PPU – wat is het, kenmerken en toepassingsgebied

Een groep wetenschappers uit Duitsland onder leiding van Otto Bayer in 1937 creëerde een multifunctioneel materiaal – polyurethaanschuim. Het kan flexibel en veerkrachtig zijn, maar niet trekvast, of hard en dicht, maar bros wanneer het gebogen is. De massaproductie van PPU begon in de jaren zestig. Sindsdien zijn de monsters verbeterd, er zijn veel soorten van de verbinding verschenen. Wat is polyurethaanschuim, hoe is het??

PPU-materiaal

Polyurethaanschuim is een gasgevulde kunststof op basis van polyurethanen, 85-90% bestaat uit een inerte gasfase. Het materiaal is hard, zacht, elastisch, hierdoor wordt het gebruikt in alle gebieden van menselijke activiteit:

• dient als vulmiddel voor gestoffeerde meubels, autostoelen, kinderspeelgoed, slaapaccessoires;
• sponsjes voor het afwassen, stoffilters, verfrollers, polyurethaanschuim, schokabsorberende verpakkingen en worden er niet alleen van gemaakt.

Productie

Grondstoffen voor polyurethaanschuim – producten uit de petrochemische industrie: polyisocyanaten en polyolen. Ook zijn de componenten voor polyurethaanschuim gemaakt van plantaardige oliën: castor, koolzaad, soja en zonnebloem. Biogene schuimcomponenten zijn niet toegepast in de industrie, aangezien ze aanzienlijke financiële investeringen vergen, wordt hun gebruik beperkt door een beperkt aantal specifieke taken.

Tussen aardolieproducten (polyol en polyisocyanaat), gemengd in bepaalde verhoudingen, vinden chemische reacties plaats. Na de eerste omzettingen wordt een kleine hoeveelheid water aan het reactiemengsel toegevoegd en begint kooldioxide vrij te komen. De reactie resulteert in een schuim gevuld met CO2. De mechanische indicatoren en eigenschappen van polyurethaan, d.w.z. dichtheid en structuur, bepalen de grootte van de ketting van gasgevulde microsferen, het aandeel van de uitgangspolymeren, de aanwezigheid van vlamvertragers.

Soorten PPU en vrijgaveformulieren

Polyurethaanschuim is verdeeld in zacht (dichtheid 5-40 kg / m3) en vast (30-86 kg / m3). De eerste groep is schuimrubber. De chemische industrie produceert schuimrubber met verschillende dichtheden:

• standaard (ST), maximale belasting 60-100 kg / cm2;
• hard (HL), 80-120 kg / cm2;
• zacht (HS), 60-120 kg / cm2;
• verhoogde stijfheid (EL), 60-100 kg / cm2;
• zeer elastisch (HR), 100-120 kg / cm2;
• zeer elastisch, brandveilig, speciaal doel (CMHR), 100-120 kg / cm2.

Schuimrubber van alle kwaliteiten, met uitzondering van CMHR, verwijst naar zeer brandbare stoffen volgens GOST 30244. GOST 30402 definieert een chemische verbinding als ontvlambaar en GOST 12.1.044 als rookvormend, giftig bij verbranding. Zachte PPU wordt niet gebruikt in de bouw. In dit gebied wordt hard polyurethaanschuim gebruikt – een stof met vlamvertragers. Warmte- en geluidsisolerende coatings zijn gemaakt van formaties met een dichtheid van 30-70 kg / cm3 of gespoten grondstoffen, en superdense soorten (70-86 kg / cm3) worden gebruikt voor waterdichting in funderingen, op andere oppervlakken.

