پلی اورتان،یک ترمو پلاستیک با انواع متفاوت
پلی اورتان ها یکی از پلاستیک هایی هستند که دارای بیشترین تنوع و مصرف می باشند. طبیعت این نوع از پلاستیک ها به گونه ای است که می تواند به منظور حل انواعی از چالش ها و مشکلات به کار برده شود و یا به صورت های متفاوتی قالب گیری شده و همچنین با بهبود محصولات نهایی و صنعتی با عث ایجاد راحتی و گرما در زندگی انسانها شود. پلی اورتان ها از واکنش بین یک پلیول به عنوان الکلی که دارای دو گروه هیدروکسیل واکنشی در هر مولکول خود می باشد، به همراه یک دی ایزو سیانات و یا یک ایزوسیانات پلیمری در حضور انواعی از مواد افزودنی و کاتالیزورها تولید میشوند. از آنجایی که از دسته متفاوتی از دی ایزوسیانات ها و همچنین گستره بزرگی از پلیول ها به منظور تولید پلی اورتان می توان استفاده کرد، بنابراین گزینه های بسیاری از مواد وجود دارند که با نیازهای نهایی محصول سازگاری دارند. اهمیتی ندارد که شما در چه نقطه ای به دنبال این محصولات بگردید ولی مطمئن باشید که حتماً پلی اورتان ها را در محیط اطراف خود پیدا خواهید کرد. مواد یاد شده در تشکها، تختها، عایق ها، پوشش های مایع و رنگ‌ها و الاستومرهای سخت همانند چرخهای اسکیت، وسایل بازی نرم و انعطاف پذیر، تعدادی از فییر‌های ارتجاعی و بسیاری از موارد دیگر دیده می شوند.
تاریخچه پلی اورتان ها
نحوه تغییر و تحولات ایجاد شده در پلی اورتان ها چندان اهمیتی ندارد ولی شیمی و ساختار اولیه این ماده نتیجه تلاش و تحقیقات یک فرد نابغه با نام پروفسور دکتر بایر می باشد. فرد یاد شده به دلیل اختراع فرآیندهای دی ایزو سیاناتی و پلیمری به عنوان پدر صنعت پلی اورتان شناخته می شود. اصلیت این ماده به اوایل جنگ جهانی دوم باز می گردد که در آن زمان برای اولین بار به عنوان جایگزینی برای لاستیک انتخاب شد. تنوع زیاد این پلیمر ارگانیک جدید و توانایی آن برای جایگزینی برای مواد کم و نادر باعث شد تا مصرف بسیار زیادی داشته باشد. پوشش های ساخته شده از این ماده در طی جنگ جهانی دوم برای آغشته سازی کاغذ و همچنین تولید لباس های ضد گاز خردل و پوششهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی و ساییدگی به کار برده می‌شدند تا بتوانند از فلزات، چوب ها و مصالح ساختمانی حفاظت نمایند. تا اواخر جنگ جهانی دوم پوشش های پلی اورتانی به صورت صنعتی تولید شده و به کار برده شدند و همچنین این امکان وجود داشت تا با توجه به نیازمندی های مشتری فرمولاسیون ویژه تری داشته باشند. تا اواسط دهه ۵۰ ماده یاد شده در پوشش ها و چسب ها، الاستومرها و فوم های سخت دیده می شد. در اواخر دهه پنجاه فوم های انعطاف پذیر و ضد ضربه ساخته شده از این ماده در دسترس قرار گرفتند. با توسعه پلیول های پلی استری کم‌هزینه وساخت فوم های انعطاف پذیر این امکان به وجود آمد تا از محصول یاد شده در حوزه خودروسازی و تولید مبلمان استفاده شود. همچنان فرمولاسیون ها، افزودنی ها و فرایندهای تکنیکی متفاوتی در حال توسعه بودند همانند قالبگیری ساختاری و تقویت شده برای بخش های خارجی خودرو و همچنین سیستم های تک قسمتی. امروزه می توان پلی اورتان ها را در انواعی از وسایلی که با آنها در ارتباط هستیم پیدا کنیم مانند میز، صندلی، خودرو، لباس، کفش و تجهیزات تخت و همچنین عایق های به کار برده شده در دیوار و سقف در خانه.
