Jak wybrać piankę poliuretanową do swojego zastosowania?

Co to jest pianka poliuretanowa (twarda modyfikacja)?

Pianka poliuretanowa To właściwie grupa materiałów należących do kategorii tworzyw sztucznych, które są wykonane na bazie poliuretanów. Struktura odpowiednich materiałów zawiera znaczną część wnęk wypełnionych powietrzem - porów lub pęcherzyków. Pianka poliuretanowa została wynaleziona w latach trzydziestych XX wieku. Wkrótce zaczął aktywnie angażować się w różne obszary działalności gospodarczej.

Pianka poliuretanowa

Pod pojęciem „klasycznej” pianki poliuretanowej rozumie się najczęściej jej solidną odmianę. Materiał ten jest aktywnie wykorzystywany jako element izolacji termicznej w budowie pomieszczeń mieszkalnych. Istnieją modyfikacje stałej pianki poliuretanowej, które charakteryzują się operacyjną szybkością utwardzania i mogą być skutecznie wykorzystane do nadania stabilności poszczególnym konstrukcjom budowlanym - mówimy o tzw. Piance poliuretanowej.

Utwardzona pianka poliuretanowa posiada wysoki stopień odporności chemicznej i termicznej. Często istnieje możliwość usunięcia go z powierzchni, na której jest rozprowadzany jedynie mechanicznie. Konieczne jest odróżnienie sztywnej pianki poliuretanowej od podobnych materiałów, takich jak styropian, pianka lateksowa czy gąbka celulozowa, które mają zupełnie inny skład chemiczny.

Charakterystyczne cechy

1. Podstawa produkcji... Elastyczna pianka poliuretanowa produkowana jest z liniowych lub lekko rozgałęzionych poliestrów. Zwykle gotowy materiał ma strukturę otwartokomórkową. Silnie rozgałęzione poliestry są używane do wytwarzania sztywnych materiałów, które tworzą silnie usieciowane polimery. Struktura produktu posiada zamknięte pory. W celu uzyskania dodatkowych właściwości do kompozycji dodaje się włókno szklane, maty szklane i inne dodatkowe składniki.
2. Elastyczność... Elastyczna pianka poliuretanowa znacznie lepiej zachowuje swój kształt po skręceniu i rozciągnięciu. Materiał szybko wraca do swojego pierwotnego stanu po wystawieniu na działanie sił zewnętrznych. Elastyczna pianka poliuretanowa jest najbardziej elastycznym produktem budowlanym.
3. Gęstość... Średni wskaźnik sztywnej pianki poliuretanowej wynosi 45-60 kg / m3, elastycznej - 8-20 kg / m3. Przy równej grubości gęstość pianki jest większa. Tworząc ogólną charakterystykę, będziesz musiał wydać trzy razy więcej elastycznego materiału niż sztywny materiał, co jest nieekonomiczne.
4. Typowe parametry techniczne... Elastyczna pianka poliuretanowa posiada wysoką izolację termiczną i izolację akustyczną. Materiał charakteryzuje się właściwościami dielektrycznymi i tłumiącymi. Produkt dobrze przylega do powierzchni drewnianych, metalowych, tkaninowych i papierowych. Sztywna pianka poliuretanowa ma wysoką izolację elektryczną i niską zdolność pochłaniania wilgoci.
5. Koszt... Elastyczny materiał jest tańszy niż sztywna pianka poliuretanowa. Wybierając produkt, należy zwrócić uwagę na parametry techniczne i właściwości, a nie na koszty. Każdy materiał ma swój własny zakres. Tylko w niektórych przypadkach można je zastąpić sobą.

Co to jest guma piankowa?

Przedmiotowy materiał to rodzaj pianki poliuretanowej - w jej elastycznej modyfikacji. Znaczne ilości gumy piankowej importowano do naszego kraju pod marką skandynawską Porolon - stąd nazwa odpowiedniego produktu, która jest powszechna w Federacji Rosyjskiej. Guma piankowa to stosunkowo nowy materiał.Na skalę przemysłową zaczęto ją produkować w połowie XX wieku, czyli nieco później niż „klasyczna” pianka poliuretanowa.

