پلییورتانها به انگلیسی: ( Polyurethane) به دسته‌ای از مواد شیمیایی اطلاق می‌شود که از واکنش پلی ال‌ها و ایزوسیانات‌ها به‌عنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته میشوند. پلییورتانها به شکلهای مختلف از جمله فوم‌های نرم، فوم‌های سخت؛ الاستومرها، ترموپلاستیک الاستومرها، رزین، پوشش و… در دنیا کاربرد دارند. یکی از محصولات پلی یورتان، تولید ابزار پيش ساخته دكوراتيو با هدف ایجاد طرح ها و جلوه های زیبای دکوراتیو در فضاي داخلي و نماي خارجي ساختمان میباشد.
فوم پلی یورتان
پلی یورتان از ترکیب شیمیایی دو کامپوننت اولیه به همراه یک عامل خارجی با دمای جوش بسیار پایین (مانند CO2 یا پنتان) بوجود می آید. کامپوننت های اولیه در فاز مایع بوده و از مونورهایی از گروه ایزوسانات و گروه هیدروکسیل (با اتم فعال هیدروژن) یا پلی یول تشکیل شده اند. هنگامی که کامپوننت ها با هم ترکیب می شوند، کفی را تولید می کنند که به سرعت حجیم شده و پس از مدتی سفت و صلب می گردد. از این فوم محصولات پلی یورتان متنوع قابل تولید است.
ROH + R’NCO → ROC(O)N(H)R’
دو کامپوننت اصلی مستقیما با هم واکنش شیمیایی داده و یک ماتریس پلیمری از جنس پلی یورتان تشکیل میدهند. حرارت آزاد شده از واکنش کامپوننت ها، عامل خارجی را تبخیر می کند که بخار حبس شده آن باعث می شود ماتریس پلیمری به شکل فوم درآید .
حجم فوم تولید شده و متعاقبا، چگالی فوم تولید شده، تابعی از مقدار عامل خارجی است كه به ترکیب اضافه می شود. ترکیب شیمیایی فوم تولیدی را نیز می توان با اضافه کردن افزودنی های دیگر تغییر داد تا به خواص مطلوب دست یافت .
پس از شکل گیری و در زمان سفت شدن، سطح فوم همچنان خاصیت چسبندگی خود را حفظ می کند. با استفاده از این خاصیت می توان پوشش های آلومینیومی یا پوشش های دیگر را به صورت دائمی به فوم چسباند. در تولید صنعتی، از کاتالیزور نیز در پروسه استفاده می شود تا واکنش را سرعت بخشد. کاتالیزورها می توانند از ترکیبات آمین یا ترکیبات فلزات آلی باشند .
تزریق پلی یورتان
در پلی یورتان تزریقی، کامپوننت های اولیه ماده، در دو مخزن جدا تحت دما و فشار مشخص نگهداری می شوند. هر کامپوننت از قسمت گرمادهنده مخصوص خود عبور می کند و هردو در گان به هم می رسند و شروع به واکنش می کنند. در حین واکنش، گان ترکیب شیمیایی حاصل را با فشار به درون محفظه ای که قرار است عایق شود، می پاشد .
در تولید صنعتی ساندویچ پنل های پلی یورتان، به صورت پیوسته کف ناشی از واکنش به روی نوارنقاله صفحات ساندویچ پنل ریخته شده و به خاطر خاصیت چسبندگی فوم گرم تازه تولید شده، صفحات کاملا به فوم پلی یورتان می چسبند. صفحات ساندویچ پنل می توانند از جنس ورق آلومینیومی، صفحات کامپوزیتی و معدنی باشند. برای تولید بلوک های پلی یورتان، فوم حاصل از واکنش به درون قالب مورد نظر ریخته می شود و پس از سفت شدن، روی آن به شکل بلوک دلخواه بریده می شود .
مشخصات فنی و ویژگیهای پلی یورتان
طیف سختی پلی یورتان :
طبقه بندی سختی پلی یورتان به لحاظ ساختار مولکولی ، پیش پلیمر بوده و می تواند از ۲۰شور – آ تا ۸۵ شور ـ دی تولید شود .
ظرفیت تحمل بالا :
پلی یورتان هم در کشش و هم در فشار، ظرفیت بالایی دارد. پلی یورتان ممکن است تحت فشارسنگین دچار تغییر شکل شود ، اما وقتی فشار روی آن تنظیم شود ، با کمی فشرده سازی در مواد ، به شکل اولیه خود باز می گردد .
انعطاف پذیری :
پلی یورتان ها هنگام استفاده در کارهایی با سختی سطح بالا، عملکرد بسیار خوبی دارند. با ایزوله کردن خواص خمشی آنها میتوان باعث دوام ببشتر و بازیابی مشخصات فنی قوی تر را فراهم کرد .
مقاومت در برابر سایش و ضربه :
برای کاربردهایی که سایش شدید چالش برانگیز است ، پلی اورتان ها حتی در دمای بسیار پایین نیز یک راه حل ایده آل محسوب میشوند .
مقاومت در برابرگسست و پارگی :
پلی یورتان ها دارای مقاومت بسیار در برابر پارگی بالا همراه با خواص کششی بالا هستند .
