پلی یورتان (PU) به عنوان یکی از متنوع ترین پلیمر ها شناخته شده است. این ماده اولین بار در سال ۱۹۳۰ توسعه یافت و در عایق های ساختمانی، پوشش های سطحی، چسب ها و پلاستیک های جامد استفاده می شود. در ادامه این مطلب از شرکت کمیسان به تاریخچه کشف پلی یورتان و نحوه تولید پلی یورتان می پردازیم.
تاریخچه کشف پلی یورتان
پلی یورتان اولین بار توسط اتو بایر و همکارانش در آلمان در سال ۱۹۳۷ کشف و ثبت شد. اتو بایر فرایند پلی ایزوسیانات را توسعه داد و کشف کرد که با پلی ال ها و دی ایزوسیانات ها می توان پلیمر هایی با ساختار و خواص متنوع تولید کرد. هاینریش رینکه نام “پلی یورتان” را برای این دسته از پلیمر ها انتخاب کرد و از همان ابتدا محصولات پلی یورتان با نام های تجاری مثل Igamid و Perlon عرضه شدند.
ویلیام هانفورد و دونالد هولمز دانشمندانی بودند که فرایندی برای ساخت پلی یورتان چند منظوره ابداع کردند. در سال ۱۹۶۹، اتو بایر یک خودرو تمام پلاستیکی به نمایش گذاشت که قطعات آن با استفاده از فرایند قالب گیری تزریقی ساخته شده بود.
کاربردها و موارد استفاده پلی یورتان
پلی یورتان یک رزین شیمیایی بسیار پرکاربرد است که در صنایع مختلف کاربرد های فراوانی دارد. از فوم های نرم در مبلمان و تشک تا عایق های سخت در ساختمان ها. این ماده به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود دارای کاربرد ها و موارد استفاده متعددی است که در ادامه به آن می پردازیم:
کاربرد پلی یورتان در پوشاک
دانشمندان کشف کردند که از ماده پلی یورتان می توان در تولید نخ های ظریف استفاده کرد تا لباس های سبک تر با کشش بیشتر تولید شود. در طول سال ها، پلی یورتانها بهبود یافته و به الاستومر های ترموپلاستیک و پوشش های پلی یورتان تبدیل شده اند. نخ های تولید شده از این پلیمر، می تواند طیف گسترده ای از پوشاک مانند لباس های ورزشی و چرمهای مصنوعی را پوشش دهد.
بیشتر بخوانید… تی پی یو (TPU) یا پلی یورتان ترموپلاستیک چیست؟ بررسی انواع و ویژگی ها
۲. کاربردهای پلی اورتان در لوازم خانگی
کاربرد پلی یورتان در لوازم خانگی یکی از مهم ترین کاربرد های این ماده محسوب می شود. از فوم های پلی یورتان، می توان یک عایق حرارتی برای یخچال و فریزر تولید کرد. دلیل استفاده از آن، هزینه کم پلی یورتان و محافظت از لوازم برای رسیدن به انرژی مورد نیاز است.
📚 بیشتر بخوانید…
خرید مواد اولیه فوم پلی یورتان + آشنایی کامل با فوم PU
۳. کاربرد پلی یورتان در ساختمان سازی
پلی یورتان با خواص انعطاف پذیری و دوام بالا، یک گزینه مناسب برای استفاده در کف ها، سقف ها، دیوار ها و … است. پلی یورتان به حفظ محیط زیست و کاهش انرژی کمک می کند و به دلیل وزن سبک، عایق عالی و مقاومت بالا محبوبیت زیادی را در حوزه ساختمان سازی و عمران از آن خود کرده است که با مطالعه مقاله “کاربرد پلی یورتان در ساختمان” بیشتر با کاربردهای آن آشنا شوید.
مواد خام مورد استفاده در تولید پلی یورتان
مواد خام متنوعی برای تولید پلی یورتان ها استفاده می شوند. انتخاب هر نوع از این مونومر ها، پیش پلیمرها و تثبیت کننده ها روی نتیجه نهایی و کیفیت محصول تولید شده تاثیر می گذارد. در ادامه به مواد خام مورد استفاده در تولید پلی یورتان می پردازیم.
پلی ال ها در تولید پلی یورتان
پلی ال ها ترکیبات آلی هستند و یکی از مواد اولیه در تولید پلی یورتان ها به حساب می آیند. انواع مختلفی از پلی ال ها وجود دارند از جمله پلی کربنات، پلی استر های پلی ال و… اشاره کرد. نوع پلی ال مورد استفاده در تولید پلی یورتان، خواص نهایی محصول را تعیین می کند.
