Hoe polyurethaanschuim kiezen voor uw toepassing?

Wat is polyurethaanschuim (harde modificatie)?

Polyurethaanschuim Is eigenlijk een groep materialen behorende tot de categorie kunststoffen, die zijn gemaakt op basis van polyurethanen. De structuur van de overeenkomstige materialen bevat een aanzienlijk deel van de holtes gevuld met luchtporiën of bellen. Polyurethaanschuim is uitgevonden in de jaren dertig van de vorige eeuw. Al snel begon hij actief betrokken te zijn bij verschillende domeinen van economische activiteit.

Polyurethaanschuim

Het "klassieke" polyurethaanschuim wordt meestal gezien als de solide variant ervan. Dit materiaal wordt actief gebruikt als een element van thermische isolatie bij de bouw van woongebouwen. Er zijn modificaties van vast polyurethaanschuim, die worden gekenmerkt door een operationele uithardingssnelheid en effectief kunnen worden gebruikt om stabiliteit te geven aan individuele bouwconstructies - we hebben het over het zogenaamde polyurethaanschuim.

Uitgehard polyurethaanschuim heeft een hoge mate van chemische en thermische weerstand. Vaak is het alleen mechanisch te verwijderen van het oppervlak waarop het is verdeeld. Het is noodzakelijk om hard polyurethaanschuim te onderscheiden van soortgelijke materialen zoals polystyreen, schuimlatex of cellulosespons, die een geheel andere chemische samenstelling hebben.

Onderscheidende kenmerken

1. Fabricage basis​Flexibel polyurethaanschuim wordt geproduceerd met lineaire of licht vertakte polyesters. Meestal heeft het afgewerkte materiaal een open celstructuur. Voor de productie van stijf materiaal worden sterk vertakte polyesters gebruikt, die polymeren vormen met een hoge vernettingsgraad. De structuur van het product heeft gesloten poriën. Voor extra eigenschappen worden glasvezel, glasmatten en andere extra componenten aan de compositie toegevoegd.
2. Elasticiteit​Elastisch polyurethaanschuim behoudt zijn vorm veel beter na draaien en strekken. Het materiaal keert snel terug naar zijn oorspronkelijke staat na blootstelling aan externe krachten. Elastisch polyurethaanschuim is het meest flexibele bouwproduct dat wordt gebruikt.
3. Dichtheid​De gemiddelde indicator van hard polyurethaanschuim is 45-60 kg / m3, elastisch - 8-20 kg / m3. Bij gelijke dikte is de dichtheid van het schuim hoger. Bij het creëren van algemene kenmerken moet u drie keer meer elastisch materiaal uitgeven dan hard materiaal, wat oneconomisch is.
4. Typische technische kenmerken​Elastisch polyurethaanschuim heeft een hoge thermische isolatie en geluidsisolatie. Het materiaal wordt gekenmerkt door diëlektrische en schokabsorberende eigenschappen. Het product hecht goed op hout, metaal, stof en papier. Hard polyurethaanschuim heeft een hoge elektrische isolatie en een laag vochtabsorptievermogen.
5. De kosten​Elastisch materiaal is goedkoper dan hard polyurethaanschuim. Bij het kiezen van een product moet u letten op de technische kenmerken en eigenschappen, en niet op de kosten. Elk materiaal heeft zijn eigen reikwijdte. Slechts in sommige gevallen kunnen ze door elkaar worden vervangen.

Wat is schuimrubber?

Het materiaal in kwestie is een soort polyurethaanschuim - in zijn elastische modificatie. Er werden aanzienlijke hoeveelheden schuimrubber in ons land geïmporteerd onder het Scandinavische merk Porolon - vandaar de naam van het overeenkomstige product, wat gebruikelijk is in de Russische Federatie. Schuimrubber is een relatief nieuw materiaal.Op industriële schaal begon het te worden geproduceerd in het midden van de 20e eeuw, dat wil zeggen iets later dan het "klassieke" polyurethaanschuim.