Guma piankowa

Osobliwością gumy piankowej jest to, że około 90% jej objętości stanowi powietrze. Znaczną część tej objętości można bardzo szybko zastąpić wodą - jeśli pod strumieniem zastąpisz gumę piankową lub zanurzysz ją w pojemniku z płynem. Przedmiotowy materiał charakteryzuje się również dużą odpornością na odkształcenia.

Elastyczność i zdolność wchłaniania wody sprawiają, że guma piankowa jest jednym z najbardziej przydatnych materiałów w życiu codziennym. Wykonuje się z niego gąbki do mycia naczyń i do innych celów. Guma piankowa jest często stosowana jako wypełniacz w produkcji mebli. Czasami służy jako nagrzewnica - ze względu na stosunkowo niską przepuszczalność powietrza.

Jednak omawiany materiał ma szereg wad.

Przede wszystkim należy zauważyć, że produkcja gumy piankowej jest procesem bardzo szkodliwym dla środowiska, ponieważ wykorzystywane są w niej substancje toksyczne. Z biegiem czasu dany materiał traci swoje właściwości użytkowe - staje się mniej elastyczny, obecne w nim warstwy powietrza zanikają. Dlatego guma piankowa jest najczęściej stosowana w tych obszarach, w których nie przewiduje się jej zbyt intensywnego użytkowania lub w których dopuszczalna jest częsta wymiana produktów wykonanych z odpowiedniego materiału.

Guma piankowa (elastyczna pianka poliuretanowa)

Pod względem właściwości guma piankowa jest jak najbardziej zbliżona do tworzyw sztucznych i gum. Elastyczna pianka poliuretanowa ma następujące cechy:

1. Wysoka wytrzymałość.
2. Odporność na chemikalia, agresywne środowisko.
3. Plastyczność, elastyczność.
4. Przyjazność dla środowiska, bezpieczeństwo.
5. Niska przewodność cieplna.
6. Słaba absorpcja wilgoci.
7. Wysoka odporność na obciążenia mechaniczne i fizyczne.
8. Słaby skurcz podczas pracy.
9. Szybki powrót do pierwotnego kształtu po rozładunku.

Specyfikacje mogą się różnić w zależności od dodania dodatkowych składników podczas produkcji (barwniki, wypełniacze, środki spieniające).

Struktura nie jest podatna na rozmnażanie się gryzoni, owadów, mikroorganizmów. Recykling jest możliwy.

Stół

Pianka poliuretanowa („guma piankowa”), w tym „pianka z pamięcią kształtu” („Memory Foam”)

Do produkcji materacy wykorzystywana jest elastyczna pianka poliuretanowa (meblowa pianka poliuretanowa). Występują różnej twardości, w materacach sprężynowych stosuje się miękką piankę poliuretanową, w materacach bez sprężyn jako podstawę materaca stosuje się również piankę poliuretanową o średniej twardości i twardą (blok monolityczny). Najtańszy spośród wszystkich wypełniaczy w materacach, choć jednocześnie do produkcji materacy wykorzystuje się różne rodzaje pianki poliuretanowej, różniące się jakością, maksymalnym obciążeniem, a tym samym żywotnością, w tym drogie i wysokiej jakości rodzaje pianki poliuretanowej (sztucznej lateks, materiał z efektem pamięci), które swoimi właściwościami i jakością nie ustępują nawet lateksowi naturalnemu. Zaletą tego materiału jest dobra oddychalność dzięki porowatej strukturze.

Guma piankowa - to nazwa handlowa elastycznej pianki poliuretanowej, którą w Związku Radzieckim była głównie skandynawska firma Porolon.

