ما معمولا با شنیدن کلمه رزین به یاد لوازم تزئینی ساخته شده از ماده رزین می افتیم. اما باید بدانیم که رزین ها، انواع مختلف و زیادی دارند و به یک نوع خاص محدود نمی شود. ما در این مقاله به بررسی رزین پلی یورتان (PU) و معرفی انواع رزین پلی یورتان، ویژگی ها و کاربردهای آن میپردازیم.
به طور خلاصه، رزین پلی یورتان (رزین پی یو) کوپلیمری هستند که اصلیترین جز پوشش را تشکیل می دهند. همچنین تامین کننده اصلی چسبندگی پوشش به بخش زیری، مقاومت مکانیکی و شیمیایی پوشش هستند.
رزین پلی یورتان یا PU چیست ؟
رزین پلیاورتان (Polyurethane Resin) یک نوع رزین پلیمری است که به وسیله واکنش بین دی ایزوسیانات (DIisocyanates) و الکل یا پلیول (پلی ال)(Polyols) تولید میشود. این مواد نقش حلال اصلی را بر عهده داشته و اجزای دیگر رنگ را در کنار یکدیگر نگه میدارند.
این واکنش باعث ایجاد یک ساختار پلیمری با ویژگیهای منحصر به فرد شیمیایی و فیزیکی میشود. رزین پلیاورتان به عنوان یک ماده چند منظوره در صنایع مختلف استفاده میشود، از جمله صنعت پوشاک، ساختمان، اتومبیلسازی، و موارد دیگر.
- منشا طبیعی رزین پلیاورتان
رزین پلیاورتانهای طبیعی بیشتر به عنوان پلیاسترهای طبیعی شناخته میشوند. این نوع رزینها از منابع طبیعی مانند روغنها و گیاهان تولید میشوند. در گذشته، از روغنهای طبیعی برای تولید رزین پلیاورتان طبیعی استفاده میشد. اما با پیشرفت تکنولوژی و تولید پلیمرهای مصنوعی، استفاده از رزین پلیاورتان طبیعی بهصورت گسترده کاهش یافته است.
- منشأ مصنوعی رزین پلیاورتان
رزینهای پلیاورتان مصنوعی، بیشتر از پلیمرهای طبیعی یا سنتتیک تولید میشوند. این پلیمرها از واکنش بین دو گروه عامل شیمیایی ایزوسیانات و گروههای هیدروکسیل، به دست میآیند. ایزوسیاناتها و گروههای هیدروکسیل میتوانند از منابع نفتی مانند پتروشیمی تولید شوند.
رزینهای پلیاورتان مصنوعی، با تنظیم نسبتهای ایزوسیاناتها و گروههای هیدروکسیل، و همچنین اضافه کردن مواد پرکاربردی مانند اورهفرمالدهید، پوششهای اپوکسی، پلیاستر و… به عنوان افزودنی، به وجود میآیند.
نحوه تشکیل رزین پلی اورتان
تشکیل رزین پلیاورتان از واکنش بین دو ماده اصلی، ایزوسیانات و گروههای هیدروکسیل (الکل) صورت میگیرد. این واکنش شیمیایی که به نام واکنش پلیاورتانیشن (Polyurethanization) معروف است، بهوسیله راکتانتها (ractant) (دو ماده اولیه) انجام میشود.
نحوه تشکیل رزین پلیاورتان بهطور کلی به این صورت است:
راکتانتها (دو ماده اولیه)
الف) ایزوسیانات (Isocyanate): ایزوسیاناتها گروههای NCO را در ساختار خود دارند.
ب) گروههای هیدروکسیل (Hydroxyl Groups): این گروهها شامل گروههای OH (الکل) هستند.
بعد از تشکیل رزین پلیاورتان، میتوان از اضافه کردن مواد و اصلاحکنندهها جهت تنظیم ویژگیهای مورد نظر رزین استفاده کرد. این مواد اصلاحکننده میتوانند مقاومت مکانیکی، انعطافپذیری، پایداری در برابر آب و حرارت و سایر خصوصیات رزین پلیاورتان را تغییر دهند و آن را برای کاربردهای خاصی مناسب کنند
تشکیل رزین پلیاورتان از نظر شیمیایی، یک فرآیند پیچیده و تنظیم شده است که از جمله مهمترین فرآیندهای تولید پلیمرها در صنعت پلیمری محسوب میشود.
تاریخچه رزین پلی اورتان
تاریخچه کشف این رزین به دهه ۱۹۳۰ برمیگردد که توسط گروهی از محققان و صنعتگران بهطور تصادفی کشف شد.
