Hur väljer man polyuretanskum för din applikation?

Vad är polyuretanskum (hård modifiering)?

Polyuretanskum Är faktiskt en grupp material som tillhör kategorin plast, som är tillverkade på basis av polyuretaner. Strukturen för motsvarande material innehåller en betydande andel håligheter fyllda med luftporer eller bubblor. Polyuretanskum uppfanns på 1930-talet. Snart började han vara aktivt involverad i olika områden av ekonomisk verksamhet.

Polyuretanskum

Det "klassiska" polyuretanskummet uppfattas oftast som dess fasta sort. Detta material används aktivt som ett element av värmeisolering vid byggandet av bostäder. Det finns modifieringar av fast polyuretanskum, som kännetecknas av en härdningshastighet och kan effektivt användas för att ge stabilitet för enskilda byggnadskonstruktioner - vi pratar om det så kallade polyuretanskummet.

Härdat polyuretanskum har en hög grad av kemisk och termisk beständighet. Det är ofta möjligt att ta bort den från ytan på vilken den fördelas endast mekaniskt. Det är nödvändigt att skilja styvt polyuretanskum från liknande material såsom polystyren, skumlatex eller cellulosasvamp, som har en helt annan kemisk sammansättning.

Särskilda egenskaper

1. Tillverkningsunderlag... Flexibelt polyuretanskum tillverkas med linjära eller lätt grenade polyestrar. Vanligtvis har det färdiga materialet en öppen cellstruktur. Högförgrenade polyestrar används för att framställa styva material som bildar högt tvärbundna polymerer. Produktens struktur har stängt porerna. För ytterligare egenskaper läggs glasfiber, glasmattor och andra ytterligare komponenter till kompositionen.
2. Elasticitet... Elastiskt polyuretanskum behåller sin form mycket bättre efter vridning och sträckning. Materialet återgår snabbt till sitt ursprungliga tillstånd efter exponering för yttre krafter. Elastiskt polyuretanskum är den mest flexibla byggprodukten som används.
3. Densitet... Den genomsnittliga indikatorn för styvt polyuretanskum är 45-60 kg / m3, elastisk - 8-20 kg / m3. Med lika tjocklek är skumdensiteten högre. När du skapar allmänna egenskaper måste du spendera tre gånger mer elastiskt material än styvt material, vilket är oekonomiskt.
4. Typiska tekniska egenskaper... Elastiskt polyuretanskum har hög värmeisolering och ljudisolering. Materialet kännetecknas av dielektriska och dämpande egenskaper. Produkten fäster väl på trä-, metall-, tyg- och pappersytor. Styv polyuretanskum har hög elektrisk isolering och låg fuktabsorptionsförmåga.
5. Kostnaden... Elastiskt material är billigare än styvt polyuretanskum. När du väljer en produkt måste du vara uppmärksam på tekniska egenskaper och egenskaper och inte kosta. Varje material har sitt eget omfång. Endast i vissa fall kan de bytas ut mot varandra.

Vad är skumgummi?

Materialet i fråga är en typ av polyuretanskum - i sin elastiska modifiering. Betydande volymer skumgummi importerades till vårt land under det skandinaviska varumärket Porolon - därav namnet på motsvarande produkt, vilket är vanligt i Ryska federationen. Skumgummi är ett relativt nytt material.I industriell skala började den produceras i mitten av 1900-talet, det vill säga lite senare än det "klassiska" polyuretanskummet.

Skumgummi

Det speciella med skumgummi är att cirka 90% av dess volym är luft. En betydande del av denna volym kan mycket snabbt ersättas med vatten - om du ersätter skumgummi under strömmen eller sänker ner det i en behållare med vätska. Materialet i fråga kännetecknas också av högt motstånd mot deformation.

Elasticitet och förmåga att absorbera vatten gör skumgummi till ett av de mest användbara materialen i vardagen. Svampar är gjorda av den för diskning och andra ändamål. Skumgummi används ofta som fyllmedel vid tillverkning av möbler. Ibland används den som värmare - på grund av den relativt låga permeabiliteten i luften.