انواع پلی اورتان ها کدامند؟
طبیعت شیمی به پلی اورتانها اجازه می دهد تا بتوانند انواعی از مشکلات چالش برانگیز را حل نمایند و همچنین با استفاده از قالب گیری فرمهای متفاوتی داشته و باعث بهبود محصولات نهایی و صنعتی شوند. انواع پلی اورتان ها عبارتند از:
- فوم های پلی اورتانی انعطاف پذیر: از این فومها به منظور ضربه گیری برای انواعی از محصولات تجاری و پرکاربرد استفاده می‌شود مانند بخش‌های داخلی خودرو، وسایل خانه و بسته بندی. می‌توان این مواد را با درجات متفاوتی از سختی و به شکل‌های مختلفی تولید کرد. ماده یاد شده سبک، بادوام و همچنین تجهیز کننده مناسبی می باشد. فوم های پلی اورتانی انعطاف پذیر حدود ۳۰ درصد از بازار پلی اورتان کل آمریکای شمالی را تشکیل می‌دهند و به صورت فراوانی در حوزه ساخت وسایل خانگی و صنعت خودرو به کار برده می شوند.
- فرم های پلی اورتانی سخت: فوم های سخت پلی اورتانی و پلی ایزو سیان و راتی یکی از بهترین عایقهای پر بازده و مشهور در کل دنیا را تشکیل می دهند. در واقع این فومها قادرند تا هزینه‌های انرژی را به مقدار فراوانی کاهش دهند و همچنین به بهبود شرایط محیط های مسکونی و تجاری کمک نمایند. به منظور یکسان سازی دما و همچنین کاهش سطح صدا در محیط های خانگی و تجاری معمولاً سازنده ها از این فرم ها استفاده می کنند زیرا مواد عایق موثری هستند که امکان بکارگیری برای عایق سازی دیوار و سقف، پنجره ها، در ها و همچنین سایر مکان ها را دارند.
- پوشش ها، چسب ها، درزگیرها و الاستومرها: به کارگیری پلی اورتان ها در تولید پوشش ها، چسب ها، درزگیرها و الاستومرها باعث می شود تا امکان ایجاد انواعی از محصولات از این ماده فراهم شود که خود مزایای بسیاری هم دارند. پوشش های ساخته شده از این ماده قابلیت ارتقاء ظاهری محصول و همچنین افزایش طول عمر آن را دارند. علاوه بر آن چسبهای پلی اورتانی می توانند اتصالات بسیار خوبی را بین محصولات مختلف به وجود بیاورند و این در حالی است که درزگیر های ساخته شده از این ماده کارایی خیلی بهتری دارند. الاستومرهای پلی اورتانی هم قابلیت قالب گیری به شکل های متفاوتی را داشته و سبک تر از فلزات بوده و همچنین پس از قرارگیری در معرض فشار زیاد ساده‌تر به حالت اولیه خود باز می‌گردند . علاوه بر آن این فوم ها می‌توانند در مقابل بسیاری از فاکتورهای محیطی مقاوم باشند.
- پلی اورتان های ترموپلاستیکی: این مواد دارای انواع خواص فیزیکی و همچنین کاربرد های متفاوت می باشند. ماده یاد شده بسیار ارتجاعی، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر ضربه، ساییدگی و تغییرات آب و هوایی میباشد و می‌توان آن را رنگ کرد و یا با بسیاری از روشهای متفاوت تولید نمود. این ماده همانند سایر انواع الاستومرهای ترمو پلاستیکی حالت ارتجاعی داشته و می‌توان آن را در وضعیت ذوب شده فراوری نمود و همچنین قابلیت فراوری آن به کمک روزن رانی، تزریق بادی و یا تجهیزات فشرده ساز وجود دارد. همانطور که پیش از این نیز یاد شد این ماده می‌تواند انواعی از ترکیبات خواصی را دارا باشد و به همین دلیل گزینه ای بسیار انعطاف پذیر و مناسب برای مصارف متفاوت مانند حوزه ساخت و ساز، تولید خودرو و کفش خواهد بود.
