خواص فوم پلی یورتان

پلی یورتان یک ماده پلیمری است که در ساخت محصولات مدرن، همه کاره، ایمن و سازگار با محیط زیست در صنعت استفاده می گردد. در حال حاضر، PU یک ماده استراتژیک تجاری در دسترس است که به طور گسترده درمناطق صنعتی استفاده شده که منجر به افزایش مداوم بازار PU می گردد. به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۶، مصرف PU در سراسر جهان ۹ درصد از مصرف جهانی پلاستیک بوده و طبق گزارش های اخیر، فوم های PU (PUFs) جزء اصلی تولید پلیمر هستند. فوم یک ماده پیچیده است که حاوی منافذ یا حفره هایی بوده که توسط گاز در یک ماتریس پلیمری جامد تشکیل شده است. ریزساختار و رئولوژی فوم تأثیر قابل توجهی بر خواص محصول نهایی دارد. PUF ها را می توان به PUF های انعطاف پذیر (شکل ۱(A )) و سخت (شکل ۱B) )) طبقه بندی کرد، که محبوب ترین و گسترده ترین طبقه بندی است. با این وجود، طبقه بندی های جایگزین مانند تقسیم بر اساس اندازه سلول نیز می تواند اعمال گردد.

روش های کنترل خواص فوم پلی یورتان
شکل ۱. میکروسکوپ الکترونی روبشی معمولی: (A) (ریزنگارهای SEM از PUF سلول باز)(B) میکروگراف نیمه PUF سلول بسته

سنتز PUF یک پدیده پیچیده و پویا است که چندین فرآیند از جمله پلیمریزاسیون و دمیدن (انبساط فوم) را ترکیب می کند. پلیمریزاسیون در طی واکنش گرمازا بین گروه های هیدروکسیل در پلی ال و گروه های ایزوسیانات در دی ایزوسیانات (واکنش پلیمریزاسیون مرحله ای) اتفاق می افتد. متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI)، تولوئن دی ایزوسیانات (TDI ) و مشتقات آن ها پرمصرف ترین ایزوسیانات ها بوده و پلی اترها و پلی استرها با گروه های هیدروکسیل پرمصرف ترین پلی ال ها هستند. خواص محصول به‌دست‌آمده به طور چشمگیری به تعادل سگمنت های سخت و نرم زنجیره PU بستگی دارد که معمولاً به‌ترتیب توسط دی ایزوسیانات و پلی‌اتر یا پلی استر پلی‌ال ارائه می‌گردد. “سختی” بخش های سخت به دلیل پیوند هیدروژنی بین گروه های یورتان-اوره است. بنابراین، به عنوان مثال، وجود سگمنت سخت باعث می شود فوم سفت تر شود، در حالی که سگمنت های نرم به کشسانی آن کمک می کنند.

انبساط فوم با وارد کردن گاز فوم زا (فاز ناپیوسته) به یک ماتریس پلیمری (فاز پیوسته) یا با افزودن یک عامل فوم زای شیمیایی (مانند H2O، اسیدهای بازی، ترکیبات آلی قابل انولیزاسیون)، یا با افزودن ماده فوم زای فیزیکی/افزودنی های فرار با نقطه جوش پایین (مانند کلروفلوئوروهیدروکربن ها، هیدروفلوئوروکربن ها، استون، هگزان، پنتان و متیلن کلرید) این کار صورت می گیرد. از آنجایی که پلیمریزاسیون و دمیدن همزمان اتفاق می‌افتند، نقش کاتالیزور (معمولاً توسط آمین‌ها یا قلع ارائه می‌شود) برای حفظ تعادل مناسب بین این فرآیندها نمی‌تواند بیش از حد برآورد شود. علاوه بر تغییر پلی ال و دی ایزوسیانات و همچنین نسبت شروع آن ها، راه های زیادی برای کنترل قابل توجه خواص PUF وجود دارد. به عنوان مثال، اندازه مولکول پلی‌ال (از این رو، انعطاف‌پذیری آن) و تعداد گروه‌های هیدروکسیل فعال در هر مولکول، در نهایت درجه اتصال متقاطع بین زنجیره‌ها و از این رو، سفتی فوم را کنترل می‌کنند. قابل توجه است، درجه بالاتر اتصال متقابل منجر به استحکام بالاتر می گردد. پیوندهای متقاطع اضافی را می توان با اتصال دهنده ها و توسعه دهنده های زنجیره ای ایجاد کرد. بدیهی است که شرایط سنتز شامل دما و رطوبت و همچنین تکنیک های مصنوعی، به عنوان مثال، ریخته گری محلول، رسوب و سنتز درجا، به طور قابل توجهی بر خواص PUF حاصل تأثیر می گذارد.
در نتیجه انتخاب گسترده ای از معرف های اولیه و رویکردهای مصنوعی برای سنتز PUF، تعداد زیادی مواد فوم با خواص مختلف تولید می کند که به نوبه خود آن ها را در بسیاری از زمینه های صنعت و محصولات مصرفی ضروری کرده است. خواصی مانند وزن کم، عایق صدا و انرژی، استحکام کششی بالا و قابلیت پردازش آسان، PUF را به یک ماده محبوب در تولید عایق حرارتی و مصالح ساختمانی تبدیل کرده است. بدیهی است که به دلیل ساختار متخلخل آن، PUF می تواند به عنوان یک جاذب موثر (به عنوان مثال، در مکان های نشت نفت، تصفیه فاضلاب و جذب CO2 ) استفاده شود. علاوه بر این، به دلیل زیست سازگاری بالای PU، فوم های آن برای کاربردهای خاصی در زیست پزشکی استفاده شده است. PUF های ویسکوالاستیک ویژگی “حافظه شکل” را نشان می دهند و به طور گسترده در ملافه، مبلمان، تولید کفش، و همچنین صنایع هوافضا و خودرو استفاده می گردند.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *