تاریخچه پلی یورتان

 تاریخچهپلییورتان:

 

اگرچه اولین واکنش های منتج به پیدایش پلی یورتانها به سال 1849 برمی‌گردد، اما تا سال 1937

فعالیت های خاصی در این زمینه صورت نپذیرفت.

اولین مواد در سال 1941 به صورت الیاف، با نامپرلونیو 1 و ایگامیدیو 2 در کشور آلمان به بازار عرضه گشت و پس از آن قابلیت کاربرد پلییورتانها درتهیه چسب ها، اسفنج ها، روکش ها و چرم های مصنوعی مورد توجه واقع گشت. فعالیت های موازی نیز در کشورهای انگلیس و آمریکا بین سال های 1941 تا 1958 ، باعث به دست آمدن انواع متنوعی از محصولات پلییورتان یگردید.

تاریخچه پوشش های  پلییورتانبه پایان سال 1930 و کشف پلیمریزاسیون افزایشی دی ایزوسیانات، توسط اتوبایر و همکاران بر می گردد. همین واکنش، کلید تولید پلی پلییورتان و پلی یوریاگردید.

پلی یورتان، حاصل واکنش گرمازا بین دی یا پلی ایزوسیانات با ترکیبات حاوی گروه های هیدروکسیل چون پلی ال می‌باشد. اما اغلب دی یا پلی ایزوسیانات ها می تواند با ترکیبات حاوی هیدروژن فعال، چون آمین ها، واکنش بسیار سریع‌تری داشته باشند. این واکنش مبنای تشکیل ساختمانی پلی یورتان است. از آنجا که وجود زنجیره پلی یوریا در بسیاری از محصولات پلی یورتان، زنجیر و یا جزء رزین که به صورت جزیی یا کلی به extender  به دلیل مصرف آمین ها به عنوان جای پلی ال قرار می‌گیرد، غیر قابل پیش بینی نیست، اصطلاح پلی یورتان  و یا یورتان (جهت توصیه کلیه پلیمرهایی که حاصل واکنش دی یا پلی ایزوسیانات هستند و از جمله (پلی یورتان مصرف می شده است. بنابراین صنعت پوشش مابین محصولات پوششی بر پایه ایزوسیانات / آمین و ایزوسیانات / چل یال در طی سالیان گذشته تفاوتی قائل نبوده است و این سیستم های پوششی کلاً با نام پوشش های پلی یورتانمعروف بوده اند.

پوشش های الاستومری    Texaco chemical (Huntsman) این بحث تا سال 1989 که شرکت

پلی یوریای 100 درصد جامد قابل پاشش را بر پایه پلی اتر آمین جفامین، به عنوان محصولی ویژه با مزایا و مشخصات فوق العاده به بازار عرضه نمود، ادامه داشت. از آن پس الاستومر پاششی پلی یوریای 100 درصد

جامد به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته جدید پذیرفته شد و متعاقبا انجمن توسعه پلی یوریای

در سال 2000 تاسیس یافت. مطابق استاندارد های این انجمن محصولی پلی یوریا نام می گیرد،  (PDA)

که محتوی پلی ال هیدرول آن از 80 درصد کمتر نباشد. بنابراین بین این دو پارامتر می توان سیستمی از ترکیب یا هیبرید پلی یوریا/ پلی یورتان داشت

تعریف پلی یورتان

تعریف پلی اورتان ( پلی یورتان) :

 

