Как да изберем полиуретанова пяна за вашето приложение?

Какво е полиуретанова пяна (твърда модификация)?

Полиуретанова пяна Всъщност представлява група материали, принадлежащи към категорията на пластмасите, които са направени на базата на полиуретани. Структурата на съответните материали съдържа значителна част от кухините, пълни с въздух - пори или мехурчета. Полиуретановата пяна е изобретена през 30-те години на миналия век. Скоро той започва да се включва активно в различни области на икономическа дейност.

Полиуретанова пяна

Под „класическата“ полиуретанова пяна най-често се разбира нейното солидно разнообразие. Този материал се използва активно като елемент на топлоизолация при изграждането на жилищни помещения. Съществуват модификации на твърда полиуретанова пяна, които се характеризират с оперативна скорост на втвърдяване и могат ефективно да се използват за придаване на стабилност на отделни строителни конструкции - говорим за така наречената полиуретанова пяна.

Втвърдената полиуретанова пяна има висока степен на химическа и термична устойчивост. Често е възможно да се отстрани от повърхността, върху която се разпределя само механично. Необходимо е да се разграничава твърда полиуретанова пяна от подобни материали като полистирол, пяна латекс или целулозна гъба, които имат напълно различен химичен състав.

Отличителни характеристики

1. Производствена основа... Гъвкавата полиуретанова пяна се произвежда с помощта на линейни или слабо разклонени полиестери. Обикновено готовият материал има отворена клетъчна структура. Силно разклонените полиестери се използват за направата на твърди материали, които образуват силно омрежени полимери. Структурата на продукта има затворени пори. За допълнителни свойства към състава се добавят стъклени влакна, стъклени постелки и други допълнителни компоненти.
2. Еластичност... Еластичната полиуретанова пяна запазва формата си много по-добре след усукване и разтягане. Материалът бързо се връща в първоначалното си състояние след излагане на външни сили. Еластичната полиуретанова пяна е най-гъвкавият строителен продукт, който се използва.
3. Плътност... Средният показател на твърда полиуретанова пяна е 45-60 кг / м3, еластичен - 8-20 кг / м3. При еднаква дебелина плътността на пяната е по-висока. Когато създавате общи характеристики, ще трябва да похарчите три пъти повече еластичен материал от твърд материал, което е неикономично.
4. Типични технически характеристики... Еластичната полиуретанова пяна има висока топлоизолация и звукоизолация. Материалът се характеризира с диелектрични и амортизиращи свойства. Продуктът се придържа добре към дърво, метал, плат и хартиени повърхности. Твърдата полиуретанова пяна има висока електрическа изолация и ниска способност за абсорбиране на влага.
5. Разходите... Еластичният материал е по-евтин от твърдата полиуретанова пяна. Когато избирате продукт, трябва да обърнете внимание на техническите характеристики и свойства, а не на разходите. Всеки материал има свой обхват. Само в някои случаи те могат да бъдат заменени един с друг.

Какво е пяна гума?

Въпросният материал е вид полиуретанова пяна - в своята еластична модификация. Значителни количества пяна от каучук са внесени в нашата страна под скандинавската марка Porolon - оттук и името на съответния продукт, което е често срещано в Руската федерация. Пяната гума е сравнително нов материал.В индустриален мащаб той започва да се произвежда в средата на 20-ти век, тоест малко по-късно от „класическата“ полиуретанова пяна.

Пяна гума

Особеността на пяната е, че около 90% от нейния обем е въздух. Значителна част от този обем може много бързо да бъде заменена с вода - ако замените пяната под поток или го потопите в съд с течност. Въпросният материал също се характеризира с висока устойчивост на деформация.

Еластичността и способността да абсорбират водата правят пяната един от най-полезните материали в ежедневието. От него се правят гъби за миене на съдове и други цели. Пяната гума често се използва като пълнител при производството на мебели. Понякога се използва като нагревател - поради относително ниската пропускливост на въздуха.