Pianka poliuretanowa (PPU) to sztuczny wypełniacz typu komórkowego (wizualnie można go porównać do gąbki), jest to sprawdzony i bezpieczny materiał, co potwierdza jego szerokie zastosowanie w życiu codziennym np .: gąbki do mycia naczyń, szpachlówka w fotelikach samochodowych, izolacja w budownictwie.Poliole są głównym surowcem do produkcji pianki poliuretanowej; podczas mieszania poliolu i szeregu katalizatorów modyfikujących zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której mieszanina pieni się. Dzięki różnemu dawkowaniu produktów chemicznych uzyskuje się różnego rodzaju pianki poliuretanowe.

Wysokoelastyczna pianka poliuretanowa (sztuczny lateks) wyróżnia się ulepszonymi właściwościami surowców użytych do produkcji, a także strukturą komórek. W przeciwieństwie do konwencjonalnej elastycznej pianki PU, która ma jednolitą strukturę komórkową, wysoce elastyczna pianka PU ma niejednorodną strukturę, komórki mają różne rozmiary, grubości ścianek i są losowo rozmieszczone. Ze względu na niejednorodną strukturę przy niewielkim obciążeniu do pracy wchodzą mniejsze ogniwa, a wraz ze wzrostem obciążenia do pracy wchodzą większe ogniwa, z większą odpornością na ściskanie. Dlatego wysokoelastyczna pianka poliuretanowa wyróżnia się wysoką elastycznością i wygodą, a także dłuższą żywotnością.

Rysunek po lewej stronie przedstawia budowę komórek zwykłej pianki poliuretanowej, po prawej wysokoelastycznej pianki poliuretanowej.

Zdjęcie płyty wykonanej ze zwykłej pianki poliuretanowej (wysokość 3 cm) stosowanej jako wypełnienie materaca.

Zdjęcie monolitycznego bloku z wysokoelastycznej pianki poliuretanowej (wysokość 8 cm) zwanego Waterform włoskiego producenta materacy Lordflex, stosowanego jako podkład w materacu bez sprężyn.

Lepkosprężysta pianka poliuretanowa z „pamięcią kształtu” (inne nazwy: Memoriform, Memory Foam, Memorix) to drogi i unikalny materiał o specjalnych właściwościach fizyko-mechanicznych, charakteryzujący się powolną regeneracją po kompresji. Kiedy przedmiot (na przykład ciało ludzkie) jest zanurzony w wiskoelastycznej piance, pianka dokładnie odwzorowuje kształt zanurzonego ciała, a po usunięciu obciążenia pianka powoli powraca do swojego pierwotnego kształtu. Pianka wiskoelastyczna reaguje na temperaturę ciała i otoczenia, zmiękczając ciepłem ciała i łatwiej dopasowując się do konturów ciała. Dzięki temu wypełniacz wywiera najmniejszy nacisk na naczynia podskórne i sprzyja lepszemu przepływowi krwi. Dzięki zwiększonej gęstości i jednocześnie wysokiemu poziomowi komfortu, pianka PU z „pamięcią” ma niską przepuszczalność powietrza w porównaniu do konwencjonalnej pianki PU. Inne właściwości pianki wiskoelastycznej to tłumienie drgań i amortyzacja - produkty wykonane z pianki wiskoelastycznej pochłaniają do 90% zastosowanej energii. Lepkosprężysta pianka PU jest stosowana w wielu dziedzinach przemysłu, w tym w przemyśle kosmicznym (po raz pierwszy została zastosowana przez NASA - US National Aeronautics and Space Administration).

Zdjęcie płyty wykonanej z wiskoelastycznej pianki poliuretanowej z "pamięcią" (wysokość 4 cm) używanej jako wypełnienie materaca.

Na zdjęciu odcisk kształtu dłoni po naciśnięciu na wiskoelastyczną piankę poliuretanową z „pamięcią” - efekt utrzymuje się kilka sekund.

