale di pavimentazione principale nella produzione di mobili imbottiti rimane una schiuma di poliuretano a blocchi più economica.

Inoltre, puoi leggere la struttura chimica e le applicazioni della schiuma di poliuretano su Wikipedia.

Sfide e soluzioni

Fogli di poliuretano espanso standard, materiali in rotoli di schiuma, schiume ignifughe o viscoelastiche con una struttura complessa: ogni tipo di prodotto presentato su penopoliuretan-spb.ru ha determinati parametri tecnici ed è progettato per risolvere un problema specifico. Alcuni riempitivi vengono utilizzati per la produzione di mobili, altri nel settore edile e altri per migliorare l'isolamento acustico dei locali. Ma ci sono quelli che hanno una vasta gamma di applicazioni ed è molto difficile decidere sulla scelta dei prodotti di questa categoria.

Quale schiuma di poliuretano scegliere, ogni acquirente decide da solo, in base agli obiettivi che vuole raggiungere e al budget disponibile. Ma a volte, prima di effettuare un acquisto, sarà utile scoprire cosa prendono le aziende famose per risolvere problemi simili e quali raccomandazioni vengono fornite dagli esperti per ogni tipo di poliuretano espanso. Per fare questo, vai semplicemente alla pagina del "tuo" compito, ad esempio, "Schiuma PU per un materasso" o "Gomma espansa per l'isolamento acustico negli edifici residenziali".

Proprietà generali

La schiuma di poliuretano e la gommapiuma appartengono a un ampio gruppo chimico schiume poliuretaniche... Sono prodotti sulla base di poliesteri... Se fabbricati e utilizzati correttamente, i materiali sono completamente ecologici e sicuri per gli organismi viventi.

Le schiume poliuretaniche trovano largo impiego in svariati campi di attività, a seconda della composizione, delle caratteristiche tecniche e della forma. Il materiale è più richiesto nella vita di tutti i giorni, nell'edilizia e nell'industria.

Specifiche generali:

• Densità - 30-300 kg / m3.
• Intervallo di temperatura - da -60 a +80 ° C.
• Non conduttività della corrente elettrica.
• Peso leggero.
• Resistenza all'ozono.
• Resistenza ai reagenti chimici (acidi, alcali, solventi, ecc.).
• Permeabilità all'aria.
• Bassa resistenza alla torsione.

Nella produzione vengono utilizzate 3 principali tecnologie di colata:

1. Rotante - copertura di oggetti di grandi dimensioni ed elementi cilindrici.
2. Gratuito - la creazione di forme pesanti complesse.
3. Sotto pressione - utilizzato per la produzione su larga scala di parti.

La composizione chimica impedisce la riproduzione di insetti, roditori e lo sviluppo di microrganismi.

Schiuma poliuretanica (schiuma poliuretanica rigida)

Il materiale è una varietà plastica riempita di gas... L'85-90% è costituito da fase gassosa inerte... La schiuma di poliuretano è un isolante sintetico con una struttura cellulare.

Proprietà tecniche:

• Conduttività termica - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Densità - 45-60 kg / m3.
• Assorbimento d'acqua - 1,2-2,1%.
• Distruttivo: 0,15-1 MPa (compressione) e 0,35-1,9 MPa (flessione).
• Il numero di pori chiusi (85-95 e più).
• L'infiammabilità è una categoria di sostanze difficilmente combustibili.

Viene utilizzata la schiuma di poliuretano isolamento termico di edifici residenziali e industriali... Il prodotto si adatta perfettamente a superfici piane orizzontali e verticali. La sostituzione del materiale non è richiesta per tutta la vita dell'edificio. La schiuma di poliuretano è adatta per l'isolamento termico di pavimenti, pareti, soffitti.

La vita utile minima è 25-30 anni... I reagenti chimici (solventi, ammorbidenti, olio minerale, carburante, acidi, alcali) non possono distruggere la struttura, poiché le celle in essa contenute sono chiuse. Il prodotto è resistente alla comparsa di roditori e insetti, allo sviluppo di funghi, muffe e microbi. Gli elementi estranei non penetrano nella struttura.