پلی یورتان یک پلیمر ترموست Thermosetمی باشد که از ترکیب متیلن دی ایزوسانات با پلی یولها و برخی افزودنی های شیمیایی دیگر پدید می آید. با انتخاب این افزودنی ها و تغییر شرایط شیمیایی و فیزیکی فرایند واکنش، می توان خواص گوناگونی را برای کاربردهای متنوعی به وجود آورد.
همین ویژگی پلی یورتان باعث گسترش کاربرد آن در بخشهای مختلف زندگی شده است. این پلیمر به دلیل hygienicبودن به فرم الستومر در ساخت روکشهای مخازن، نقاله ها و بسته بندی در صنایع غذایی و دارویی، ساخت دستکش ها، پوشش ها و سایر تجهیزات جراحی و اتاق عمل، قلب و سایر اعضای مصنوعی و... کاربردهای فراوانی دارد. همچنین شکل اسفنجی آن در تولید مبلمان ، تخت خواب، موکت و کفپوش و ... به صورت گسترده استفاده می شود.. در صنایع اتومبیل نیز از فوم نرم ) (flexible foamو فوم اینتگرال  (Integralskin foam) در ساخت قطعات تریم داخلی خودرو نظیر صندلی ها، قربیلک فرمان، دستگیره ها و ... و به صورت foam structuralساخت قطعاتی نظیر سپر خودرو استفاده می شود.
امروزه رنگها و پوششهای ضد خوردگی پلی یورتان نیز با توجه به عمر و دوام بسیار بالای آنها
گسترش بسیاری یافته اند.
فرم دیگری از این مواد که به ( فوم سخت (Rigid foamمشهور می باشد در صنایع تبرید وساختمان به عنوان عایق صوتی و حرارتی به صورت وسیع مورد مصرف قرار می گیرد که اختصاراً به آن PUR rigid foam   اطلاق میشود این عایق از بدو اختراع، با توجه به اینکه بهترین ماده آلی عایق شناخته شده می باشد به صورت ویژه مورد توجه صنعت ساختمان قرار گرفت و پیشرفت های بسیاری نیز در راستای بهبود خواص آن تا کنون صورت پذیرفته است.
انواع فوم های پلی یورتان:   

به طور کلی فوم های پلی یورتان را می توان به 3دسته کلی فوم های نرم، فـوم هـای نیمـه نـرم و
سخت تقسیم بندی نمود.
فوم های نرم
فوم های نرم پلی یورتان فوم هایی با سلول باز هستند که هوا به راحتی از داخل آن ها عبور می کند و دانسیته آن ها در محدوده 93بر اینچ مکعب 3می باشد و از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، استحکام کششی و ازدیاد طول بهتری از خود نشان می دهند.
این فوم ها دارای خواص عالی جذب صوت و ضریب هدایت حرارت پایین هستند و در برابر اغلب
حلال ها مقاومت خوبی دارند. در صورتی که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند به سرعت
رنگ خود را از دست می دهند. همچنین در برابر اسید ها و بازهای قوی مقاومت ضعیفی دارند

مقاومت توانی آن ها پایین است و با اعمال فشار در شرایط دمایی خاص تغییر شکل های ماندگار از
خود نشان می دهند.
فوم های نیمه نرم
فوم های نیمه نرم از ترکیب مناسب پلی استر و ایزوسیانات ها ساخته می شوند. در این فوم ها
مانند فوم های نرم با تغییر در فرمولاسیون، تغییرات قابل ملاحظه ای در سختی و سایر خواص
حاصل می گرد . د اگر چه این مواد جاذب آب هستند اما رطوبت هوا را جذب نمی کنند.
فوم های سخت
فوم های سخت پلی یورتان در سال 1940به میزان کم در ساختارهای ساندویچی به کار رفتند ولی
در سال 1960توسعه واقعی تولید و مصرف فوم های سخت پلی اورتان تحت تاثیر دو عامل زیر
تشدید شد.
الف - استفاده از مونوفلوئوروتری به عنوان عامل پف زا.
ب - استفاده از  MDIپلیمری که علاوه بر بهبود خواص باعث ساده شدن فرآیند گشت.
ضریب هدایت حرارتی فوم های سخت پلی یورتان از تمام فوم های پلیمری دیگر کمتر است و

همین امر باعث شده است که از فوم های سخت پلی یورتان برای کاربردهای عایق بیشتر استفاده
گردد

