Пенополиуретан (ППУ) — ячеистый полимерный материал, в котором газовая фаза заключена в полиуретановой матрице. Значительную часть объёма пены занимает газ: для ППУ этот показатель может достигать 85–90%.
Благодаря возможности менять плотность, жёсткость, эластичность, структуру ячеек из полиуретановых систем получают материалы с очень разными свойствами — от мягкого мебельного поролона до жёсткой строительной теплоизоляции.
Как получают пенополиуретан
Для образования полиуретана необходимы как минимум два основных компонента:
- полиол — соединение с гидроксильными группами −OH;
- изоцианат — компонент с реакционноспособными NCO-группами.
После смешения между ними начинается реакция с образованием полиуретановой структуры.
Чтобы получить именно пену, одновременно должен образоваться или выделиться газ. В качестве химического вспенивателя может использоваться вода: она реагирует с изоцианатом с выделением углекислого газа CO₂. Газ формирует пузырьки, а растущая полимерная сетка закрепляет их в виде ячеек. В других системах применяют также физические вспениватели, которые переходят в газовую фазу под действием тепла реакции.
Какими бывают ППУ
По структуре и механическим свойствам пенополиуретаны существенно различаются.
Эластичный ППУ легко деформируется, восстанавливает форму после снятия нагрузки. К этой группе относится поролон, который используют в матрасах, мягкой мебели или автомобильных сиденьях. Для эластичных материалов характерна плотность примерно от 5 до 40 кг/м³.
Жёсткий ППУ имеет более прочный полимерный каркас, обычно преимущественно закрытые ячейки. Такие материалы применяют прежде всего для теплоизоляции.
От чего зависят свойства ППУ
Характеристики готовой пены задаются составом полиуретановой системы, а также режимом переработки. Влияют:
- тип полиолов и изоцианата;
- количество и вид вспенивателя;
- катализаторы;
- соотношение компонентов;
- плотность;
- размер, степень открытости ячеек;
- температура сырья и условия вспенивания.
Изменяя рецептуру, получают материалы с разной твёрдостью, упругостью, теплопроводностью, прочностью и способностью поглощать звук.
Где применяют пенополиуретаны
Область применения зависит от типа пены.
ППУ используют:
- в строительстве — для теплоизоляции стен, кровель, полов, фундаментов, трубопроводов;
- в мебельном производстве — для матрасов, мягких элементов;
- в автомобилестроении — для сидений, элементов салона, шумо-, виброизоляции;
- в холодильной технике — как теплоизоляционный слой;
- при производстве сэндвич-панелей или формованных изделий;
- в упаковке, а также других технических изделиях.