De chemische industrie produceert materiaal in verschillende vormen:

• blad – hard of zacht, rechthoekig, 5-1000 mm dik;
• gerold – zacht, gewikkeld in klossen met verschillende breedtes, de dikte van het materiaal is 2-30 mm, kan een substraat van stof of kunststof hebben;
• blok – rechthoekige blokken schuim met een stijve niet-poreuze korst, die geheel of gedeeltelijk wordt verwijderd na afkoeling van het geschuimde mengsel;
• akoestisch – individuele panelen met een reliëf, onderscheiden zich door een hoge geluidsabsorptiecoëfficiënt;
• contour – onderdelen met een gebogen vorm (stoelen, rugleuningen, armleuningen) worden uitgevoerd op basis van de tekening;
• kruimels – gebroken polyurethaanschuim met hoge dichtheid van platen of schalen, fractiegrootte – 10-30 mm;
• vloeistof – spuitcoating.

Specificaties

Verschillende soorten PUF’s verschillen in technische kenmerken. Polyurethaanschuim is verdeeld in twee groepen:

• Open cel. Het bestaat uit open onderling verbonden cellen. Elastisch, met een sponsachtige structuur, schuimt snel, neemt in volume toe. Zorgt voor een goede geluidsisolatie. Instabiel, gekenmerkt door hoge dampdoorlatendheid, vochtopname. Niet aanbevolen voor buitenisolatie. In de bouw wordt opencellig hard polyurethaanschuim met ultralage dichtheden (8-10 kg / m3) gebruikt.
• Gesloten cel. Het bestaat uit een systeem van gesloten cellen gevuld met gas. Het warmtegeleidingsvermogen van gas is lager dan dat van lucht. Dit maakt PPU de meest effectieve warmte-isolator. Het materiaal heeft een hoge sterkte en een goede dichtheid. Het is licht en hard, met een lage dampdoorlaatbaarheid, een laag warmtegeleidingsvermogen. Verbinding met gesloten cellen hecht stevig op papier, metaal, hout, gips, enz..

De tabel toont de belangrijkste technische kenmerken van twee typen:

Parameters, eigenschappen	Open cel	Gesloten cel
Aantal gesloten cellen	Minder dan 50%	Meer dan 92%
Dichtheid	8-20 kg / m3	25-300 kg / m3
Coëfficiënt van thermische geleidbaarheid	0.03-0.04	0.019-0.030
Expansie (stijging van schuim) in vergelijking met het oorspronkelijke volume	100: 1	30: 1
Hygroscopiciteit	15-100%	1-3%
Dampdoorlaatbaarheid	0.06-0.08	0.02-0.05
Waterdichting	Niet geschikt	Fit
Geluidsisolatie	Hoog	Gemiddelde

Toepassing

Universeel materiaal wordt in bijna alle industrieën gebruikt:

• Automotive: autostoelvuller, auto-interieurisolatie.
• Machinebouw: koelmiddelisolator in huishoudelijke en commerciële koelkasten, grote koelkamers, transportkoelapparatuur, medische installaties.
• Transport: warmte-isolatoren van hoofdleidingen, isolatoren van lagetemperatuurleidingen van de chemische industrie.
• Schoen: productie van steunzolen en andere elementen van schoenen.
• Meubilair: zachte polyurethanen worden gebruikt als opvulling, dempend materiaal voor gestoffeerde meubels.
• Lichtgewicht: PPU-vulling wordt gebruikt bij het naaien van zacht speelgoed, matrassen, kussens, mannequins.
• Constructie: sandwichpanelen, akoestische isolatie, waterdichting, warmte-isolerende grondstoffen voor residentiële en industriële gebouwen, magazijnen, garages, hangars. Voor het sluiten van scheuren, de ruimte tussen losse delen, wordt urethaan timmerlijm gebruikt..

PPU alleen ter decoratie

Chemische verbinding is een technologisch analoog van veren. Het is eenvoudiger en goedkoper te produceren, qua prestaties blijft het niet achter en overtreft het in veel gevallen zelfs de veren. Meubelpolyurethaanschuim is verkrijgbaar in verschillende vormen:

• Sandwich of blok. Dit is een “steen” van grote afmetingen. Tijdens het productieproces hebben meubelfabrikanten het in lagen van verschillende vormen en diktes gesneden. Vervolgens combineren experts harde en zachte lagen en vouwen ze in stoelen, rugleuningen.
• Gips. Het is gemaakt in een meubelfabriek. Een gekrulde knuppel wordt gevuld met een vloeibaar mengsel, er vindt een chemische reactie in plaats en het polyurethaanschuim hardt onder druk uit. Het eindproduct heeft de exacte maat en vorm van een bankkussen of -stoel. Voors – geen restjes, nadelen – er vormt zich een ‘korst’ op het oppervlak van het blok, waardoor er geen lucht doorheen kan. De prijs van banken met gegoten PPU is hoger dan die van modellen met een blokvoering.