Emellertid har materialet i fråga ett antal nackdelar.

Först och främst bör det noteras att produktionen av skumgummi är en mycket skadlig process för miljön, eftersom giftiga ämnen används inom den. Med tiden förlorar materialet i fråga sina användbara egenskaper - det blir mindre elastiskt, luftskikten i det försvinner. Därför används skumgummi oftast i de områden där det inte förväntas användas för intensivt eller där frekvent utbyte av produkter som tillverkas på grundval av motsvarande material är acceptabelt.

Skumgummi (elastiskt polyuretanskum)

När det gäller egenskaper är skumgummi så nära plast och gummi som möjligt. Flexibelt polyuretanskum har följande egenskaper:

1. Hög styrka.
2. Motståndskraft mot kemikalier, aggressiva miljöer.
3. Plasticitet, flexibilitet.
4. Miljövänlighet, säkerhet.
5. Låg värmeledningsförmåga.
6. Dålig fuktabsorption.
7. Hög motståndskraft mot mekanisk och fysisk belastning.
8. Dålig krympning under drift.
9. Snabb återhämtning av den primära formen efter lossning.

Specifikationerna kan variera beroende på tillsats av ytterligare komponenter under produktionen (färgämnen, fyllmedel, skummedel).

Strukturen är inte mottaglig för reproduktion av gnagare, insekter, mikroorganismer. Återvinning är möjlig.

Tabell

Polyuretanskum ("skumgummi"), inklusive med "minneskum" (Memory Foam)

Elastiskt polyuretanskum (möbelpolyuretanskum) används vid tillverkning av madrasser. Det finns olika hårdheter, i fjädermadrasser används mjukt polyuretanskum, i fjäderfria madrasser används mediumhårdhet och hårt polyuretanskum som bas för madrassen (monolitiskt block). Det billigaste bland alla fyllmedel i madrasser, men samtidigt används olika typer av polyuretanskum vid madrassproduktion, olika i kvalitet, maximal belastning och följaktligen livslängd, inklusive dyra och högkvalitativa typer av polyuretanskum (konstgjorda latex, material med en minneseffekt), som av sina egna egenskaper och kvalitet inte är sämre även för naturlig latex. Det som är bra med detta material är god andningsförmåga på grund av dess porösa struktur.

Skumgummi - är handelsnamnet för flexibelt polyuretanskum, som i Sovjetunionen huvudsakligen var det skandinaviska företaget Porolon.

Polyuretanskum (PPU) är ett konstgjort fyllmedel av cellulär typ (visuellt kan det jämföras med en svamp), det är ett beprövat och säkert material, vilket bekräftar dess utbredda användning i vardagen, till exempel: svampar för diskning, fyllmedel i bilsäten, isolering i konstruktionen.Polyoler används som huvudråmaterial för framställning av polyuretanskum. Vid blandning av en polyol och ett antal modifierande katalysatorer sker en kemisk reaktion, varigenom blandningen skummar. På grund av den olika dosen av kemiska produkter erhålls olika typer av polyuretanskum.

Mycket elastiskt polyuretanskum (artificiell latex) kännetecknas av förbättrade egenskaper hos de råvaror som används för tillverkningen, liksom cellernas struktur. Till skillnad från konventionellt elastiskt PU-skum, som har en enhetlig cellstruktur, har mycket elastiskt PU-skum en icke-enhetlig struktur, celler har olika storlekar, väggtjocklekar och fördelas slumpmässigt. På grund av den inhomogena strukturen vid låg belastning träder mindre celler i arbete, och när belastningen ökar, kommer större celler i arbete, med större motstånd mot kompression. Därför kännetecknas högelastiskt polyuretanskum av hög elasticitet och komfort samt en längre livslängd.

Figuren till vänster visar strukturen för cellerna i konventionellt polyuretanskum, till höger - mycket elastiskt polyuretanskum.

Foto av en skiva gjord av vanligt polyuretanskum (höjd 3 cm) som används som fyllmedel i en madrass.