Film o produkcji piankowej gumy do mebli w rosyjskim zakładzie SIBPLAST:

Więcej o piance poliuretanowej

Kiedy pod koniec lat 30. XIX wieku, czyli prawie dwieście lat temu, niemieccy fizycy pracujący dla koncernu Bayer pracowali nad rozwojem elastomerów poliuretanowych, nie mogli nawet pomyśleć, że końcowy produkt uzyskany w wyniku eksperymenty zawierające niepożądane pęcherzyki gazu stałyby się nowym krokiem w ewolucji materiałów polimerowych. Naukowcy zaczęli celowo łączyć alkohole wielowodorotlenowe z wielofunkcyjnymi izocyjantami. Tak pojawiła się piana o strukturze komórkowej. Kolejne doświadczenia i eksperymenty doprowadziły do ​​powstania końcowego produktu - pianki poliuretanowej.

W rzeczywistości pianka poliuretanowa (PUF) jest masowym tworzywem konstrukcyjnym, które można wykorzystać do różnych celów.

Na bazie poliestrów lub zwykłych poliestrów (PE) powstają różne rodzaje pianek poliuretanowych. Tak więc na bazie złożonego PE w połowie ubiegłego wieku zaczęto opracowywać tworzywa piankowe o właściwościach elastycznych. Kilka lat później pojawiły się pierwsze pianki na bazie polieterów. Zakres PPU stopniowo się rozszerzał, a pod koniec lat 90. PPU były aktywnie wykorzystywane wszędzie. Ponadto około 70% całkowitej ilości wyprodukowanej pianki poliuretanowej wykorzystano do produkcji mebli tapicerowanych i materacy.

Przy wyborze określonego rodzaju pianki poliuretanowej do mebli tapicerowanych ważne są jej główne cechy: stopień sztywności, waga, elastyczność, właściwości amortyzujące. Wszystkie te cechy zależą od tego, jakie produkty wyjściowe i receptury są używane do produkcji pianki poliuretanowej.

W zależności od stopnia twardości elastyczna pianka poliuretanowa może być super miękka (od 0,5 kPa), miękka, standardowa lub twarda. Istnieje również ultrasztywna pianka poliuretanowa (do 10 kPa). Sztywna pianka poliuretanowa jest w stanie zastąpić bloki sprężynowe, a miękkie arkusze pianki poliuretanowej o małej grubości są zwykle używane w połączeniu z innymi materiałami.

Istnieją dwa sposoby wytwarzania elastycznej pianki PU. Przy produkcji formowanych pianek poliuretanowych każdy element jest formowany oddzielnie. Przy produkcji blokowych pianek poliuretanowych produktem końcowym są duże prostokątne lub cylindryczne bloki, które są następnie cięte na półfabrykaty.

Przy wyborze konkretnego typu blokowej elastycznej pianki poliuretanowej do produkcji mebli tapicerowanych, kluczowe znaczenie mają takie pojęcia, jak sztywność materiału i jego pozorna gęstość. Sztywność to odporność materiału na odkształcenia. Gęstość pozorna jest określana przez gęstość nasypową materiału porowatego. Sztywność i gęstość pozorna są ze sobą ściśle powiązane: im większa gęstość materiału, tym lepsza pianka i wyższa granica jej „zmęczenia”. Oznacza to, że im wyższe obciążenie zostanie założone na pewną sekcję mebli, tym wyższa powinna być gęstość pozorna. Dzięki pomyślnie zweryfikowanemu połączeniu gęstości pozornej i sztywności materiału można uzyskać wysokiej jakości meble tapicerowane.

Praktyka pokazuje, że następujące opcje doboru PPU do różnych elementów mebli tapicerowanych można uznać za najbardziej udane. W przypadku siedzeń, które są narażone na stałe, duże obciążenia, gęstość pianki PU powinna wynosić co najmniej 28-30 kg / m3. Do podłokietników i oparć, które mają znacznie mniejsze obciążenie, można zastosować piankę poliuretanową o nieco niższej pozornej gęstości (23-25 ​​kg / m3). Najwyższy stopień gęstości pozornej wymagany jest dla pianki PU stosowanej do produkcji cienkich podłóg siedzeń (nie mniej niż 35 kg / m3) oraz oparć i podłokietników (nie mniej niż 28 kg / m3). Powodem jest to, że im mniejsza grubość podłogi, tym bardziej podatna jest ona na odkształcenia.

