در علم شیمی روش‌های مختلفی برای دسته بندی مواد شیمیایی از جمله پلی اورتان ها (پلی یورتان) وجود دارد؛ اما به طور کلی، انواع پلی‌اورتان ها را می‌توان به دو دسته‌ی پلی اورتان های ترموست و ترموپلاست تقسیم کرد. غالب پلی‌اورتان‌های ترموست، دو جزئی و پلی‌اورتان‌های ترموپلاست، تک جزئی هستند. هدف از این مقاله، آشنایی با انواع پلی اورتان‌ها و بررسی کاربرد هریک از آن‌ها می‌باشد.
پلی اورتان چیست ؟
پلی یورتان (Polyurethane)، یک نوع پلیمر شناخته شده است که در زندگی روزانه ما کاربردهای فراوانی دارد. شمایی که این مقاله را مطالعه می‌کنید، احتمالا بر روی یک صندلی نشسته اید که یکی از مواد اولیه و اصلی آن پلی یورتان (یا اصطلاحا PU) است و به طور کلی از کاربردی ترین پلیمرها در صنایع مختلف است.
پلی اورتان (PU) به دسته‌ای از پلیمرها گفته می‌شود که دارای پیوندهای اورتانی بوده و از واکنش افزایشی میان گروه مواد ایزوسیانات و پلی ال بوجود می‌آید. ایزوسیانات ها موادی به شدت واکنش پذیر اند و به همین دلیل پیشرفت واکنشی آن‌ها نیازی به حرارت و دمای بالا ندارد.
این ماده اولین بار در سال ۱۹۳۷ در کشور آلمان توسط فردی به نام آتو بایر (Otto Bayer) که یکی از شیمی‌دانان مطرح در صده ۲۰ میلادی بود، کشف شد. به مرور زمان با آشکارشدن ویژگی پلی اورتان، به بسیاری از صنایع جهان ورود پیدا کرد.
انواع پلی اورتان
همانطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم، روش‌های مختلفی برای طبقه بندی انواع پلی‌اورتان‌ها وجود دارد؛ اما ما در این مقاله قصد داریم تا به بررسی و معرفی یکی از رایج ترین آن‌ها بپردازیم.
پلی‌اورتان ترموست (پلی‌اورتان دوجزئی)
پلی اورتان ترموست، نوعی پلیمر است که در اثر حرارت بر آن‌ها پیوندهای عرضی با واکنش شیمیایی بوجود می‌آید. سپس وزن مولکولی آن‌ها افزایش یافته و به حالت یکپارچه یا صلب در می‌آیند.
به ترموست‌ها، گرماسخت (Thermoset) نیز می گویند؛ زیرا در اثر گرما، سخت شده و به حالت اولیه خود بر نمی گردد.
پلی اورتان‌های ترموست انواع مختلفی دارند که به دو دسته ترموست حلال و ترموست غیرحلال (پایه‌آب) تقسیم می شوند. این پلی‌اورتان ها به شکل دو جزئی عرضه می شوند و این اجزاء شامل ایزوسیانات و پلی‌ال هستند و در صنایع مختلف و به شکل‌های متنوعی همچون زیره‌کفش، فوم‌سرد، فوم‌گرم، فوم‌سخت و انعطاف پذیر تولید می شود.
پلی‌اورتان ترموپلاست (پلی اورتان تک جزئی)
پلی اورتان ترموپلاستیک (Thermoplastic Polyurethane) نوعی کوپلیمر خطی است که در ساختار خود از ۲ بخش سخت و نرم به‌وجود آمده است.
به پلی اورتان ترموپلاست (پلی اورتان تک جزئی)، گرمانرم نیز می گویند؛ زیرا در اثر گرما، سخت شده و به حالت اولیه خود بر نمی گردد.
انواع پلی‌اورتان ترموپلاست ( انواع پلی اورتان تک جزئی)
در علم پلیمر از دو طریق می توان به دسته بندی انواع پلی اورتان ترموپلاست پرداخت.
پلی‌اورتان ترموپلاست سخت
بخش سخت این پلی‌اورتان‌ها به دو نوع آروماتیک و آلیفاتیک تقسیم می شوند اما بخش عمده ای از آن ها آروماتیک هستند و در مقایسه با ترموپلاست های آلیفاتیک، قیمت کمتری دارند .
در صورتی که شفافیت و حفظ رنگ آن‌ها در مواجهه با خورشید اهمیت داشته باشد، می توانند در قالب پلی‌اورتان ترموپلاست نیز تولید شوند. از ویژگی های بارز پلی اورتان آروماتیک، وجود بو در این مواد است.
پلی‌اورتان ترموپلاست نرم
بخش پلی‌اورتان ترموپلاست نرم، دارای دو نوع پایه‌ای پلی‌استر و پلی‌اتر است.
از پلی‌اورتان پایه پلی‌اتری در محیط هایی که احتمال جذب رطوبت بالایی در آن‌ها وجود دارد، استفاده می شود. از پلی‌اورتان پایه پلی استری در محیط های روغنی که احتمال جذب هیدروکربن به ساختار ماده وجود دارد، استفاده می شود.