Voor meubels wordt zacht polyurethaanschuim met een dichtheid van 30-40 kg / m3 gebruikt. Hoe hoger de indicator, hoe stijver en duurzamer het product. Polyurethaanschuim met lage dichtheid (tot 25 kg / m3) is geschikt voor sierkussens. Er zijn verschillende soorten materialen met een basis van polyurethaanschuim: Lokfoam, Vibrofoam, Fomex (VS), Moltoprene (Duitsland), Allofoam (Canada). Hun kenmerken zijn vergelijkbaar met binnenlandse PPU.

Bijzonder opmerkelijk zijn de verbindingen met het geheugeneffect (memoform, memorix). Dankzij speciale toevoegingen is het materiaal zeer elastisch. Hij weet de vorm van een zittende persoon te behouden, past zich perfect aan de bochten van het lichaam aan. Wanneer een persoon opstaat, wordt de notitie snel recht. Aanvankelijk werd traagschuim polyurethaan ontwikkeld voor NASA, maar werd toen populair in de lichte industrie..

De fabrikant belooft een comfortabele nachtrust, omdat Memorix het lichaam zachtjes omhult zonder de bloedvaten te knijpen. Zeer flexibel polyurethaanschuim heeft ook nadelen en aanzienlijke. Na het uitpakken voelen klanten een giftige geur die zelfs na een week niet altijd verdwijnt. Van milieuvriendelijkheid en veiligheid voor de gezondheid is geen sprake, want na onderzoek in het memorixmonster zijn toxines gevonden die allergieën, astma, oogirritatie en hoofdpijn veroorzaken. Koolwaterstoffen stoten een bitterzoete geur uit, beïnvloeden het zenuwstelsel en het immuunsysteem.

In westerse landen met verbeterde milieuveiligheidscontroles bevat Memorix geen gevaarlijke chemische componenten. Sanitaire normen in de GOS-landen zijn niet zo streng. Sommige mensen zijn klaar om kussens en matrassen te kopen Memorix is ​​erg duur, verdraagt ​​een onaangenaam aroma, omdat ze na het slapen pijn in de rug en nek doorgeven. Er zijn lovende recensies over het monument op het netwerk – kopers van kwaliteitsproducten zijn erg blij met de aankoop.

Isolatie van polyurethaanschuim

Voor de isolatie van constructies van elk type wordt een vloeibaar mengsel gebruikt. Het wordt aangebracht door middel van spuiten. Met speciale apparatuur wordt polyurethaanschuim op een muur, fundering, dak of verschillende containers gespoten, waardoor het volume onmiddellijk toeneemt, holtes en spleten worden opgevuld. De compositie hardt uit na 5-10 minuten. De monolithische poreuze “vacht” hecht stevig aan het oppervlak, heeft geen naden en gewrichten en beschermt daarom betrouwbaar tegen lekkage of binnendringen van warmte (feitelijk in de zomer wanneer de airconditioning werkt).

Het aantal gesloten cellen is meer dan 92% en voor de beste monsters – 97-98%. Warmtegeleidingsvermogen bereikt 0,019-0,035 W / m · ° C. Deze indicator is de laagste onder andere verwarmingselementen – polystyreenschuim, polystyreenschuim, polyethyleenschuim. Thermische isolatie PPU kenmerkt zich door een goede vochtbestendigheid. Om hygroscopiciteit te verminderen, worden additieven in de samenstelling geïntroduceerd. Ricinusolie vermindert de hydrofiliciteit met 4 keer. Polyurethaanschuim is bestand tegen chemische basiscomponenten: onoplosbaar in benzine, dieselbrandstof. De levensduur van de “bontjas” is 20-30 jaar.