مقاومت در برابر آب ، روغن و.. :
خصوصیات مواد پلی یورتان در آب ، روغن و … پایدار خواهد ماند. ترکیبات پلی اتر این قابلیت را دارند که سالها در کاربردهای دریایی دوام عالی بیاورند .
خصوصیات الکتریکی :
پلی یورتان ها عایق الکتریکی بسیار خوبی هستند که شاید با کمتر ماده مشابه دیگری ، بتوان مقایسه کرد .
گستردگی آستانه دگرگونی ( تاب آوری) :
تاب آوری عموما تابعی از سختی است. برای کاربردهای الاستومر جذب شوک ، معمولاً از ترکیبات برگشتی کم استفاده می شود (به عنوان مثال دامنه تاب آوری 10 -40٪ ). برای ارتعاشات با فرکانس بالا یا در مواردی که به فرآیندی سریع نیاز است ، از ترکیبات با مقاومت 40-65٪ استفاده می شود. به طور کلی ، مقاومت در برابر تاب آوری بالا افزایش می یابد .
خواص اتصال قوی :
در طی مراحل ساخت ، پلی یورتان به طیف گسترده ای از مواد پیوند می خورد. این مواد شامل پلاستیک ها ، فلزات و چوب ها و…هستند. این ویژگی از پلی یورتان ، آنرا به ماده ای ایده آل برای ساخت چرخ ها ، غلتک ها و… تبدیل می کند .
عملکرد در محیط های سخت :
پلی اورتان در برابر درجه حرارت شدید بسیار مقاوم است ، به این معنی شرایط سخت محیطی وحتی بسیاری از مواد شیمیایی به ندرت باعث تخریب پلی یورتان می شوند .
مقاومت در برابر قالب ، کپک و قارچ :
بیشتر پلی اورتان های پایه پلی اتر ، از رشد قارچ و کپک پشتیبانی نمی کنند و بنابراین برای محیط های گرمسیری بسیار مناسب هستند. همچنین می توان مواد افزودنی ویژه ای برای کاهش این مورد در مواد پلی استر نیز اضافه کرد .
طیف رنگی :
در فرآیند تولید می توان رنگدانه های مختلف رنگ را به پلی یورتان اضافه کرد . محافظ ماورا بنفش را میتوان در رنگدانه گنجاند تا ثبات رنگ بهتری در أنواع کاربری ایجاد کند .
مشخصات پلی یورتان چگالی بالا (160kg/m3)
| مشخصه فیزیکی | توضیح | واحد | استاندارد |
| ساختار | سلول بسته صلب | – | – |
| رنگ | زرد | – | – |
| بو | بی بو | – | ASTM E679 |
| چگالی | 160 | [Kg/m3] | ASTM D 1622 |
| انعطاف پذیری | صلب | – | – |
| استحکام فشاری | 2.33×106 | Pa – [N/m2] | ASTM C165 – C1621 |
| محدوده دمای کاری | [-196] ̴ [+120] | [0C] | ASTM C1029 |
| ضریب نفوذ رطوبت | 1.8×10-4 | Perm | ASTM E96 |
| ضریب جذب رطوبت | 1.3 | % W/W | ASTM E96 |
| ضریب انتقال حرارت در 240C | 0.034 | [W/m.0C] | ASTM C518 – ASTM C335 |
| ضریب انتقال حرارت در 1000C | 0.040 | [W/m.0C] | ASTM C518 – ASTM C335 |
| مقاومت در مقابل UV | خوب | – | ASTM D 1171 |
| انتشار اشتعال سطحی | Class 2 – B2 | – | ASTM E84 – BS 476 Part 7 |
| مقاومت شیمیایی | خوب | – | – |
محصولات دکوراتیو پلی یورتان
یکی از کاربردهای پلییورتانها، استفاده به عنوان ابزار دکوراتیو پلی یورتان ( گچبری مدرن) میباشد. این ابزار با هدف ایجاد طرح ها و جلوه های زیبای دکوراتیو در فضای داخلی و نمای خارجی ساختمان استفاده می‌شود.
ابزار پلی یورتان امکان ایجاد طرح ها و جلوه های زیبای دکوراتیو و کاملا” طبیعی را در سبک های معماری مدرن و منطبق با هر نوع سلیقه فراهم می آورد .
حال با توجه به فرآیند تولید فوم پلی یورتان ، پس از تزریق در قالب ها و سفت شدن آنها ، تحت شرایط خاص ، ابزار های شاخه ای پلی یورتان برای استفاده در سقف و دیوار ها تولید و جهت پوشش لایه شبکه ای آخر که عامل رنگ پذیری و استحکام ابزار هاست، پرس خواهد شد.
محصول نهایی قابل استفاده در تمامی صنایع و حرفه ها ی اجرایی خواهد بود که البته صنایع ساختمانی و بازسازی طیف گسترده ای از این ابزار ها را پوشش می دهند . ابزار هایی اعم از قاب بندی ، قرنیز ، گلویی ها ، المان های دکوراتیو و … که هر یک با مشخصات و ظرافت خاص خود تهیه و عرضه میشوند .