در سال ۱۹۳۷، محقق آلمانی به نام Otto Bayer، دستاوردهای مهمی در زمینه تولید پلییورتانها کسب کرد. او به همراه تیمی از شیمی دانان در حال تحقیق بر روی ترکیباتی به نام پلیاتیلن گلیکول (PEG) بود و در هنگام مخلوط کردن آن با یکی از ایزوسیاناتها، یک ترکیب جدید و نامانوس ایجاد شد که خواص جالب و جدیدی داشت.
تا آن زمان، ایزوسیاناتها بهصورت داروها مورد استفاده قرار میگرفتند و کاربردهای صنعتی آنها کم بود؛ اما با اکتشاف ترکیبات جدیدی که توسط دکتر بایر به وجود آمد، تولید پلییورتانها رواج پیدا کرد.
نقشهبرداری تازهای که برای این رزین پلییورتانها آغاز شد، باعث شد که در دهه ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰، تحقیقات و توسعه بیشتری در این زمینه انجام شود. در این زمان، تلاشهای زیادی برای بهبود و اصلاح خواص رزین پلییورتانها به عمل آمد و کاربردهای جدیدی کشف شد.
در اواخر دهه ۱۹۵۰، تولید صنعتی رزین پلییورتان آغاز شد و به تدریج به یک ماده بسیار مهم در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، صنعت ساختمانی، چسبسازی، روکشدهی و سایر صنایع تبدیل شد.
امروزه، رزین پلییورتان به عنوان یک ماده چندمنظوره و کاربردی در صنعت مدرن شناخته میشود و تحقیقات بسیاری هنوز هم در جهت بهبود و توسعهی آن انجام میشود. از این رو، میتوان انتظار داشت که در آینده، رزین پلییورتان برای مصارف جدیدی نیز استفاده شوند و نقش بسیار مهمی در صنعت و اقتصاد جهانی ایفا کنند.
ویژگی رزین پلی یورتان
از خواص و ویژگی های رزین پلی یورتان می توان به موارد زیر اشاره کرد.
استحکام و انعطافپذیری
رزین پلی یورتان دارای استحکام بالا و انعطافپذیری مناسبی است که امکان استفاده در محصولات متنوع را فراهم میکند.
مقاومت در برابر سایش و ضربه
این رزین به دلیل خواص مکانیکی برتر، مقاومت خوبی در برابر سایش و ضربه دارد.
مقاومت به مواد شیمیایی
رزین پلییورتان معمولاً مقاومت بالایی نسبت به مواد شیمیایی دارد و از آسیب ماده در محیط های مختلف جلوگیری می شود.
چسبندگی عالی
این رزین دارای خواص چسبندگی بسیار خوبی است، که آن را برای استفاده در چسبهای مختلف مناسب میکند.
مقاومت الکتریکی
بسیاری از انواع رزین پلیاورتان دارای مقاومت الکتریکی بالایی هستند و در برخی از لوازم و اتصالات الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرند.
انواع رزین پلی یورتان
رزین پلی اورتان، به عنوان یک پلیمر پرکاربرد، انواع مختلفی دارد که بر اساس خصوصیات و کاربردهای متنوع آنها تقسیمبندی میشوند. در دنیای پلیمر، از چندین منظر می توان رزین ها را دسته بندی کرد که به بررسی دو نوع تقسیم بندی می پردازیم:
انواع رزین براساس نحوه تشکیل فیلم
یکی از روش های رایج تقسیم بندی رزین های پلی یورتان، بررسی و بخش بندی آن ها براساس نحوه تشکیل فیلم است.
این بخش بندی، رزین ها را به دو گروه رزین تک جزئی و دوجزئی تقسیم می کند.
رزین پلی یورتان تک جزئی (ترموست)
رزین پلی یورتان تک جزئی، از یک تک مولکول تشکیل شده است و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی برجستهای دارد. معمولاً برای پوششدهی سطوح و مصارف مختلف صنعتی استفاده میشود.
ویسکوزیته رزین پلی یورتان تک جزئی ، پایین است و خاصیت الاستیکی و چسبندگی بالایی دارد . از این رو به سادگی به سطوح مختلف می چسبد و به عنوان پوشش کف کاربرد دارد.
📚 بیشتر بخوانید…
آشنایی با انواع پلی اورتان ها
رزین پلی یورتان دو جزئی (ترموپلاست)
این نوع رزین از دو مولکول یا دو گروه مختلف تشکیل شده است. دارای خصوصیات سایشی بالا و مقاومت به ضربه است. رزین پلی یورتان دوجزئی معمولا به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده تولید رنگ بکار برده میشود و به دلیل مقاومت بالای آن ، جهت پوشش سطوح بتنی استفاده می گردد.