ایزوسیاناتها در تولید پلی یورتان
ایزوسیانات ها ترکیبات آلی هستند که در تولید پلیمر پلی یورتان بسیار نقش مهمی را ایفا می کنند. ایزوسیانات ها انواع مختلفی دارند که هر کدام به نوعی در تولید پلی یورتان کمک می کند، از جمله آنها می توان به ایزوسیانات آروماتیک و ایزوسیانات آلیفاتیک اشاره کرد. در انتخاب ایزوسیانات مناسب برای تولید پلی یورتان، عواملی مانند کیفیت نهایی، خواص و شرایط فرایند تولید تاثیر می گذارد.
کاتالیزور ها در تولید پلی یورتان
کاتالیزور ها موادی هستند که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می دهند. در تولید پلی یورتان ها کاتالیزور های مختلفی استفاده می شوند که نوع آن بر روی سرعت و نحوه واکنش تاثیر می گذارند.
عوامل فوم زا در تولید پلی یورتان
عوامل فوم زا موادی هستند که در تولید فوم های پلی یورتان کمک می کنند و باعث ایجاد حباب های گازی در داخل پلیمر می شوند. این حباب باعث کاهش چگالی مواد و سبک شدن فوم می شود.
مواد افزودنی در تولید پلی یورتان
مواد افزودنی به منظور بهبود خواص خاصی از پلی یورتان مانند مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، مقاومت در برابر حرارت، رنگ و … استفاده می شود.
نحوه تولید پلی یورتان
همانطور که پیشتر به آن اشاره شد، پلی یورتان از واکنش دی ایزوسیانات و پلی ال تولید می شود. برای تولید پلی یورتان از واکنش مونومر ها در یک مخزن واکنش استفاده می شود. در طول فرایند تولید پلی یورتان، مواد خام از مخازن ذخیره خود به یک مخزن اختلاط مشترک که تحت فشار و دمای کنترل شده نگهداری می شود، پمپ می شود. در ادامه، مواد افزودنی مطابق با دستورالعمل خاص اضافه می شوند.
پلی یورتانها که کاربرد های تجاری و صنعتی مهمی دارند، معمولا حاوی گروه های عاملی دیگری در مولکول های خود هستند، از جمله استر ها، اتر ها، آمید ها یا گروه های اوره.
تولید پلی یورتان تزریقی
پلی یورتان تزریقی عمدتا در پر کردن فضا های خالی هوا در نما ها یا دیوار های جداکننده، به ویژه در موارد بازسازی استفاده می شود. در این فرایند مانند تولید پلی یورتان به مواد اولیه اصلی یعنی ایزوسیانات، پلی ال و افزودنی های دیگر نیاز داریم. مواد اولیه با یکدیگر در دستگاهی به صورت خودکار مخلوط می شوند.
مخلوط نهایی در داخل قالب به شکل نهایی محصول تبدیل می شود. این فرایند تحت فشار بالا انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که مواد به تمام زوایای قالب نفوذ کرده است. پس از پخته شدن و قالب گیری پلی یورتان تزریقی آماده استفاده هستند.
عوامل موثر بر قیمت تولید پلی یورتان
عواملی که بر روی قیمت پلی یورتان موثر هستند شامل برند، کیفیت، سطح خدمات، تقاضای بازار و شرایط اقتصادی هستند. برند های معروف بازار به دلیل داشتن شبکه توزیع بزرگتر و کیفیت بیشتر مواد، معمولا قیمت بالاتری دارند و با نوسانات بازار و تاثیرات اقتصادی قیمت خود را بالا می برند. تغییرات در بازار جهانی مواد شیمیایی و تقاضای صنعتی نیز بر قیمت تاثیرگذار است.
سوالات متداول
پلی یورتان نخستین بار توسط فردی به نام اتو بایر در سال ۱۹۳۷ کشف و ثبت شد. اتو بایر فرایند پلی ایزوسیانات-پلی افزودن را توسعه داد و کشف کرد که با پلی ال ها و دی ایزوسیانات ها می توان پلیمر هایی با ساختار و ویژگی های متنوع تولید کرد.
پلی یورتان یک رزین شیمیایی بسیار پرکاربرد است ک از فوم های نرم در مبلمان و تشک تا عایق های سخت در ساختمان ها و لوازم خانگی را در بر می گیرد.
مواد خام متنوعی مانند پلی ال، ایزوسیانات، کاتالیزور، عوامل فوم زا و مواد افزودنی دیگر برای تولید پلی یورتان ها استفاده می شوند که هر کدام روی نتیجه نهایی و کیفیت محصول تولید شده تاثیر می گذارد.
عواملی که بر روی قیمت پلی یورتان موثر هستند شامل برند، کیفیت، سطح خدمات، تقاضای بازار، شرایط اقتصادی و مهم تر از همه تغییرات در بازار جهانی مواد شیمیایی است.