- پلی اورتان های ساخته شده به کمک روش قالب گیری تزریقی واکنشی: بخش جلوی خودرو، پنل های خانگی برقی و تجهیزات کامپیوتری و ارتباطات مخابراتی همگی از انواعی از پلی اورتان ها ساخته شده اند که در واقع توسط روش قالب گیری تزریقی واکنشی به وجود آمده اند. روش یاد شده انعطاف پذیری در طراحی را به محصول نهایی اضافه می کند ولی این گزینه توسط روندهای قالب گیری تزریقی معمولی تامین نمی شود مانند دیواره های نازک و ضخیم، بخش‌های داخلی کپسول شده و هسته های فومی. انواعی از محصولات پلی اورتانی که به کمک این روش تولید میشوند علاوه بر آن که دارای استحکام بالا و وزن پایین می باشند می توانند مقاومت گرمایی بسیار خوب، عایق پذیری گرمایی، پایداری ابعادی و همچنین خواص پویای بسیار مطلوبی داشته باشند. صنایع خودرو سازی، ساخت و ساز، تجهیزات وسایل خانگی و حوزه‌های تفریحی و ورزشی همگی از محصولات ساخته شده به کمک این روش استفاده می کنند.
- بایندر ها: از این محصولات به منظور چسباندن و اتصال انواعی از ذرات و فیبرها به یکدیگر استفاده می شود. محصولات اولیه این مواد عبارتند از پنل های چوبی، سطوح الاستومری و یا لاستیکی کاربردی در کف سازی و سایر موارد. بیشترین مصرف این مواد در حوزه تخته تراشه جهت دار میباشد. این پنل های چوبی در حوزه پوشش های ساختاری و کف سازی، ساخت و ساز خانه و همچنین تیرچه ها به کار برده می شوند.
- پراکنش های پلی اورتانی محلول در آب: پراکنش های پلی اورتانی محلول در آب انواعی از پوشش ها و چسب ها هستند که از آب به عنوان حلال اولیه استفاده می کنند. با افزایش قوانین فدرالی در خصوص میزان ترکیبات ارگانیک فرار و همچنین آلاینده های خطرناک هوایی که می‌توانند در اتمسفر و یا جو منتشر شوند، بیشتر از پلی اورتان های محلول در آب در تولید محصولات تجاری و صنعتی بهره گرفته شد. در این روش رزین پلیمری و پلی اورتان دراب پراکنده میشوند و تولید آن شامل سنتز پلی اورتان هایی است که دارای عاملیت کربوکسیلیک اسید و یا ابدوست های غیر یونی می باشند. تلاش های بسیاری در جهت تغییر سیستم های رزینی موجود به انواع محلول در آب انجام شده است تا کاربری این مواد ساده تر شود و همچنین بهتر بتوان نکات زیست محیطی را اجرا نمود. توسعه این مواد با افزایش تقاضا برای سیستم های بدون حلال صورت گرفت زیرا تولید پوشش ها و مواد چسبنده موجب می شود تا آزاد سازی حلال ها در اتمسفر از منابع متفاوت افزایش یابد. مشکلاتی که در این حوزه همیشه وجود داشته است شامل این نکته می شود که پلی اورتان ها به صورت محلول در آب حالتی پایدار ندارند و واکنش می دهند تا اوره و کربن دی اکسید را تولید کنند. مقالات متفاوتی نیز در این خصوص چاپ شده‌اند. دلایل زیست محیطی نیز باعث شده اند تا این مواد به صورت زیست محور و آب محور در دسترس قرار بگیرند.