از دیگر استفادههای رزین پلی یورتان دو جزئی (ترموپلاست) می توان به تولید قطعات صنعتی و مصارف ساختمانی اشاره کرد.
انواع رزین براساس حالت فیزیکی
رزین ها به طور کلی به دو نوع جامد و مایع تقسیم میشوند. نوع جامد رزین پلی اورتان pu به شکل پودری قابل عرضه است. نوع مایع رزین پلی اورتان، شامل انواع زیر است.
رزین پلی یورتان پایه آب
رزین پلی اورتان پایه آب یک نوع رزین است که از پلی اورتان تشکیل شده و اساساً در ترکیبات آبی مورد استفاده قرار میگیرد. حلال اصلی این نوع رزین پلی اورتان، آب است.
این نوع رزین به دلیل ویژگیهای خاص خود، به عنوان یک ماده چسبنده و پوششی مورد استفاده قرار میگیرد.
خواص ضد آب و انعطافپذیری آن، این رزین را در صنایع مختلفی نظیر نساجی برای تولید پارچههای ضدآب، در صنعت ساختمانی برای چسباندن و عایقسازی سطوح، و در صنعت رنگ و رزینسازی برای تولید رنگها و رزینهای مختلف محبوب کرده است.
رزین پلی اورتان پایه حلال
رزین پلی اورتان پایه حلال ، نوعی رزین است که در ترکیبات خود از حلالهای آلی استفاده میکند. حلال اصلی رزین پلی اورتان پایه حلال، معمولاً یک روغن است.
این رزین ، خواص نرم کننده را به ماده نهایی اضافه می کند.
رزین پلی اورتان بدون حلال
رزین پلی اورتان بدون حلال، نوعی رزین است که بدون نیاز به حلال یا حلالهای آلی برای حل و مذاب شدن به کار میرود. این نوع رزین به طور عمدی طراحی شده است تا از نظر زیست محیطی و ایمنی، نقاط ضعف حلالهای آلی را کاهش دهد.
📚 بیشتر بخوانید…
نحوه طبقه بندی مواد شیمیایی چگونه است؟
پلی یورتان پایه آب چیست؟
پلییورتان پایه آب یکی از انواع پلی یورتان های پرکاربرد است که از آب به جای حلال ها به عنوان پایه ای برای حمل جامدات پلی یورتان استفاده می کند. مانند پلی اورتان روغنی، پلی اورتان پایه آب نیز می تواند یک لایه محافظ سخت را تشکیل دهد.
خواص رزین پلییورتان پایه آب
از جمله ویژگی ها و خواص رزین پلی یورتان پایه آب می توان به موارد زیر اشاره کرد.
انعطافپذیری و استحکام مکانیکی
رزین پلییورتان پایه آب به دلیل انعطافپذیری و استحکام مکانیکی بالا، به خوبی قابل پردازش و تغییر شکل است.
مقاومت شیمیایی
این نوع رزین مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی مختلف مانند اسیدها، مواد قلیایی و حلالها دارد.
مقاومت در برابر آب
یکی از ویژگیهای بارز رزین پلییورتان پایه آب، مقاومت آن در برابر آب است که این رزین میتواند در محیطهای مرطوب و آبی به خوبی عمل کند.
چسبندگی بالا
رزین پلییورتان پایه آب از خاصیت چسبندگی بالایی برخوردار است که این ویژگی آن را برای استفاده در صنایع چسب و روکشهای مختلف مناسب میسازد.
سازگار با محیط زیست
یکی از مزیتهای اصلی پلییورتان پایه آب، سازگار بودن آن با محیط زیست است. زیرا پلییورتان پایه آب بدون استفاده از حلالهای آلی و حلالهای سمی تولید میشود. این ویژگی باعث میشود که پلییورتان پایه آب، در کاهش آلودگی هوا و محیط زیست دخیل باشد.
تفاوت پلی یورتان پایه آب و پایه حلال
تفاوت اصلی بین پلییورتانهای پایه آب و پایه روغن در محلول کننده یا حلالی است که برای تولید آنها استفاده میشود. در پلییورتان پایه آب، آب به عنوان محلول کننده اصلی استفاده میشود، در حالی که در پلییورتان پایه روغن، حلالهای روغنی برای این منظور به کار میروند. این تفاوت در انتخاب محلول کننده بر ترکیبات پایه و خصوصیات نهایی محصول تأثیر میگذارد.