Stopień sprężystości pianki poliuretanowej określa się na podstawie wielkości obszaru pętli histerezy pod wpływem obciążenia. Im mniejsza pętla, tym bardziej elastyczny materiał, a co za tym idzie, tym szybciej powróci on do swojego pierwotnego kształtu po zniknięciu obciążenia. Blokowa pianka poliuretanowa ma szerokie możliwości w zakresie doboru stopnia elastyczności. Umożliwia to łączenie podłóg z materiałów o różnym stopniu elastyczności, które dokładnie odpowiadają określonym parametrom.

Elastyczna pianka poliuretanowa blokowa jest szczególnie dobra w produkcji materacy. Powodem jest wysoka przepuszczalność powietrza, doskonała wymiana wilgoci i ciepła, niska waga tego materiału. Należy jednak pamiętać, że pozorna gęstość pianki poliuretanowej użytej do produkcji materaca musi wynosić co najmniej 30-35 kg / m3. Jest to konieczne, aby komórki pianki poliuretanowej nie uległy deformacji, a wymiana wilgoci i powietrza nie została zakłócona wewnątrz produktu.

Blokowe PPU mają wiele zalet.Są trwałe jako materiał do produkcji mebli (szczególnie tych opracowanych na bazie polieterów), odporne na starzenie, wilgoć i skrajne temperatury. Dodatkowo blokowa pianka poliuretanowa spełnia najwyższe wymagania sanitarne i higieniczne. Liczne badania dowiodły absolutnego bezpieczeństwa blokowej pianki poliuretanowej dla zdrowia ludzi. Jedyną wadą blokowej pianki poliuretanowej (zwłaszcza o gęstości poniżej 30 kg / m3), o której należy pamiętać, jest to, że po nadmiernym ściśnięciu materiał może utracić swoje pierwotne właściwości. Oznacza to, że należy zachować szczególną ostrożność podczas przechowywania i transportu produktów zawierających blokową piankę poliuretanową.

Odlewana pianka poliuretanowa jest stosowana do produkcji złożonych i nieporęcznych elementów mebli miękkich. Każda część jest produkowana w indywidualnej formie. Jednocześnie dokładność produkcji jest na tyle duża, że ​​nie wymaga dalszego udoskonalania. Formowane części z pianki poliuretanowej mają znacznie większą gęstość niż części z blokowej pianki poliuretanowej o podobnych właściwościach. Gęstość materiału na oparcia sof i foteli to nie mniej niż 42 kg / m3, na siedziska - nie mniej niż 45-48 kg / m3. W meblach biurowych, gdzie grubość elementu miękkiego jest bardzo mała, a wymagania dotyczące odporności na ścieranie są dość wysokie, stosuje się piankę poliuretanową o gęstości 55 - 70 kg / m3.

Pianka PU ma wysoką przyczepność do prawie każdego materiału. Dzięki temu w metodzie formowania bloki sprężynowe, ramy metalowe i inne części mogą być używane jednocześnie z pianką PU. W ten sposób proces tworzenia mebli tapicerowanych jest znacznie uproszczony: w jednej operacji można uzyskać całkowicie wykończoną jednostkę.

Obecnie głównym materiałem podłogowym do produkcji mebli tapicerowanych pozostaje tańsza blokowa pianka poliuretanowa.

Dodatkowo możesz przeczytać o budowie chemicznej i zastosowaniach pianki poliuretanowej na Wikipedii.