Voor thermische isolatie worden kant-en-klare thermo-isolerende polyurethaanschuimonderdelen nog steeds gebruikt: blokken, panelen, halve cilinders (schaal voor buizen), maar deze verliezen aan de gevraagde vloeibare PPU. Dit laatste wordt niet alleen aangebracht op blootliggende oppervlakken, maar dient ook als tussenlaag in sandwichpanelen. De brandbaarheidsklasse van de stof is G2 en G3. De verbinding is geen actieve verbrandingsbron; hij dooft onmiddellijk als er vuur uit wordt verwijderd..

Voors en tegens van PPU

Technische kenmerken bepalen de voordelen van polyurethaanschuim. Productvoordelen van de chemische industrie:

• Uitstekende hechting – goede hechting op andere materialen. De oppervlaktevorm en kromming doen er niet toe. Voor polyurethaanschuim zijn geen extra bevestigingsmiddelen en speciale oppervlaktebehandeling vereist.
• De warmte-isolerende coating belast de muren niet en het daksparensysteem, dat vooral belangrijk is voor het dak, versterkt oppervlakken, voorkomt vernietiging ervan, beschermt metalen tegen corrosie.
• Het is bestand tegen een breed temperatuurbereik: van -100 tot +150 ° C. Niet vernietigd door wind en neerslag.
• Het wordt gekenmerkt door biologische weerstand: PPU heeft geen invloed op schimmel, het materiaal is niet interessant voor knaagdieren – ze maken geen holen in de thermische isolatiecoating.
• Als vulmiddel voor meubels heeft het materiaal ook veel voordelen. Het verzamelt geen stof, is hypoallergeen, heeft een goed ademend vermogen, elasticiteit, herstelt snel zijn oorspronkelijke vorm.

Bijna 70% van de PPU-tekortkomingen zijn afhankelijk van de kwaliteit van de grondstoffen en het installatiewerk, de resterende 30% zijn kenmerken van het materiaal zelf. Kort over de negatieve kanten van polyethyleenschuim met verschillende dichtheden:

• Blootstelling aan zonlicht is nadelig voor thermisch isolatieschuim. Onder invloed van UV-stralen wordt de “bontjas” vernietigd, dus deze moet bedekt worden met een verflaag, pleisterwerk of gevelplaten.
• PPU-spuiten is niet geschikt voor alle oppervlakken, gebruik het bijvoorbeeld niet op verse houten blokhutten. Er is nog geen vocht uit gekomen en een “bontjas” houdt water binnen – dit verhoogt het risico op bederfelijke processen.
• Als een persoon te goedkoop polyurethaanschuim bestelde, behoort het product met grote waarschijnlijkheid tot de brandbaarheidsklasse G4. Het brandt goed en het is niet gemakkelijk om het te blussen.
• Zacht materiaal van lage kwaliteit, dat wordt gebruikt in de meubelindustrie, zakt snel in, vervormt.
• Een te zachte PUF wordt niet aanbevolen voor kinderen – plamuur kan leiden tot kromming van de wervelkolom.

Veiligheid

Ze zeggen over de ecologische zuiverheid van het materiaal als alleen hoogwaardige componenten en professionele apparatuur zouden worden gebruikt bij het gieten van de thermische isolatiecoating. Het is even belangrijk dat de vakman het spuiten doet – de manier waarop hij de componenten mengt, beïnvloedt de veiligheid van de coating. Grondstoffen voor polyurethaanschuim behoren tot gevarenklasse 2 en 3 en na stolling ontstaat een materiaal dat gekenmerkt wordt door inertheid.

Als de verhoudingen van de startcomponenten verkeerd worden gekozen of de technologie voor het bereiden van het vloeibare mengsel wordt verstoord, zullen de chemicaliën niet volledig reageren. Het resultaat is een scherpe, giftige geur die slecht verwert en malaise veroorzaakt. Een ervaren vakman laat geen oneffenheden toe, waardoor de coating milieuvriendelijk, onbrandbaar is.