Schuim rubber

De bijzonderheid van schuimrubber is dat ongeveer 90% van het volume lucht is. Een aanzienlijk deel van dit volume kan zeer snel worden vervangen door water - als u schuimrubber onder de stroom vervangt of het in een bak met vloeistof dompelt. Het materiaal in kwestie wordt ook gekenmerkt door een hoge weerstand tegen vervorming.

Elasticiteit en het vermogen om water te absorberen, maken schuimrubber tot een van de meest bruikbare materialen in het dagelijks leven. Er worden sponzen van gemaakt voor de afwas en andere doeleinden. Schuimrubber wordt vaak gebruikt als vulstof bij de vervaardiging van meubels. Soms wordt het als verwarming gebruikt - vanwege de relatief lage doorlaatbaarheid voor lucht.

Het betreffende materiaal heeft echter een aantal nadelen.

Allereerst is het vermeldenswaard dat de productie van schuimrubber een zeer schadelijk proces is voor het milieu, omdat daarin giftige stoffen worden gebruikt. Na verloop van tijd verliest het betreffende materiaal zijn nuttige eigenschappen - het wordt minder elastisch, de daarin aanwezige luchtlagen verdwijnen. Daarom wordt schuimrubber het meest gebruikt in die gebieden waar het naar verwachting niet al te intensief zal worden gebruikt of waar regelmatige vervanging van producten die zijn gemaakt op basis van het overeenkomstige materiaal acceptabel is.

Schuimrubber (elastisch polyurethaanschuim)

Schuimrubber ligt qua eigenschappen zo dicht mogelijk bij kunststoffen en rubbers. Flexibel polyurethaanschuim heeft de volgende kenmerken:

1. Grote sterkte.
2. Bestand tegen chemicaliën, agressieve omgevingen.
3. Plasticiteit, flexibiliteit.
4. Milieuvriendelijkheid, veiligheid.
5. Laag warmtegeleidingsvermogen.
6. Slechte vochtopname.
7. Hoge weerstand tegen mechanische en fysieke belasting.
8. Slechte krimp tijdens bedrijf.
9. Snel herstel van de primaire vorm na het lossen.

Specificaties kunnen variëren, afhankelijk van de toevoeging van extra componenten tijdens de productie (kleurstoffen, vulstoffen, schuimmiddelen).

De structuur is niet vatbaar voor de reproductie van knaagdieren, insecten, micro-organismen. Recycling is mogelijk.

Tafel

Polyurethaanschuim ("schuimrubber"), ook met "vormgeheugen" (traagschuim)

Elastisch polyurethaanschuim (meubel polyurethaanschuim) wordt gebruikt bij de productie van matrassen. Er zijn verschillende hardheden, in binnenveringsmatrassen wordt zacht polyurethaanschuim gebruikt, in veerloze matrassen worden gemiddelde hardheid en hard polyurethaanschuim ook gebruikt als basis van de matras (monolithisch blok). De goedkoopste van alle vulstoffen in matrassen, hoewel tegelijkertijd verschillende soorten polyurethaanschuim worden gebruikt bij de productie van matrassen, die verschillen in kwaliteit, maximale belasting en dienovereenkomstig levensduur, inclusief dure en hoogwaardige soorten polyurethaanschuim (kunstmatig latex, materiaal met een geheugeneffect), die door hun eigen eigenschappen en kwaliteit zelfs niet onderdoen voor natuurlatex. Het goede aan dit materiaal is het goede ademende vermogen door de poreuze structuur.

Schuim rubber - is de handelsnaam voor flexibel polyurethaanschuim, dat in de Sovjet-Unie voornamelijk het Scandinavische bedrijf Porolon was.