Foto av ett monolitiskt block av mycket elastiskt polyuretanskum (höjd 8 cm) kallat Waterform av den italienska tillverkaren av Lordflex madrasser, som används som bas i en fjäderfri madrass.

Viskoelastiskt polyuretanskum med "formminne" (andra namn: Memoriform, Memory Foam, Memorix) är ett dyrt och unikt material med speciella fysiska och mekaniska egenskaper, som kännetecknas av långsam återhämtning efter kompression. När ett föremål (till exempel en människokropp) nedsänks i ett viskoelastiskt skum, återger skummet exakt formen på den nedsänkta kroppen, och efter att lasten har avlägsnats återgår skummet långsamt till sin ursprungliga form. Viskoelastiskt skum reagerar på kropps- och omgivningstemperatur genom att mjukna upp med kroppsvärme och lättare anpassas till kroppens konturer. På grund av detta utövar fyllmedlet det minsta trycket på de subkutana kärlen och främjar bättre blodflöde. På grund av sin ökade densitet och samtidigt en hög komfortnivå har PU-skum med "minne" låg luftgenomsläpplighet jämfört med konventionellt PU-skum. Andra egenskaper hos viskoelastiskt skum är vibrationsdämpning och stötdämpning - produkter av viskoelastiskt skum absorberar upp till 90% av den tillförda energin. Viskoelastiskt PU-skum används inom många industriområden, inklusive rymdindustrin (det användes först av NASA - US National Aeronautics and Space Administration).

Foto av en tallrik gjord av viskoelastiskt polyuretanskum med "minne" (höjd 4 cm) som används som fyllning i en madrass.

Bilden visar en avtryck av formen på en hand efter att ha tryckt på det viskoelastiska polyuretanskummet med "minne" - effekten varar några sekunder.

Video om produktion av möbelskumgummi vid den ryska fabriken SIBPLAST:

Mer om polyuretanskum

När i slutet av 30-talet av XIX-talet, det vill säga för nästan två hundra år sedan, tyska fysiker som arbetade för Bayers intresse arbetade med utvecklingen av polyuretanelastomerer, kunde de inte ens tro att den slutliga produkten som erhölls som ett resultat av experiment, som innehåller oönskade gasbubblor, skulle bli ett nytt steg i utvecklingen av polymermaterial. Forskare började målmedvetet kombinera flervärda alkoholer med multifunktionella isocyanter. Så här uppstod skum med en cellulär struktur. Efterföljande experiment och experiment ledde till bildandet av den slutliga produkten - polyuretanskum.

Faktum är att polyuretanskum (PUF) är en teknik för massanvändning som kan användas för en mängd olika ändamål.

Olika typer av polyuretanskum är baserade på polyestrar eller enkla polyestrar (PE). Så på grundval av komplex PE i mitten av förra seklet började skumplast med elastiska egenskaper utvecklas. Några år senare uppträdde de första skummen baserade på polyetrar. Omfattningen av PPU utvidgades gradvis och i slutet av 90-talet användes PPU aktivt överallt. Dessutom användes cirka 70% av den totala volymen producerat polyuretanskum vid tillverkning av stoppade möbler och madrasser.

När du väljer en viss typ av polyuretanskum för stoppade möbler, har dess huvudsakliga egenskaper betydelse: graden av styvhet, vikt, elasticitet, stötdämpande egenskaper. Alla dessa egenskaper beror på vilka utgångsprodukter och formuleringar som används vid tillverkningen av polyuretanskum.

Enligt hårdhetsgraden kan elastiskt polyuretanskum vara supermjukt (från 0,5 kPa), mjukt, standard eller hårt. Det finns också ultrastyft polyuretanskum (upp till 10 kPa). Styv polyuretanskum kan ersätta fjäderblock och mjuka polyuretanskumplattor med liten tjocklek används vanligtvis i kombination med andra material.