Въпросният материал обаче има редица недостатъци.

На първо място, трябва да се отбележи, че производството на пяна от каучук е много вреден процес за околната среда, тъй като в него се използват токсични вещества. С течение на времето въпросният материал губи своите полезни свойства - става по-малко еластичен, присъстващите в него въздушни слоеве изчезват. Следователно, пяна каучук се използва най-често в онези области, където не се очаква да се използва твърде интензивно или където е приемлива честата подмяна на продуктите, направени на базата на съответния материал.

Порест каучук (еластична полиуретанова пяна)

По отношение на свойствата, пяна каучук е възможно най-близо до пластмаси и каучуци. Гъвкавата полиуретанова пяна има следните характеристики:

1. Висока якост.
2. Устойчивост на химикали, агресивна среда.
3. Пластичност, гъвкавост.
4. Екологичност, безопасност.
5. Ниска топлопроводимост.
6. Лошо усвояване на влага.
7. Висока устойчивост на механични и физически натоварвания.
8. Слабо свиване по време на работа.
9. Бързо възстановяване на първичната форма след разтоварване.

Спецификациите могат да варират в зависимост от добавянето на допълнителни компоненти по време на производството (оцветители, пълнители, разпенващи агенти).

Структурата не е податлива на размножаване на гризачи, насекоми, микроорганизми. Възможно е рециклиране.

Таблица

Полиуретанова пяна ("пяна каучук"), включително с "мемори пяна" (Memory Foam)

Еластична полиуретанова пяна (мебелна полиуретанова пяна) се използва при производството на матраци. Има различни твърдости, при пружинните матраци се използва мека полиуретанова пяна, при безпружинните матраци като основа на матрака (монолитен блок) се използват и средна твърдост и твърда полиуретанова пяна. Най-евтиният сред всички пълнители в матраци, въпреки че в същото време в производството на матраци се използват различни видове полиуретанова пяна, различаващи се по качество, максимално натоварване и съответно експлоатационен живот, включително скъпи и висококачествени видове полиуретанова пяна (изкуствени латекс, материал с ефект на паметта), които по собствени свойства и качество не отстъпват дори на естествения латекс. Хубавото на този материал е добрата дишаща способност поради порестата му структура.

Пяна гума - е търговското наименование на гъвкава полиуретанова пяна, която в Съветския съюз е била основно скандинавската компания Porolon.

Полиуретановата пяна (PPU) е изкуствен пълнител от клетъчен тип (визуално може да се сравни с гъба), това е доказан и безопасен материал, което потвърждава широкото му използване в ежедневието, например: гъби за миене на съдове, пълнител в столчета за кола, изолация в конструкция.Полиолите се използват като основна суровина за производството на полиуретанова пяна; при смесване на полиол и редица модифициращи катализатори се получава химична реакция, в резултат на която сместа се разпенва. Поради различната дозировка на химическите продукти се получават различни видове полиуретанова пяна.

Силно еластична полиуретанова пяна (изкуствен латекс) се отличава с подобрени свойства на използваните за производството суровини, както и структурата на клетките. За разлика от конвенционалната еластична PU пяна, която има еднородна клетъчна структура, високоеластичната PU пяна има неравномерна структура, клетките имат различни размери, дебелина на стените и са разпределени на случаен принцип. Поради нехомогенната структура при ниско натоварване, по-малки клетки влизат в работа, а с увеличаване на натоварването по-големи клетки влизат в работа, с по-голяма устойчивост на компресия. Следователно, високоеластичната полиуретанова пяна се отличава с висока еластичност и комфорт, както и с по-дълъг експлоатационен живот.

Фигурата вляво показва структурата на клетките на конвенционална полиуретанова пяна, вдясно - високоеластична полиуретанова пяна.

Снимка на плоча от обикновена полиуретанова пяна (височина 3 см), използвана като пълнител в матрак.