Wyzwania i rozwiązania

Standardowe arkusze pianki poliuretanowej, pianki rolkowe, pianki ognioodporne lub lepkosprężyste o złożonej strukturze - każdy rodzaj produktu prezentowany na penopoliuretan-spb.ru ma określone parametry techniczne i jest przeznaczony do rozwiązania konkretnego problemu. Niektóre wypełniacze wykorzystywane są do produkcji mebli, inne w budownictwie, a jeszcze inne do poprawy izolacyjności akustycznej pomieszczeń. Ale są takie, które mają szeroki wachlarz zastosowań, ao wyborze produktów z tej kategorii najtrudniej jest się zdecydować.

Jaką piankę poliuretanową wybrać, każdy kupujący decyduje o sobie, kierując się celami, które chce osiągnąć i dostępnym budżetem. Ale czasami przed dokonaniem zakupu warto dowiedzieć się, jakie działania podejmują znane firmy, aby rozwiązać podobne problemy i jakie zalecenia podają eksperci dla każdego rodzaju spienionego poliuretanu. W tym celu wystarczy przejść na stronę „swojego” zadania, na przykład „Pianka poliuretanowa na materac” lub „Pianka gumowa do izolacji akustycznej w budynkach mieszkalnych”.

Właściwości ogólne

Pianka poliuretanowa i guma piankowa należą do dużej grupy chemicznej pianki poliuretanowe... Są produkowane na podstawie poliestry... Odpowiednio wyprodukowane i używane materiały są całkowicie przyjazne dla środowiska i bezpieczne dla organizmów żywych.

Pianki poliuretanowe znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach działalności, w zależności od składu, właściwości technicznych i kształtu. Materiał jest najbardziej poszukiwany w życiu codziennym, budownictwie i przemyśle.

Specyfikacje ogólne:

• Gęstość - 30-300 kg / m3.
• Zakres temperatur - od -60 do +80 ° C
• Nieprzewodzenie prądu elektrycznego.
• Lekka waga.
• Odporność na ozon.
• Odporność na odczynniki chemiczne (kwasy, zasady, rozpuszczalniki itp.).
• Przepuszczalność powietrza.
• Niska odporność na skręcanie.

W produkcji stosowane są 3 główne technologie odlewania:

1. Obrotowy - krycie dużych obiektów i elementów cylindrycznych.
2. Wolny - tworzenie złożonych form ciężkich.
3. Pod presją - używany do produkcji części na dużą skalę.

Skład chemiczny zapobiega rozmnażaniu się owadów, gryzoni i rozwojowi mikroorganizmów.

Pianka poliuretanowa (sztywna pianka poliuretanowa)

Materiał jest różnorodny tworzywa sztuczne wypełnione gazem... 85-90% składa się z faza gazu obojętnego... Pianka poliuretanowa to syntetyczna izolacja o strukturze komórkowej.

Właściwości techniczne:

• Przewodność cieplna - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Gęstość - 45-60 kg / m3.
• Absorpcja wody - 1,2-2,1%.
• Destrukcyjne - 0,15-1 MPa (ściskanie) i 0,35-1,9 MPa (zginanie).
• Liczba zamkniętych porów (85-95 i więcej).
• Palność to kategoria substancji trudno palnych.

Do tego stosowana jest pianka poliuretanowa izolacja termiczna budynków mieszkalnych i przemysłowych... Produkt idealnie dopasowuje się do poziomych i pionowych płaskich powierzchni. Wymiana materiału nie jest wymagana przez cały okres użytkowania budynku. Pianka poliuretanowa nadaje się do izolacji termicznej podłóg, ścian, sufitów.

Minimalna żywotność to 25-30 lat... Odczynniki chemiczne (rozpuszczalniki, zmiękczacze, olej mineralny, paliwo, kwasy, zasady) nie mogą zniszczyć struktury, ponieważ komórki w nich są zamknięte. Produkt jest odporny na pojawienie się gryzoni i owadów, rozwój grzybów, pleśni i drobnoustrojów. Elementy obce nie wnikają do konstrukcji.