Det finns två sätt att producera flexibelt PU-skum. Vid tillverkning av gjutna polyuretanskum formas varje bit separat. Vid tillverkning av polyuretanskumblock är slutprodukten stora rektangulära eller cylindriska block som sedan skärs i ämnen.

När du väljer en specifik typ av blockelastiskt polyuretanskum för tillverkning av stoppade möbler är begrepp som materialets styvhet och dess skenbara densitet av yttersta vikt. Styvhet är förmågan hos ett material att motstå deformation. Den skenbara densiteten bestäms av bulkdensiteten hos det porösa materialet. Styvhet och skenbar densitet är nära besläktade: ju högre densitet av materialet, desto bättre är skummet och desto högre är dess "trötthet". Det vill säga att ju högre belastning antas på en viss del av möbler, desto högre bör den synliga densiteten vara. Med en framgångsrikt verifierad kombination av materialets skenbara densitet och styvhet kan du uppnå stoppade möbler av hög kvalitet.

Övning visar att följande alternativ för att välja PPU för olika element av stoppade möbler kan anses vara de mest framgångsrika. För säten som upplever konstant hög belastning bör PU-skumtätheten vara minst 28-30 kg / m3. För armstöd och ryggar som har mycket lägre belastning kan du använda polyuretanskum med en något lägre synlig densitet (23-25 ​​kg / m3). Den högsta graden av skenbar densitet krävs för PU-skum som används vid tillverkning av tunt golv i säten (inte mindre än 35 kg / m3) och i ryggar och armstöd (inte mindre än 28 kg / m3). Anledningen är att ju mindre golvets tjocklek är, desto mer lämpar det sig för deformation.

Graden av elasticitet hos polyuretanskum bestäms baserat på storleken på hysteresslingans yta under belastningens påverkan. Ju mindre slingan är, desto mer elastiskt är materialet och därför desto snabbare återgår det till sin ursprungliga form efter att lasten har försvunnit. Blockpolyuretanskum har gott om möjligheter när det gäller valet av graden av elasticitet. Detta gör det möjligt att kombinera golv från material med varierande grad av elasticitet, vilket exakt motsvarar de angivna parametrarna.

Elastiskt block av polyuretanskum är särskilt bra vid tillverkning av madrasser. Anledningen är hög luftgenomsläpplighet, utmärkt fukt och värmeväxling, låg vikt av detta material. Man bör dock komma ihåg att den skenbara densiteten hos polyuretanskummet som används vid tillverkningen av madrassen måste vara minst 30-35 kg / m3. Detta är nödvändigt så att cellerna i polyuretanskummet inte deformeras och fukt och luftutbyte inte störs inuti produkten.

Block-PPU har många fördelar.De är hållbara som ett material för tillverkning av möbler (särskilt de som utvecklats på grundval av polyetrar), tåliga mot åldrande, fukt och extrem temperatur. Dessutom uppfyller polyuretanskumblock de högsta hygieniska och hygieniska kraven. Många studier har visat den absoluta säkerheten för blockpolyuretanskum för människors hälsa. Den enda nackdelen med blockpolyuretanskum (särskilt med en densitet mindre än 30 kg / kubikmeter), som bör komma ihåg, är att materialet kan förlora sina ursprungliga egenskaper när det återställs efter överdriven kompression. Detta innebär att särskild försiktighet bör iakttas vid förvaring och transport av produkter som innehåller polyuretanskum.

Gjutet polyuretanskum används vid tillverkning av komplexa och skrymmande mjuka möbelelement. Varje del tillverkas i en individuell form. Samtidigt är produktionsnoggrannheten så hög att den inte kräver ytterligare förfining. Gjutna delar av polyuretanskum har en mycket högre densitet än delar av polyuretanskum med block med liknande egenskaper. Materialets täthet för soffor och fåtöljer är inte mindre än 42 kg / m3 för sätena - inte mindre än 45-48 kg / m3. I kontorsmöbler, där det mjuka elementets tjocklek är mycket liten och kraven på slitstyrka är ganska höga, används polyuretanskum med en densitet på 55 - 70 kg / m3.

