تهیه پلی یورتان
پلی یورتان ها دسته وسیعی از مواد هستند که به طور گسترده در بسیاری از کاربردها استفاده می شوند. پلی یورتان ها به صورت PUR نیز نوشته شده و یورتان نیز نامیده می شوند. آن ها با پیوند یورتان مشخص می شوند. پلی یورتان ها توسط اتو بایر و همکارانش در سال ۱۹۳۷ کشف شدند. ساختار مشخصه یورتان ها به شرح زیر است:
پلی یورتان ها به عنوان استرها یا آمید استرهای اسید کربنیک در نظر گرفته می شوند. آن ها با واکنش ترکیبات هیدروکسیل چند عاملی با ایزوسیانات های چند عاملی سنتز می شوند. ساختار پلی یورتان از ترکیب دی هیدروکسیل و دی ایزوسیانات تشکیل شده است.
در سطح جهان، تولید سالانه یورتان حدود ۸ میلیون تن در سال بوده و سالانه در حال افزایش است. پلی یورتان یک پلیمر پرکاربرد با شیمی منحصر به فرد با خواص مکانیکی و نوری عالی و مقاومت حلال خوبی است. فوم پلی یورتان تقریباً ۲۹ درصد از کل بازار پلی یورتان را پوشش می دهد.
سیستم های فومینگ پلی یورتان
سیستم های فوم ساز بر اساس نوع مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند سنتز به سه نوع طبقه بندی می شوند. که عبارتند از:
- سیستم یک مرحله ای یک شات
- سیستم شبه پیش پلیمری
- سیستم فول پیش پلیمری
سیستم یک مرحله ای و سیستم شبه پیش پلیمری بیشتر در صنایع فوم سازی استفاده می شود. فرآیند یک مرحله ای عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرد در حالی که سیستم پیش پلیمری فقط در دوران اولیه صنعت یورتان مورد استفاده قرار می گرفت. در سیستم یک مرحله ای جزء “A” و جزء “B” به طور جداگانه قرار دارند. جزء “A” فقط حاوی جزء پلی ایزوسیانات بوده در حالی که جزء “B” حاوی پلی ال، سورفکتانت، عامل فوم زا و کاتالیزور است. هر دو جزء مخلوط شده اند که منجر به تشکیل فوم می شود.
در سیستم کامل پیش پلیمری در جزء “A” جزء پلی ایزوسیانات است و پلی ال نیز به آن اضافه می گردد در حالی که در جزء“B” پلی ال اضافه نشده در حالی که بقیه مواد شیمیایی مانند مواد فوم زا، سورفکتانت ها و کاتالیزور استفاده می شود. اجزای A و B مخلوط می گردند.
این سیستم های فوم فقط سیستم دو جزئی را نشان می دهند، اما در فرآیندهای صنعتی تغییراتی وجود دارد. به عنوان مثال در فرآیند slabstock از سه یا چهار جریان استفاده می شود که واکنش دهنده های مختلف را حمل می کنند.
انواع فوم های پلی یورتان
فوم پلی یورتان با افزودن، تراکم یا واکنش های سیکلو تریمریزاسیون تهیه می شود. انواع فوم ها و واکنش آن ها در جدول ۱ نشان داده شده است.
فوم پلی یورتان به دو نوع طبقه بندی می شود. فوم فلکسیبل و فوم ریجید. این فوم ها با توجه به کاربردهایشان بیشتر به انواع زیر طبقه بندی می شوند. انواع فوم های پلی یورتان با انتخاب مناسب پلی ال و جزء ایزوسیانات سنتز می شوند. جدول ۲ طبقه بندی فوم پلی یورتان را با توجه به جزء پلی ال و عملکرد آن نشان می دهد.
فوم پل یورتان فلکسیبل
فوم های پلی یورتان فلکسیبل توسط فرآیند slabstock یا فرآیند قالب گیری سنتز می شوند. آن ها بر اساس تکنیک مورد استفاده برای سنتز آن ها و بر اساس پلی ال طبقه بندی می گردند. فوم پلی یورتان سنتز شده توسط فرآیند اسلب استوک نیز فوم اسلب استوک نامیده می شود و به انواع مختلفی طبقه بندی می شود که عبارتند از فوم پلی اتر، فوم با انعطاف پذیری بالا، فوم ویسکوالاستیک، فوم فوق نرم، فوم جذب کننده انرژی و فوم پلی استر انعطاف پذیر. در حالی که فوم های قالب گیری به دو نوع فوم قالب گیری گرم و فوم قالب گیری سرد طبقه بندی می شوند.
فوم پلی یورتان ریجید
فوم پلی یورتان ریجد شامل یک ساختار سلول بسته است. در دمای محیط برای سنتز فوم ریجید نیازی به حرارت نیست. این نوع فوم دارای مقادیر دانسیته متفاوتی است. برای سنتز این نوع فوم از روش های منحصر به فردی مانند فوم اسپری و فومینگ یک جزئی استفاده می شود. فوم های ریجید به لمینت ها، ساندویچ پانل ها، فوم های سخت با دانسیته بالا و فوم های ریجید طبقه بندی می شوند.
کاربردها
کاربرد مواد پلی یورتان با دو پارامتر مهم تعیین می شود که عبارتند از دانسیته و سفتی مواد پلی یورتان. عمده استفاده از مواد پلی یورتان در ساخت پلاستیک، بالشتک، فوم، کالاهای لاستیکی، چرم مصنوعی و الیاف است. آن ها همچنین در صنعت مبلمان، ساخت و ساز و صنعت کفش، کاربردهای دارویی و کشاورزی استفاده می شوند. فوم های پلی یورتان ریجید دارای سطح کاربرد وسیعی در محصولات عایق حرارتی مانند: یخچال، فریزر، کامیون های یخچال دار، کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی، آبگرمکن ها، جعبه های یخ قابل حمل و بطری های قمقمه هستند. فوم پلی یورتان در بسیاری از کاربردهای زیست محیطی در کنترل آلودگی و پیشگیری از آلودگی استفاده می گردد.
بدون دیدگاه