Tijdens het mengen van de grondstoffen worden giftig formaldehyde, benzeen, fenol en tolueen diisocyanaat gevormd. Na het aanbrengen van de “bontjas” verdampen ze overdag en vallen niet meer op, in tegenstelling tot polystyreen of minerale wol. Tegenstanders van een chemische verbinding richten zich op de vernietiging van een stof tijdens verbranding. Ze beweren dat bij een temperatuur van 180 ° C ethyleen, formaldehyde, stikstof en koolstofoxiden en isocyanaten vrijkomen. In werkelijkheid zijn dergelijke temperatuuromstandigheden niet compatibel met het menselijk leven, dus het is niet nodig om over schade te praten.

Matig ontvlambaar, licht ontvlambaar materiaal wordt gekenmerkt door een laag rookvormend vermogen. Bekijk de foto met een verkoolde maar niet opgebrande kamer. Er was brand op de bovenste verdieping, maar het gespoten polyurethaanschuim vertraagde de brand vanwege het lage warmtegeleidingsvermogen en de onbrandbaarheid. Dergelijke eigenschappen zijn niet alleen in het bezit van vaste verbindingen, maar ook van hoogwaardige zachte. Banken en kussens op basis van elastische PPU branden niet, stoten geen schadelijke stoffen uit, veroorzaken geen allergieën, artsen verbieden het gebruik ervan niet. Goedkope merken schuimrubber verschillen niet in dergelijke eigenschappen.

Hoe polyurethaanschuim te kiezen

Als u een “bontjas” wilt maken, moet u zorgvuldig specialisten kiezen. Het is belangrijk dat de vakmensen goede apparatuur gebruiken – hoogwaardige apparatuur werkt onder hoge druk en dit bespaart materiaal. Een ervaren specialist zal de dikte van de isolerende laag bepalen afhankelijk van de klimatologische omstandigheden en de kenmerken van het behandelde oppervlak. De beste merken die producten van hoge kwaliteit produceren:

• Basf (Duitsland) is een leider in de chemische industrie. Het bedrijf produceert materiaal dat bij lage temperatuur kan worden aangebracht..
• Baymer, Covestro (Duitsland) – de keuze van professionals, het bedrijf heeft zichzelf gevestigd onder gebruikers.
• Synthesia (Spanje) – een breed scala aan bedrijfsproducten wordt gepresenteerd op de Russische markt, verkocht in echte en online winkels.
• Huntsman-NMG (Nederland) – het bedrijf produceert taaie, flexibele en gespoten polyurethaanschuimen. Houdt zich aan een democratisch prijsbeleid en distribueerde zijn producten niet alleen in Moskou en St. Petersburg, maar in de hele Russische Federatie.
• Izolan (Rusland) – produceert producten van uitstekende kwaliteit die concurreren met Europese bedrijven. De productie maakt gebruik van moderne apparatuur, geavanceerde technologie. De fabriek staat in Vladimir.

Als u meubels van schuimrubber nodig heeft, let dan op de dichtheidsindicator. Lage waarden geven aan dat de stoel snel zijn vorm zal verliezen en zal verkopen. Let op indicatoren vanaf 30 kg / m3. De laagdikte moet 4 cm zijn, een plamuur met een hoogte van 2-3 cm zal niet comfortabel zijn. Gegoten meubels zijn beter dan gemaakt van losse lakens.

PPU-prijzen

De kosten van het materiaal zijn afhankelijk van de structuur en vorm. Geschatte prijs voor enkele voorbeelden:

Type PPU	Kosten, roebels
Schuimrubber standaard ST, 10 mm, 1m / 2m	167
Dik schuimrubber ST35 / 40, 80 mm	1866
Schuimrubber superhard HL40 / 65, 100 mm	2739
Matras Lonax PPU S1000 160×195	14144
Polinor in cilinders voor isolatie van binnenuit, 1 st..	425
Penoplex dakbedekking (1200х600х50)	4700 omw / m3
Componentsysteem PPU-SNAB 30F voor vloeistofisolatie	210 p. / Kg