در زیر تفاوتهای بیشتر بین این دو نوع پلییورتان را میتوانید مشاهده کنید:
- حلال
- پلییورتان پایه آب: از آب به عنوان محلول کننده استفاده میکند.
- پلییورتان پایه روغن: از حلالهای روغنی به عنوان محلول کننده استفاده میکند.
- بویایی و رنگ
- پلییورتان پایه آب: معمولاً بدون بوی مزاحم و رنگ شفاف یا سفید دارد.
- پلییورتان پایه روغن: ممکن است دارای بوی روغنی باشد و رنگ متنوع تری داشته باشد.
- زمان خشک شدن
- پلییورتان پایه آب: به طور عمومی سریعتر خشک میشود.
- پلییورتان پایه روغن: ممکن است زمان بیشتری برای خشک شدن نیاز داشته باشد.
- استحکام و انعطافپذیری
- پلییورتان پایه آب: ممکن است انعطافپذیری بیشتری داشته باشد.
- پلییورتان پایه روغن: ممکن است استحکام بالاتری داشته باشد.
- استفاده در محیط های خاص
- پلییورتان پایه آب: برای محیطهای داخلی و کاربردهایی که نیاز به کمترین بو و انباشته نشدن روغن دارند، مناسب است.
- پلییورتان پایه روغن: برای کاربردهایی که مقاومت به آب و شرایط سخت تر محیطی لازم است، مناسب است.
فروش رزین پلی یورتان
فروش رزین پلی اورتان در دنیا در حال افزایش است. با توجه به گزارشات جمع آوری شده از منابع مرجع، مشخص است که این بازار در سال های آتی رشد چشمگیری را تجربه میکند. انتظار میرود که این رشد به دلیل نیازهای متنوع در صنایع مختلف از جمله ساختمان، اتومبیلسازی، و الکترونیک باشد.
بازار رزین پلی یورتان در مناطق مختلفی فعالیت دارد و کشورهای آلمان، چین، آمریکا، و فرانسه به عنوان تولیدکنندگان اصلی رزین پی یو شناخته میشوند. پس از آن، آسیا و اروپا رتبه های بعدی فروش رزین پلی یورتان را در اختیار دارند.
با افزایش استفاده از رزین پلی اورتان در محصولات چند منظوره، این بازار به یکی از بخشهای کلان صنعت شیمی تبدیل شده است.
کاربرد رزین پلی یورتان
رزین پلی یورتان، یک ماده با چندین کاربرد متنوع !
رزین پییو از آن مواد شیمیایی است که همزمان می تواند در چندین صنعت مورد استفاده قرار بگیرد و نتایج و خروجی های متنوعی را تولید کند. در زیر، نمونه هایی از کاربرد رزین پلی یورتان با توضیحات کوتاهی ذکر شده است.
کاربرد رزین پلی یورتان در صنعت پوشاک
رزین PU، در تولید لباسهای ضدآب و انواع کفشها به عنوان جزء اصلی در ساختارها به کار میرود.
کاربرد رزین پلی یورتان در صنعت ساختمان
رزین پلی یورتان، برای ایجاد مواد عایق، روکشهای پوششی، و مهارهای ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربرد رزین پلی یورتان در صنعت خودروسازی
از این نوع رزین می توان در ساخت قطعات داخلی و بیرونی خودروها برای افزودن استحکام و انعطافپذیری استفاده کرد.
کاربرد رزین پلی یورتان در صنعت الکترونیک
این ماده در تولید قطعات الکترونیکی با ویژگیهای مقاومت الکتریکی و عایقی بالا کاربرد دارد.
کاربرد رزین پلی یورتان در ساخت اسباببازی
رزین پلی یورتان در تولید و ساخت اسباببازیها و سرگرمیهای کودکان به عنوان یک ماده ایمن و با دوام کاربرد دارد.
کاربرد رزین پلی یورتان در صنعت دریافت و حمل و نقل
از کاربرد رزین پلی یورتان می توان به کاربرد آن در صنعت حمل و نقل جهت تولید لاستیکها و قطعات مختلف در صنایع هواپیما، قطار و کشتی اشاره کرد.
رزین پلییورتان (PU) به دلیل تنوع استفادههای آن و ویژگیهای منحصر به فرد در صنایع مختلف دیگری نیز کاربرد دارد که در این متن به گزیده ای از آن ها پرداخته شد . همچنین روز به روز این روند رو به افزایش است
2 پاسخ
چقدر پرکاربرد هست این رزین پلی اورتان
ممنون از توجه شما