انواع پلی اورتان ها

انواع پلی اورتان

پلی اورتان (به انگلیسی : Polyurethane)،که اغلب با نام پلی یورتان دیده می شود. یک ترکیب شیمیایی است که از واکنش پلی ال ها و ایزوسیانات ها تشکیل می شود. به طور عمده، به سه دسته فوم سخت، انعطاف پذیر و ترموپلاستیک تقسیم می شود. در ادامه به معرفی بیشتر فوم پلی یورتان و انواع پلی اورتان می پردازیم. 

کاربرد پلی یورتان در صنعت پوشاک

استفاده از پلی یورتان در مارک های لباس ها شاید برایتان تازگی داشته باشد. یا اصلا به گوشتان نخورده باشد. جالب است که سایر کاربردهای PU را در صنعت پوشاک بدانید.

• استفاده از پوشش های PU در شلوارهای جین (خاصیت کشسانی به شلوار می دهد)
• استفاده از پلی یورتان در ساخت نخ های باکیفیت (ترکیب پلی یورتان با نایلون) این امر موجب کاهش وزن و افزایش خاصیت کشسانی می شود.

کاربرد فوم پلی یورتان در صنعت پزشکی

PU، جهت تهیه و ساخت مواد کاشتنی در بدن استفاده می کنند.

• قلب مصنوعی
• کلیه مصنوعی
• ریه مصنوعی
• لوزالمعده مصنوعی
• دندان مصنوعی

علاوه بر این، پلی یورتان در ساخت ملافه، پرده و انواع دستگاه تزریق کاربرد دارد. به طور کلی استفاده از این مواد در صنعت پزشکی موجب افزایش طول عمر و استحکام بیشتر مواد می شود.

 فوم سخت پلی اورتان

فوم پلی یورتان سخت، یکی از معروف ترین، مواد عایق چندمنظوره و کم مصرف می باشد. این فوم ها می توانند به طور قابل توجهی انرژی را کاهش دهند و از طرف دیگر باعث راحتی و کارایی بیشتر لوازم تجاری و مسکونی می شوند. عمده، پلی یورتان های سخت به عنوان عایق سرمایش و گرمایش در خانه ها به کار برده می شوند. علاوه براین، پلی یورتان ها، به منظور ایجاد درجه حرارت پایدار و کاهش سطح صدا در وسایل خانگی و تجاری استفاده می شوند. این فوم ها به عنوان مواد عایق موثر عمل می کنند. همچنین، پلی اورتان ها در دیوارها، سقف ها و درزگیرهای در استفاده می شوند.

خصوصیات پلی یورتان ها

این ماده را می توان با استفاده از پلیول بر پایه مواد نفتی و پلیول های بیو از روغن های گیاهی تهیه کرد.

خصوصیات PU های فرموله شده به گروه هیدروکسیل موجود در پلی ال ها بستگی دارد. به عنوان مثال، گلیسیرین که یک پلیول پایه نفتی است، شامل یک گروه هیدروکسیل اولیه است. از طرف دیگر، پلیول های پایه روغن نباتی (به عنوان مثال روغن کرچک) حاوی گروه های هیدروکسیل ثانویه هستند. بنابراین، این پلی ال های سنتز شده دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت هستند.

علاوه بر این، واکنش بین پلیول حاوی گروه هیدروکسیل ثانویه و ایزوسیانات در مقایسه با واکنش بین پلیول اولیه و ایزوسیانات حاوی گروه هیدروکسیل اولیه کندتر است. بنابراین، از مخلوط، پلیول های با هیدروکسیل اولیه و ثانویه برای کاهش مصرف پلیول های پایه نفتی استفاده می کنند. به عنوان مثال، فوم های پلی یورتان سفت و سخت با خواص فیزیکی و مکانیکی بالا، از طریق مخلوطی از روغن های گلیسرین و کرچک تولید می شوند. علاوه براین، وجود پلیول های مختلف، بر خصوصیات فیزیکی پلی یورتان تاثیرگذار است.

این روش در مقایسه با روش پلی یورتان تهیه شده بر پایه مواد نفتی دارای معایب از جمله افزایش زمان است.

فوم های پلی یورتان به دست آمده از روغن سویا، ظرفیت بازدارندگی بالایی را ارائه می دهند. این مواد خواص حرارتی و فیزیکی فوم را بهبود می دهند.

فوم سفت و سخت پلی اورتان

همان طور که در شکل مشاهده می کنید. فوم های سفت و سخت پلی یورتان از پلیول های مشتق از ملامین کاردانو تولید می شوند. پلیول های تولید شده با استفاده از خواص بازدارنده بالا در مقایسه با سایر پلیول ها از مقاومت فشاری و پایداری حرارتی بالایی برخوردار هستند. مسیر کامل آن، در شکل قابل مشاهده است. 

همچنین سایر روش ها عبارتند از :

•  استفاده از روغن کرچک برای سنتز فوم های پلی یورتان سفت و سخت (فوم های پلی اورتان تولید شده موجب بهبود کاربردها می شوند)
• استفاده از نانو ذرات (نانو ذرات نیز بر خصوصیاتی مانند پایداری، وزن و مقاومت تاثیر گذار هستند)

جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله روش ساخت فوم پلی اورتان را مطالعه بفرمائید. 

فوم های پلی یورتان انعطاف پذیر

فوم های PU انعطاف پذیر (FPU) شامل برخی کوپلیمرهای بلوکی هستند که قابلیت انعطاف پذیری آنها بر اساس جداسازی فاز بین بخش های سفت و سخت است. پلی یورتان ها براساس خواص فیزیکی شان تقسیم بندی می شوند. (خواص فیزیکی : چگالی، دوام، مقاومت، قابلیت اشتعال و کشش سطحی و…). کاربرد فوم پلی اورتان انعطاف پذیر به شرح زیر است. 

• مبلمان
• تخت خواب
• قطعات داخلی خودرو
• زیست پزشکی
• نانو کامپوزیت

سنتز فوم های پلی یورتان

سنتز فوم های پلی یورتان شامل دو مرحله مهم است :

• دمیدن(blowing)، در این واکنش دی اکسید کربن و اوره تولید می شود.
• ژلینگ(gelling)

همان طور که در ابتدا متن ذکر شد، پیوند پلی یورتان از واکنش بین گروه ایزوسیانات و پلیول تشکیل می شود. واکنش بین پلیول و دی ایزوسیانات مورفولوژی و ریز ساختارهای فوم پلی یورتان را تعیین می کند. این پارامترها موجب افزایش بهبود مواد می شوند.

معرفی یک زنجیره قابل تجزیه پلی یورتان ها از طریق یک توسعه دهنده زنجیره ای می تواند به کاهش دمای انتقال شیشه برای دستیابی به یک ماده مناسب کمک کند.

پلی اورتان ترموپلاستیک

پلی اورتان های ترموپلاستیک (TPU) دسته ای از پلی یورتان ها است. به علت مقاومت بالایشان در برابر ضربه، سایش و هوا مشهور شده است. بنابراین استفاده از TPU، موجب افزایش دوام محصولات می شود.

TPU ها مانند سایر الاستومرهای ترموپلاستیک قابل فرآوری هستند. با استفاده از قالب گیری اکستروژن، ضربه، فشرده سازی و تزریق ساخته می شوند. چندین ترکیب خاص TPU، برای بسیاری از کاربردهای خودرو، کفش و ساخت و ساز مناسب هستند. علاوه بر این، این مواد در چسب، پوشش، خودروها و ساختمان ها نیز کاربرد دارند. توصیه می کنیم مقاله مواد اولیه فوم پلی اورتان را مطالعه کنید.