روش دیگری که برای دسته بندی انواع پلی اورتان ترموپلاست وجود دارد، این است که پلی اورتان تک جزئی را به دو بخش حلال و غیرحلال (پایه آب) تقسیم بندی می کند.
پلی‌اورتان تک جزئی حلال
پلی اورتان ترموپلاست حلال و یا پلی اورتان تک جزئی حلال، غالبا به شکل حل شده در محمل های حلالی اند.
یکی از رایج ترین پلی اورتان تک جزئی حلال، چسب کفش پلی یورتان PU است.
پلی‌اورتان تک جزئی غیر حلال (پایه آب)
پلی اورتان تک جزئی غیر حلال و یا پلی اورتان ترموپلاست غیر حلال به شکل گرانول TPU عرضه می شوند.
این پلی‌اورتان را با نام اختصاری TPU نیز می شناسند و نوعی الاستومر ترموپلاستیک است که در فرآیندهایی همچون قالب‌گیری و تزریق به کار می‌رود. به ترموپلاستیک ها، گرمانرم نیز می گویند؛ زیرا در اثر گرما، شکل‌پذیر خواهند شد.
مزایای پلی‌اورتان ترموست
- این نوع پلی‌اورتان‌ها پایداری حرارتی قابل‌توجهی دارند.
- از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردار هستند.
- دارای وزن مولکولی کم با ویسکوزیته پایین هستند.
- در مقایسه با پلی‌اورتان ترموپلاستیک، قابلیت تحمل بار در دما و فشار بالا را دارد.
معایب پلی اورتان ترموست
- عدم قابلیت بازیافت پلی اورتان ترموست
- شکنندگی در برابر ضربه و تنش
مزایای پلی اورتان ترموپلاست
- این ماده در دامنه وسیعی از دما خواص و ویژگی های شیمیایی خود را حفظ می کند.
- قدرت چسبندگی بسیار بالایی داشته و به همین دلیل می توان از این ماده به عنوان درزگیر استفاده کرد.
- پلی اورتان ترموپلاستیک، به دلیل عدم وجود ترکیبات مضر و سمی می تواند در مجاورت مواد غذایی قرار بگیرد.
- دارای قیمت اقتصادی بوده و به همین دلیل مورد استفاده بسیاری از تولیدکنندگان در صنایع مختلف قرار می گیرد.
- میزان جذب آب این ماده بسیار پایین بوده و به همین دلیل در اثر مجاورت با آب دچار پوسیدگی نخواهد شد.
- پلی‌اورتان ترموپلاستیک معمولاً رنگ‌پذیر است. با افزودن رنگ‌دهنده‌ها یا پیگمنت‌ها به پلی‌اورتان ترموپلاستیک، می‌توان آن را به رنگ‌های مختلف تبدیل کرد. این خاصیت رنگ‌پذیری باعث می‌شود که پلی‌اورتان ترموپلاستیک به‌عنوان یک ماده پوششی و دارای مقاومت با شرایط جوی مختلف، مورد استفاده قرار گیرد.
معایب پلی اورتان ترموپلاست
هزینه تولید بالا نسبت به پی وی سی و سایر جایگزین‌های آن
مقاومت مکانیکی کمتر نسبت به پلی‌اورتان ترموست
مهم ترین کاربرد پلی یورتان ترموپلاست
- در صنعت خودرو سازی برای ایجاد ضربه گیر و عایق در بدنه خودرو، تسمه اتومبیل، کمربند رانندگی
- محصولات ورزشی همچون زیره کفش ورزشی، توپ فوتبال، تخته های موج‌سواری، تجهیزات غواصی
- در صنعت کشتی سازی
- محصولات بهداشتی و پزشکی همچون بانداژ، لوله‌های آزمایشگاهی و ساخت ابزارآلات پزشکی
- در صنعت معماری و ساختمان سازی برای ساخت سقف های سبز و گرین وال، لمینت شیشه ای و صفحه های استخراج
- ساخت قطعات صنعتی همچون شلنگ آتش نشانی و ابزار صنعتی
- در صنعت نساجی جهت تولید انواع پارچه ها به خصوص پارچه های کتان و ساخت چرم مصنوعی
- در صنایع بسته بندی
- تولید لوازم خانگی و صنعت مبلمان
جهت کسب اطلاعات بیشتر، مقاله کاربرد پلی یورتان را مطالعه نمائید.
شرکت کمیسان، عرضه کننده محصولات پلی اورتان ترموپلاست حلالی چون چسب کفش PU و پلی اورتان ترموست غیرحلال، مانند مواد اولیه انواع زیره کفش، فوم سرد، گرم، سخت و انعطاف پذیر است. جهت خرید و یا کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره خرید این نوع محصولات، اینجا کلیک کنید.
2 پاسخ
بسیار خوب و منسجم، ممنون از شما…
ممنون از وقتی که گذاشتید.