Снимка на монолитен блок от високоустойчива полиуретанова пяна (височина 8 см), наречена Waterform от италианския производител на матраци Lordflex, използвана като основа в безпружинен матрак.

Вискоеластична полиуретанова пяна с "памет памет" (други имена: Memoriform, Memory Foam, Memorix) е скъп и уникален материал със специални физико-механични свойства, характеризиращ се с бавно възстановяване след компресия. Когато обект (например човешко тяло) е потопен във вискоеластична пяна, пяната точно възпроизвежда формата на потопеното тяло и след отстраняване на товара, пяната бавно се връща в първоначалната си форма. Вискоеластичната пяна реагира на телесната и околната температура чрез омекотяване с телесна топлина и по-лесно приспособяване към контурите на тялото. Поради това пълнителят оказва най-малко натиск върху подкожните съдове и насърчава по-добрия кръвен поток. Поради повишената си плътност и в същото време високо ниво на комфорт, PU пяната с „памет“ има ниска въздухопропускливост в сравнение с конвенционалната PU пяна. Други характеристики на вискоеластичната пяна са амортизирането на вибрациите и абсорбирането на удари - продуктите от вискоеластична пяна поглъщат до 90% от приложената енергия. Вискоеластичната PU пяна се използва в много области на промишлеността, включително в космическата индустрия (за първи път е използвана от НАСА - Националната администрация по аеронавтика и космос на САЩ).

Снимка на плоча от вискоеластична полиуретанова пяна с "памет" (височина 4 см), използвана като пълнеж в матрак.

Снимката показва отпечатък от формата на ръка след натискане върху вискоеластичната полиуретанова пяна с „памет“ - ефектът трае няколко секунди.

Видео за производството на мебелна пяна в руския завод SIBPLAST:

Повече за полиуретановата пяна

Когато в края на 30-те години на XIX век, тоест преди почти двеста години, немски физици, работещи за концерна Bayer, са работили върху разработването на полиуретанови еластомери, те дори не са могли да мислят, че крайният продукт, получен в резултат на експериментите, съдържащи нежелани газови мехурчета, ще се превърнат в нова стъпка в еволюцията на полимерните материали. Учените започнаха целенасочено да комбинират многоатомни алкохоли с многофункционални изоцианти. Така се появи пяна с клетъчна структура. Последвалите експерименти и експерименти доведоха до образуването на крайния продукт - полиуретанова пяна.

Всъщност, полиуретановата пяна (PUF) е инженерна пластмаса за масово използване, която може да се използва за различни цели.

Различните видове полиуретанова пяна се основават на полиестери или прости полиестери (PE). И така, на основата на сложен PE в средата на миналия век започнаха да се разработват пяна пластмаси с еластични свойства. Няколко години по-късно се появяват първите пяни на основата на полиетери. Обхватът на PPU постепенно се разширява и до края на 90-те PPU се използват активно навсякъде. Нещо повече, около 70% от общия обем произведена полиуретанова пяна е използвана за производството на мека мебел и матраци.

При избора на определен тип полиуретанова пяна за мека мебел, нейните основни характеристики имат значение: степента на твърдост, теглото, еластичността, абсорбиращите свойства. Всички тези качества зависят от това какви изходни продукти и формулировки се използват при производството на полиуретанова пяна.

Според степента на твърдост, еластичната полиуретанова пяна може да бъде супер мека (от 0,5 kPa), мека, стандартна или твърда. Има и свръхтвърда полиуретанова пяна (до 10 kPa). Твърдата полиуретанова пяна е в състояние да замени пружинните блокове, а меките листове от полиуретанова пяна с малка дебелина обикновено се използват в комбинация с други материали.

Има два начина за производство на гъвкава PU пяна. При производството на формовани полиуретанови пяни всяко парче се формова отделно. При производството на блокови полиуретанови пяни крайният продукт са големи правоъгълни или цилиндрични блокове, които след това се нарязват на заготовки.