پلی یورتان-ایمنی

 پلی یورتان - ایمنی

مطالعات بسیاری در خصوص ایمنی این محصول چه مواد اولیه آن (به منظور اطمینان از سلامت
کارگران و کارکنان در معرض مواد اولیه پلی یورتان یعنی متیلن دی ایزوسیانات و پلیول ها( چه
محصولات تولیدی از پلی یورتان(به منظور اطمینان از سلامت افراد در معرض تماس مستقیم با این
محصولات)و چه خطرات ناشی از حوادث نظیر آتش سوزی صورت پذیرفته است.
مواد اولیه: توصیه شده است تماس با مواد اولیه این محصول با دستکش و عینک ایمنی صورت
پذیرد. بنابراین درجه سمی بودن آنها در حدی نیست که خطرات جدی برای کارگران مرتبط پدید
آورد. با توجه به نامحلول بودن دی ایزوسیانات ها در آب نیز ورود آنها به آب های زیر زمینی و
منابع آب و غذا بسیار ناچیز بوده و این مواد از این نقطه نظر ایمن می باشند. برخی تشابهات اسمی
این ماده با مواد شیمیایی مضر دیگر نیز باعث حساسیت افکار عمومی نسبت به آن شده که به شرح
ذیل می باش : د
- دی ایزوسیانات ارتباطی با سیانیدها نداشته و در تولید آنها به هیچ وجهی از سیانیدها استفاده
نمی شود. پایه دی ایزوسیانات از پلی استر و یا پلی اتر می باشد. پس از ترکیب با پلیول  به
وجود آمدن پلی یورتان نیز مانند بسیاری ترکیبات آلی دیگر نظیر چوب و الیاف طبیعی که دارای
نیتروژن در ساختار خود هستند، سیانید آزاد نمی کنند
- دی ایزوسیانات ارتباطی با متیل ایزوسیانات که دارای بخارات سمی است ندارد و امکان تبدیل
آن به این ماده نیز در شرایط طبیعی وجود ندارد.
- دی ایزوسیانات همچنین ارتباطی با ایزوتی وسیانات نیز ندارد.
- پلی یورتان ارتباطی با پلیمر یورتان (اتیل کاربامیت) ندارد.
محصولات تولیدی: ایمنی محصولات تولیدی پلی یورتان در حدی است که برای برخی کاربردهای
پزشکی و صنایع غذایی تقریباً هیچ جایگزینی برای آن وجود ندارد و سایر محصولات پلیمری و
حتی طبیعی از این جهت پس از پلی یورتان قرار می گیرند. استفاده از پلی یورتان در مبلمان و
تخت خواب، یخچال، اسباب بازی کودکان و... و عدم ایجاد حتی ساده ترین حساسیتهای پوستی
مؤید این نکته است.
در ارتباط با فوم های پلی یورتان تنها مورد مطرح، استفاده از گاز فریون 11به عنوان ماده فوم زا
بوده است که با توجه به آسیب لایه ازن در اثر استفاده از آن، این ماده در سنوات گذشته حذف
شده و هم اکنون در تولید ساندویچ پانل از ، b141Rسیکلو پنتان ، آب و یا برخی مواد کم ضررتر
دیگر استفاده می شود.
آتش سوزی: با توجه به پایه آلی این عایق بدیهی است این ماده نیز همچون سایر پلیمرها قابلیت
سوختن دارد. البته این خصیصه نافی سایر خواص مثبت این ماده نشده است و کماکان به مدد
نوآوری های صورت پذیرفته در زمینه کاهش خطرات آن در زمان آتش سوزی به صورت وسیع از
آن استفاده می شود.

این نو آوری ها شامل معرفی برخی افزودنی های شیمیایی و معدنی سرکوب کننده آتش موسوم به

Fire retardantها و همچنین معرفی خانواده جدید فوم های سخت دیرسوز موسوم به
) Polyisocyanurateپلی آیزوساینوریت( که اختصاراً PIRنامیده می شود شده است. البته
فوم های کاملاً نسوز نظیر Phenolic foamنیز به بازار آمده است که مناسب کاربردهای نظامی و
امنیتی است.
اجزای فرمولاسیون پلی یورتان
یک سیستم واکنش فوم پلی اورتان از اجزای مختلف پلیول و ایزوسیانات تشکیل می گردد.
همچنین عوامل پف زا، کاهش دهنده کشش سطحی، کاتالیزور و سایر افزودنی ها، در موارد
کاربردی مختلف، قابل افزودن به این فرمولاسیون هستند.