Polyurethaanschuim (PPU) is een kunstmatige vulstof van een cellulair type (visueel kan het worden vergeleken met een spons), het is een bewezen en veilig materiaal, dat het wijdverbreide gebruik ervan in het dagelijks leven bevestigt, bijvoorbeeld: sponzen voor de afwas, vulmiddel in autostoelen, isolatie in constructie.Polyolen worden gebruikt als de belangrijkste grondstof voor de productie van polyurethaanschuim; bij het mengen van een polyol en een aantal modificerende katalysatoren treedt een chemische reactie op, waardoor het mengsel gaat schuimen. Door de verschillende dosering van chemische producten worden verschillende soorten polyurethaanschuim verkregen.

Zeer elastisch polyurethaanschuim (kunstmatige latex) onderscheidt zich door verbeterde eigenschappen van de grondstoffen die voor de vervaardiging worden gebruikt, evenals de structuur van de cellen. In tegenstelling tot conventioneel elastisch PU-schuim, dat een uniforme celstructuur heeft, heeft zeer elastisch PU-schuim een ​​niet-uniforme structuur, cellen hebben verschillende afmetingen, wanddiktes en zijn willekeurig verdeeld. Door de inhomogene structuur bij lage belasting gaan kleinere cellen in het werk en naarmate de belasting toeneemt, komen grotere cellen in het werk, met een grotere weerstand tegen compressie. Daarom onderscheidt zeer elastisch polyurethaanschuim zich door een hoge elasticiteit en comfort, evenals een langere levensduur.

De figuur links toont de structuur van de cellen van conventioneel polyurethaanschuim, rechts - zeer elastisch polyurethaanschuim.

Foto van een plaat gemaakt van gewoon polyurethaanschuim (hoogte 3 cm) gebruikt als opvulling in een matras.

Foto van een monolithisch blok van zeer veerkrachtig polyurethaanschuim (hoogte 8 cm) genaamd Waterform door de Italiaanse fabrikant van Lordflex-matrassen, gebruikt als basis in een veerloze matras.

Visco-elastisch polyurethaanschuim met "vormgeheugen" (andere namen: Memoriform, Memory Foam, Memorix) is een duur en uniek materiaal met bijzondere fysische en mechanische eigenschappen, gekenmerkt door langzaam herstel na compressie. Wanneer een object (bijvoorbeeld een menselijk lichaam) wordt ondergedompeld in een visco-elastisch schuim, reproduceert het schuim exact de vorm van het ondergedompelde lichaam, en nadat de lading is verwijderd, keert het schuim langzaam terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Visco-elastisch schuim reageert op lichaams- en omgevingstemperatuur door zachter te worden met lichaamswarmte en zich gemakkelijker aan te passen aan de lichaamscontouren. Hierdoor oefent het vulmiddel de minste druk uit op de onderhuidse bloedvaten en bevordert het een betere doorbloeding. Door zijn verhoogde dichtheid en tegelijkertijd een hoog comfort, heeft PU-schuim met "geheugen" een lage luchtdoorlaatbaarheid in vergelijking met conventioneel PU-schuim. Andere kenmerken van visco-elastisch schuim zijn trillingsdemping en schokabsorptie - producten gemaakt van visco-elastisch schuim absorberen tot 90% van de toegepaste energie. Visco-elastisch PU-schuim wordt in veel industriële sectoren gebruikt, waaronder de ruimtevaartindustrie (het werd voor het eerst gebruikt door NASA - de Amerikaanse National Aeronautics and Space Administration).

Foto van een plaat gemaakt van visco-elastisch polyurethaanschuim met "geheugen" (hoogte 4 cm) gebruikt als opvulling in een matras.

De foto toont een afdruk van de vorm van een hand na het persen op het visco-elastische polyurethaanschuim met "geheugen" - het effect duurt enkele seconden.