При избора на специфичен тип блокова еластична полиуретанова пяна за производство на мека мебел, понятия като твърдост на материала и видимата му плътност са от първостепенно значение. Твърдостта е способността на материала да устои на деформация. Привидната плътност се определя от обемната плътност на порестия материал. Твърдостта и видимата плътност са тясно свързани: колкото по-висока е плътността на материала, толкова по-добра е пяната и толкова по-висока е границата на нейната „умора“. Тоест, колкото по-високо се приема натоварването върху даден участък от мебелите, толкова по-висока трябва да бъде привидната плътност. С успешно проверена комбинация от привидната плътност и твърдост на материала, можете да постигнете висококачествени мека мебел.

Практиката показва, че следните опции за избор на PPU за различни елементи от мека мебел могат да се считат за най-успешните. За седалки, които изпитват постоянни високи натоварвания, плътността на PU пяна трябва да бъде най-малко 28-30 kg / m3. За подлакътници и облегалки, които имат много по-малко натоварване, можете да използвате полиуретанова пяна с малко по-малка видима плътност (23-25 ​​кг / м3). Най-високата степен на видима плътност се изисква за PU пяна, използвана при производството на тънки подови настилки в седалките (не по-малко от 35 kg / m3) и в облегалките и подлакътниците (не по-малко от 28 kg / m3). Причината е, че колкото по-малка е дебелината на подовата настилка, толкова повече тя се поддава на деформация.

Степента на еластичност на полиуретановата пяна се определя въз основа на размера на площта на хистерезисната верига под въздействието на товара. Колкото по-малка е примката, толкова по-еластичен е материалът и следователно, толкова по-бързо ще се върне към първоначалната си форма след изчезване на товара. Блоковата полиуретанова пяна има широки възможности по отношение на избора на степента на еластичност. Това прави възможно комбинирането на подови настилки от материали с различна степен на еластичност, които точно отговарят на посочените параметри.

Еластичната блокова полиуретанова пяна е особено добра при производството на матраци. Причината е висока въздухопропускливост, отличен влаго- и топлообмен, ниско тегло на този материал. Трябва обаче да се помни, че привидната плътност на полиуретановата пяна, използвана при производството на матрака, трябва да бъде най-малко 30-35 kg / m3. Това е необходимо, за да не се деформират клетките на полиуретановата пяна и да не се наруши обмяната на влага и въздух вътре в продукта.

Блочните PPU имат много предимства.Те са издръжливи като материал за производство на мебели (особено тези, разработени на основата на полиетери), устойчиви на стареене, влага и екстремни температури. В допълнение, блоковата полиуретанова пяна отговаря на най-високите санитарни и хигиенни изисквания. Многобройни проучвания са доказали абсолютната безопасност на блоковата полиуретанова пяна за човешкото здраве. Единственият недостатък на блоковата полиуретанова пяна (особено с плътност по-малка от 30 кг / кубичен метър), който трябва да се помни, е, че материалът може да загуби първоначалните си свойства при възстановяване след прекомерно компресиране. Това означава, че трябва да се внимава особено при съхранение и транспортиране на продукти, съдържащи блокова полиуретанова пяна.

Формованата полиуретанова пяна се използва при производството на сложни и обемисти меки мебелни елементи. Всяка част се произвежда в индивидуална форма. В същото време точността на производството е толкова висока, че не изисква допълнително усъвършенстване. Формованите части от полиуретанова пяна имат много по-висока плътност от блоковите части от полиуретанова пяна със сходни характеристики. Плътността на материала за облегалките на дивани и фотьойли е не по-малка от 42 кг / м3, за седалките - не по-малко от 45-48 кг / м3. В офис мебели, където дебелината на мекия елемент е много малка, а изискванията за износоустойчивост са доста високи, се използва полиуретанова пяна с плътност 55 - 70 кг / м3.