PU-skum har hög vidhäftningsförmåga för nästan alla material. I formningsmetoden kan således fjäderblock, metallramar och andra delar användas samtidigt med PU-skum. Således förenklas processen med att göra stoppade möbler kraftigt: i en operation kan du få en helt färdig enhet.

Idag är det viktigaste golvmaterialet vid tillverkning av stoppade möbler ett billigare polyuretanskum.

Dessutom kan du läsa om den kemiska strukturen och tillämpningarna av polyuretanskum på Wikipedia.

Utmaningar och lösningar

Standardplattor av polyuretanskum, rullskummaterial, brandbeständiga eller viskoelastiska skum med en komplex struktur - varje typ av produkt som presenteras på penopoliuretan-spb.ru har vissa tekniska parametrar och är utformad för att lösa ett specifikt problem. Vissa fyllmedel används för möbelproduktion, andra inom byggbranschen och andra för att förbättra ljudisoleringen i lokalerna. Men det finns de som har ett brett utbud av applikationer, och det är svårast att besluta om valet av produkter från denna kategori.

Vilket polyuretanskum man väljer väljer varje köpare själv utifrån de mål han vill uppnå och den tillgängliga budgeten. Men ibland, innan du köper, kommer det att vara användbart att ta reda på vad välkända företag tar för att lösa liknande problem och vilka rekommendationer som ges av experter för varje typ av skummad polyuretan. För att göra detta, gå helt enkelt till sidan "din" uppgift, till exempel "PU-skum för en madrass" eller "Skumgummi för ljudisolering i bostadshus."

Generella egenskaper

Polyuretanskum och skumgummi tillhör en stor kemisk grupp polyuretanskum... De produceras på grundval av polyestrar... När de tillverkas och används på rätt sätt är materialen helt miljövänliga och säkra för levande organismer.

Polyuretanskum används ofta inom olika aktivitetsområden, beroende på sammansättning, tekniska egenskaper och form. Materialet är mest efterfrågat i vardagen, byggandet och industrin.

Allmänna specifikationer:

• Densitet - 30-300 kg / m3.
• Temperaturområde - från -60 till +80 ° C.
• Elektrisk ström icke-ledningsförmåga.
• Lättvikt.
• Ozonbeständighet.
• Motståndskraft mot kemiska reagenser (syror, alkalier, lösningsmedel etc.).
• Luftgenomsläpplighet.
• Lågt motstånd mot vridning.

Vid produktion används tre huvudgjutningstekniker:

1. Roterande - täckning av stora föremål och cylindriska element.
2. Fri - skapandet av komplexa tunga former.
3. Under press - används för storskalig produktion av delar.

Den kemiska sammansättningen förhindrar reproduktion av insekter, gnagare och utveckling av mikroorganismer.

Polyuretanskum (styvt polyuretanskum)

Materialet är en variation gasfylld plast... 85-90% består av inert gasfas... Polyuretanskum är en syntetisk isolering med cellulär struktur.

Tekniska egenskaper:

• Värmeledningsförmåga - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Densitet - 45-60 kg / m3.
• Vattenabsorption - 1,2-2,1%.
• Destruktiv - 0,15-1 MPa (kompression) och 0,35-1,9 MPa (böjning).
• Antalet stängda porer (85-95 och mer).
• Brandfarlighet är en kategori av knappt brännbara ämnen.

Polyuretanskum används för värmeisolering av bostads- och industribyggnader... Produkten passar tätt på horisontella och vertikala plana ytor. Materialbyte krävs inte under hela byggnadens livstid. Polyuretanskum är lämpligt för värmeisolering av golv, väggar, tak.

Minsta livslängd är 25-30 år gammal... Kemiska reagenser (lösningsmedel, mjukgörare, mineralolja, bränsle, syror, alkalier) kan inte förstöra strukturen, eftersom cellerna i den är stängda. Produkten är resistent mot utseendet på gnagare och insekter, utvecklingen av svamp, mögel och mikrober. Främmande element tränger inte in i strukturen.