Video over de productie van meubelschuimrubber in de Russische fabriek SIBPLAST:

Meer over polyurethaanschuim

Toen aan het einde van de jaren '30 van de 19e eeuw, dat wil zeggen bijna tweehonderd jaar geleden, Duitse natuurkundigen die voor het Bayer-concern werkten aan de ontwikkeling van polyurethaanelastomeren werkten, konden ze niet eens denken dat het eindproduct dat daardoor werd verkregen van experimenten die ongewenste gasbellen bevatten, zou een nieuwe stap worden in de evolutie van polymeermaterialen. Wetenschappers begonnen doelbewust meerwaardige alcoholen te combineren met multifunctionele isocyanten. Zo ontstond schuim met een celstructuur. Daaropvolgende experimenten en experimenten leidden tot de vorming van het eindproduct - polyurethaanschuim.

In feite is polyurethaanschuim (PUF) een technisch plastic voor massaal gebruik dat voor verschillende doeleinden kan worden gebruikt.

Verschillende soorten polyurethaanschuim zijn gebaseerd op polyesters of enkelvoudige polyesters (PE). Dus, op basis van complexe PE in het midden van de vorige eeuw, begon men schuimplastic met elastische eigenschappen te ontwikkelen. Enkele jaren later verschenen de eerste schuimen op basis van polyethers. De reikwijdte van PPU werd geleidelijk uitgebreid en tegen het einde van de jaren 90 werd PPU overal actief gebruikt. Bovendien werd ongeveer 70% van het totale volume geproduceerd polyurethaanschuim gebruikt bij de vervaardiging van gestoffeerde meubels en matrassen.

Bij het kiezen van een bepaald type polyurethaanschuim voor gestoffeerde meubels, zijn de belangrijkste kenmerken van belang: de mate van stijfheid, gewicht, elasticiteit, schokabsorberende eigenschappen. Al deze eigenschappen zijn afhankelijk van welke uitgangsproducten en formuleringen worden gebruikt bij de productie van polyurethaanschuim.

Afhankelijk van de hardheid kan elastisch polyurethaanschuim superzacht (vanaf 0,5 kPa), zacht, standaard of hard zijn. Er is ook ultrastijf polyurethaanschuim (tot 10 kPa). Stijf polyurethaanschuim kan veerblokken vervangen, en zachte polyurethaanschuimplaten van kleine dikte worden meestal gebruikt in combinatie met andere materialen.

Er zijn twee manieren om flexibel PU-schuim te produceren. Bij de vervaardiging van gegoten polyurethaanschuimen wordt elk stuk afzonderlijk gevormd. Bij de productie van polyurethaanschuimblokken bestaat het eindproduct uit grote rechthoekige of cilindrische blokken, die vervolgens in blanco's worden gesneden.

Bij het kiezen van een specifiek type blokelastisch polyurethaanschuim voor de fabricage van gestoffeerde meubelen, zijn begrippen als de stijfheid van het materiaal en de schijnbare dichtheid van het allergrootste belang. Stijfheid is het vermogen van een materiaal om vervorming te weerstaan. De schijnbare dichtheid wordt bepaald door de bulkdichtheid van het poreuze materiaal. Stijfheid en schijnbare dichtheid zijn nauw met elkaar verbonden: hoe hoger de dichtheid van het materiaal, hoe beter het schuim en hoe hoger de limiet van zijn "vermoeidheid". Dat wil zeggen, hoe hoger de belasting wordt aangenomen op een bepaald meubelgedeelte, hoe hoger de schijnbare dichtheid zou moeten zijn. Met een met succes geverifieerde combinatie van de schijnbare dichtheid en stijfheid van het materiaal, kunt u gestoffeerde meubels van hoge kwaliteit bereiken.

De praktijk leert dat de volgende opties voor het selecteren van PPU voor verschillende elementen van gestoffeerde meubels als de meest succesvolle kunnen worden beschouwd. Voor stoelen die constant hoge belastingen ondergaan, moet de dichtheid van PU-schuim minimaal 28-30 kg / m3 zijn. Voor armleuningen en rugleuningen, die een veel lagere belasting hebben, kunt u polyurethaanschuim gebruiken met een iets lagere schijnbare dichtheid (23-25 ​​kg / m3). De hoogste graad van schijnbare dichtheid is vereist voor PU-schuim dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van dunne vloeren in zittingen (niet minder dan 35 kg / m3) en in rugleuningen en armleuningen (niet minder dan 28 kg / m3). De reden hiervoor is dat hoe minder de vloerbedekking dik is, hoe meer deze zich leent voor vervorming.