PU пяната има висока адхезивна способност към почти всеки материал. По този начин, при метода на формоване, пружинни блокове, метални рамки и други части могат да се използват едновременно с PU пяна. По този начин процесът на изработка на мека мебел е значително опростен: с една операция можете да получите напълно завършен блок.

Днес основният материал за подови настилки при производството на мека мебел остава по-евтин блок от полиуретанова пяна.

Освен това можете да прочетете за химическата структура и приложенията на полиуретановата пяна в Wikipedia.

Предизвикателства и решения

Стандартни листове от полиуретанова пяна, пенопластови материали, огнеупорни или вискоеластични пяни със сложна структура - всеки вид продукт, представен на penopoliuretan-spb.ru, има определени технически параметри и е предназначен да реши конкретен проблем. Някои пълнители се използват за производство на мебели, други в строителната индустрия, а трети за подобряване на звукоизолацията на помещенията. Но има такива, които имат широк спектър на приложение и е най-трудно да се вземе решение за избора на продукти от тази категория.

Коя полиуретанова пяна да избере, всеки купувач решава сам, въз основа на целите, които иска да постигне, и наличния бюджет. Но понякога, преди да направите покупка, ще бъде полезно да разберете какво предприемат известни компании за решаване на подобни проблеми и какви препоръки дават експертите за всеки вид разпенен полиуретан. За да направите това, просто отидете на страницата на „вашата“ задача, например „PU пяна за матрак“ или „Пореста гума за шумоизолация в жилищни сгради“.

Общи свойства

Полиуретановата пяна и пяна каучук принадлежат към голяма химическа група полиуретанови пяни... Те се произвеждат на базата на полиестери... Когато се произвеждат и използват правилно, материалите са напълно екологични и безопасни за живите организми.

Полиуретановите пяни се използват широко в различни области на дейност, в зависимост от състава, техническите характеристики и формата. Материалът е най-търсен в ежедневието, строителството и индустрията.

Общи спецификации:

• Плътност - 30-300 кг / м3.
• Температурен диапазон - от -60 до +80 ° C.
• Непроводимост на електрическия ток.
• Леко тегло.
• Устойчивост на озон.
• Устойчивост на химически реактиви (киселини, основи, разтворители и др.).
• Въздушна пропускливост.
• Ниска устойчивост на усукване.

В производството се използват 3 основни технологии за леене:

1. Ротационен - покриване на големи предмети и цилиндрични елементи.
2. Безплатно - създаването на сложни тежки форми.
3. Под напрежение - използва се за мащабно производство на части.

Химичният състав предотвратява размножаването на насекоми, гризачи и развитието на микроорганизми.

Полиуретанова пяна (твърда полиуретанова пяна)

Материалът е разнообразен пълни с газ пластмаси... 85-90% се състои от инертна газова фаза... Полиуретановата пяна е синтетична изолация с клетъчна структура.

Технически свойства:

• Топлопроводимост - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Плътност - 45-60 кг / м3.
• Поглъщане на вода - 1,2-2,1%.
• Разрушително - 0,15-1 MPa (компресия) и 0,35-1,9 MPa (огъване).
• Броят на затворените пори (85-95 и повече).
• Запалимостта е категория на трудно запалими вещества.

Полиуретанова пяна се използва за топлоизолация на жилищни и промишлени сгради... Продуктът приляга плътно към хоризонтални и вертикални плоски повърхности. Подмяна на материали не се изисква през целия живот на сградата. Полиуретановата пяна е подходяща за топлоизолация на подове, стени, тавани.

Минималният експлоатационен живот е На 25-30 години... Химическите реактиви (разтворители, омекотители, минерално масло, гориво, киселини, основи) не могат да разрушат структурата, тъй като клетките в нея са затворени. Продуктът е устойчив на появата на гризачи и насекоми, развитието на гъбички, плесени и микроби. Чужди елементи не проникват в структурата.