De mate van elasticiteit van polyurethaanschuim wordt bepaald op basis van de grootte van het oppervlak van de hysteresislus onder invloed van de belasting. Hoe kleiner de lus, hoe elastischer het materiaal en dus hoe sneller het terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm nadat de lading is verdwenen. Blok polyurethaanschuim hebben ruime mogelijkheden in termen van het selecteren van de mate van elasticiteit. Dit maakt het mogelijk om vloeren te combineren van materialen met verschillende mate van elasticiteit, die exact overeenkomen met de gespecificeerde parameters.

Blokelastisch polyurethaanschuim is vooral goed bij de vervaardiging van matrassen. De reden is een hoge luchtdoorlaatbaarheid, uitstekende vocht- en warmte-uitwisseling, laag gewicht van dit materiaal. Houd er echter rekening mee dat de schijnbare dichtheid van het polyurethaanschuim dat bij de vervaardiging van de matras wordt gebruikt, minstens 30-35 kg / m3 moet zijn. Dit is nodig zodat de cellen van het polyurethaanschuim niet worden vervormd en de vocht- en luchtuitwisseling in het product niet wordt verstoord.

Block PPU's hebben veel voordelen.Ze zijn duurzaam als materiaal voor de vervaardiging van meubels (vooral die ontwikkeld op basis van polyethers), bestand tegen veroudering, vocht en extreme temperaturen. Daarnaast voldoet blok polyurethaanschuim aan de hoogste sanitaire en hygiënische eisen. Talrijke onderzoeken hebben de absolute veiligheid van blok polyurethaanschuim voor de menselijke gezondheid bewezen. Het enige nadeel van blok polyurethaanschuim (vooral met een dichtheid van minder dan 30 kg / kubieke meter), dat in gedachten moet worden gehouden, is dat het materiaal zijn oorspronkelijke eigenschappen kan verliezen wanneer het na overmatige compressie wordt hersteld. Dit betekent dat speciale aandacht moet worden besteed aan het opslaan en vervoeren van producten die blok polyurethaanschuim bevatten.

Voorgevormd polyurethaanschuim wordt gebruikt bij de vervaardiging van complexe en volumineuze zachte meubelelementen. Elk onderdeel wordt in een individuele mal geproduceerd. Tegelijkertijd is de productienauwkeurigheid zo hoog dat er geen verdere verfijning nodig is. Gegoten polyurethaanschuimdelen hebben een veel hogere dichtheid dan blok polyurethaanschuimdelen met vergelijkbare eigenschappen. De dichtheid van het materiaal voor de rugleuningen van banken en fauteuils is niet minder dan 42 kg / m3, voor de stoelen - niet minder dan 45-48 kg / m3. In kantoormeubilair, waar de dikte van het zachte element erg klein is en de eisen voor slijtvastheid vrij hoog zijn, wordt polyurethaanschuim met een dichtheid van 55 - 70 kg / m3 gebruikt.

PU-schuim heeft een hoge kleefkracht op vrijwel elk materiaal. Zo kunnen bij de vormmethode veerblokken, metalen frames en andere onderdelen gelijktijdig met PU-schuim worden gebruikt. Het proces van het maken van gestoffeerde meubels wordt dus aanzienlijk vereenvoudigd: in één bewerking kunt u een volledig afgewerkte eenheid krijgen.

Tegenwoordig blijft het belangrijkste vloermateriaal bij de vervaardiging van gestoffeerde meubels een goedkoper blok polyurethaanschuim.

Daarnaast leest u op Wikipedia over de chemische structuur en toepassingen van polyurethaanschuim.

Uitdagingen en oplossingen

Standaard polyurethaanschuimplaten, rolschuimmaterialen, brandwerende of visco-elastische schuimen met een complexe structuur - elk type product gepresenteerd op penopoliuretan-spb.ru heeft bepaalde technische parameters en is ontworpen om een ​​specifiek probleem op te lossen. Sommige vulstoffen worden gebruikt voor de productie van meubels, andere in de bouwsector en andere om de geluidsisolatie van gebouwen te verbeteren. Maar er zijn er met een breed scala aan toepassingen, en het is het moeilijkst om te beslissen over de keuze van producten uit deze categorie.

Welk polyurethaanschuim hij kiest, beslist elke koper voor zichzelf, op basis van de doelen die hij wil bereiken en het beschikbare budget. Maar soms, voordat u een aankoop doet, is het handig om erachter te komen wat bekende bedrijven nemen om soortgelijke problemen op te lossen en welke aanbevelingen door experts worden gegeven voor elk type geschuimd polyurethaan. Ga hiervoor naar de pagina van "jouw" taak, bijvoorbeeld "PU-schuim voor een matras" of "Schuimrubber voor geluidsisolatie in woongebouwen."

Algemene eigenschappen

Polyurethaanschuim en schuimrubber behoren tot een grote chemische groep polyurethaanschuimen​Ze worden geproduceerd op basis van polyesters​Als ze op de juiste manier worden vervaardigd en gebruikt, zijn de materialen volledig milieuvriendelijk en veilig voor levende organismen.

Polyurethaanschuimen worden veel gebruikt in verschillende werkterreinen, afhankelijk van de samenstelling, technische kenmerken en vorm. Het materiaal is het meest gevraagd in het dagelijks leven, de bouw en de industrie.

Algemene specificaties:

• Dichtheid - 30-300 kg / m3.
• Temperatuurbereik - van -60 tot +80 ° C.
• Elektrische stroom niet geleidend.
• Lichtgewicht.
• Weerstand tegen ozon.
• Bestand tegen chemische reagentia (zuren, logen, oplosmiddelen, enz.).
• Luchtdoorlatendheid.
• Lage weerstand tegen verdraaien.

Bij de productie worden 3 belangrijke giettechnologieën gebruikt:

1. Roterend - bedekken van grote objecten en cilindrische elementen.
2. Vrij - het creëren van complexe zware vormen.
3. Onder druk - gebruikt voor grootschalige productie van onderdelen.

De chemische samenstelling voorkomt de voortplanting van insecten, knaagdieren en de ontwikkeling van micro-organismen.

Polyurethaanschuim (hard polyurethaanschuim)

Het materiaal is een variëteit met gas gevulde kunststoffen​85-90% bestaat uit inerte gasfase​Polyurethaanschuim is een synthetische isolatie met een celstructuur.

Technische eigenschappen:

• Thermische geleidbaarheid - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Dichtheid - 45-60 kg / m3.
• Wateropname - 1,2-2,1%.
• Destructief - 0,15-1 MPa (compressie) en 0,35-1,9 MPa (buigen).
• Het aantal gesloten poriën (85-95 en meer).
• Ontvlambaarheid is een categorie van nauwelijks brandbare stoffen.

Polyurethaanschuim wordt gebruikt voor thermische isolatie van residentiële en industriële gebouwen​Het product past perfect op horizontale en verticale vlakke oppervlakken. Vervanging van materiaal is niet nodig gedurende de hele levensduur van het gebouw. Polyurethaanschuim is geschikt voor thermische isolatie van vloeren, wanden, plafonds.

De minimale levensduur is 25-30 jaar oud​Chemische reagentia (oplosmiddelen, weekmakers, minerale olie, brandstof, zuren, logen) kunnen de structuur niet vernietigen, omdat de cellen erin gesloten zijn. Het product is bestand tegen het verschijnen van knaagdieren en insecten, de ontwikkeling van schimmels, schimmels en microben. Vreemde elementen dringen niet door in de structuur.