کاربرد پلی یورتان PU در فرایند نساجی

کاربرد پلی یورتان (PU) در فرایند تکمیل نساجی

زمانی که سخن از حوزه های کاربردی تکمیل نساجی می شود، پلی یورتان‌ها عملا مواد شگفت انگیزی در این مبحث هستند. آنها انعطاف پذیری لاستیک‌ها را با سختی و چقرمگی فلزات و پلاستیک ترکیب می کنند. پلی یورتان به دلیل ترکیبی از خواص و کیفیت مواد به یک ماده استاندارد در بسیاری از کاربردها تبدیل شده است. همچنین در صنایع مختلف ازجمله بخش زیست پزشکی، صنایع دریایی، الاستومرها، فوم ها، منسوجات، عایق‌ها، چسب‌ها، درزگیرها استفاده می شوند. برای ساخت پلی یورتان می توان از انواع پلیول‌ها و ایزوسیانات‌ها استفاده کرد. برای ساخت محصولات با کارایی بالا، یورتان های متشکل از آب جایگزین یورتان‌های حلال در انواع کاربردهای تکمیلی منسوجات شده‌اند. درنتیجه، پلی یورتان به دلیل هزینه کم، ظرفیت تولید انبوه و خواص فیزیکوشیمیایی پیشرفت قابل توجهی در منسوجات کاربردی داشته است. منسوجات حاوی عایق PU ازنظر الکتریکی و چسبندگی در برابر سایش، تغییرات آب و هوایی، مواد شیمیایی و آب بسیار مقاوم هستند.

درمقایسه با پلیمرهای مدرن تر، پلی یورتان در بسیاری از موارد بسیار متفاوت و پرکاربرد است. پلی یورتان به دلیل سهولت در ساخت و ویژگی‌های مهم یکی از پرطرفدارترین پلیمرها به شمار می رود. در سال 1937، صنعت پلی یورتان درنتیجه واکنش بین دی ایزوسیانات و پلی استردیول ظهور کرد. ابتدا به عنوان جایگزینی برای لاستیک الاستیک در جنگ جهانی دوم، مورد استفاده قرار گرفت اما به تدریج به دلیل تطبیق پذیری جایگزین مواد دیگری مانند الیاف بافته شده و فلزات شد. برای مثال از عایق‌های PU به طور خاص برای تولید البسه مقاوم به گاز خردل و زنگ زدگی و آغشته کردن کاغذ استفاده می شود. آنها همچنین به عنوان عایق در ساخت هواپیما و یا عایق مصنوعی ایمن برای فلزات، چوب و سنگ علاوه بر فوم‌های انعطاف پذیر در صنعت خودروسازی و مبلمان استفاده می‌شوند. از مزایای مهم پلی یورتان می‌توان به طول عمر، چقرمگی و مقاومت شیمیایی آن اشاره کرد. استحکام پلیمر با فلز برابر است و انعطاف پذیری آن نیز همچون لاستیک است. پلی یورتان به دلیل دارا بودن ازدیاد طول، چقرمگی، استحکام و مدول در اکثر صنایع ازجمله زیست پزشکی، خودروسازی، ساخت و ساز و نساجی کاربرد دارد. گروه یورتان از واکنش شیمیایی یک دیول و یک ایزوسیانات ایجاد می‌شود. بنابراین، دیول و ایزوسیانات که برای ایجاد پیوند یورتان از خود واکنش نشان می‌دهند، مواد اولیه در تولید پلی یورتان به شمار می‌روند. PU به دلیل هزینه پایین، ظرفیت تولید انبوه و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی مطلوب به پیشرفت قابل توجهی در تکمیل منسوجات کاربردی رسیده است. مواد در صنایع تولیدی متعددی همچون نساجی، کالاهای چرمی، پلاستیک، مبلمان و فوم به طور منظم با PU اصلاح شده شیمیایی پوشش داده می شوند؛ PU همچنین به عنوان عایق‌های پایه در ساخت خودرو، چسب کفش و جوهر چاپ استفاده می شود.

از پلی یورتان به روش‌های مختلفی در تکمیل فرایندهای نساجی مانند سنتز پلیمرهای تهیه شده از روغن نباتی و تولید پلی یورتان بر پایه روغن نباتی استفاده می‌شود که در انواع صنایع ازجمله حمل و نقل، پوشاک، رنگ و عایق، بسته بندی و دارو کاربرد دارند. با تنظیم نسبت غلظت پلیول به 1،4 – بوتاندیول، پراکندگی پلی یورتان آب پایه با استفاده از پلیول با پایه روغن پنبه دانه به عنوان یک منبع تجدید پذیر ایجاد شد. کورکومین که یک بیومولکول طبیعی است، به عنوان یک عامل ضد باکتری استفاده می شود. همچنین در ستون فقرات پلی یورتان قابل آب پایه باهدف تیمار منسوجات ضد باکتری با پایه زیستی قرار داده شدند. پراکندگی پلی یورتان آب پایه بر پایه کورکومین (CUR-WDPU) با ترکیب کورکومین (CUR) در مقادیر مولی متفاوت با دی ایزوسیانات ایزوفورون (IPDI)، پلی اتیلن گلیکول (PEG)، دی متیلول پروپیونیک اسید (DMPA) و تری متیل آمین (TEA) ایجاد شد. با استفاده از مواد پلی یورتان ترموپلاستیک از دسته مواد پلی یورتان و نخ پوشیده از نخ پلی استر، نوع جدیدی از پارچه پرم مانند برای محافظت از محیط زیست با استفاده از قابلیت این ماده برای ذوب شدن در دماهای بالا بازطراحی شد. از پلی یورتان آب پایه چندکاره قابل درمان با اشعه UV در ساخت رنگ‌های پلیمری برای پوشش دهی در نساجی استفاده می‌شود. برای عبور از محدودیت‌های پخت حرارتی، سه رنگ پلیمری جدید قابل درمان با اشعه UV (UVPDs) بر پایه پلی یورتان‌های آب پایه چندمنظوره با موفقیت تولید شدند. پوشش نهایی UVPD ها با 2 هیدروکسی اتیل اکریلات (HEA)، پنتا اریتریتول تری اکریلات (PETA) و دی پنتا اریتریتول پنتا اکریلات (DPEPA) امکان سفارشی سازی UVPD را فراهم می کند. همچنین از PU در نساجی و پوشاک به ویژه در منسوجات فنی، علاوه بر استفاده سنتی از آن به عنوان الاستین / لیکرا در پوشاک به دلیل کیفیت متعادل آن استفاده می‌شود. عایق‌های پارچه ای PU از نفوذپذیری و مقاومت عالی در برابر رطوبت و آب برخوردار هستند. گنجاندن کیتوزان نیز به طور موفقیت آمیزی به تغییر شیمیایی ساختار PU کمک کرده است. درمقایسه با WPU های خالص، پلی یورتان آب پایه (WPU) با پایه کیتوزان عملکرد ضدباکتریایی برتری در برابر قارچ‌های ای. کلی و استافیلوکوکوس اورئوس دارد. کیتوزان به دلیل داشتن اثرات ضدباکتریایی موثر به طور گسترده در تکمیل فرایند ضدمیکروبی پنبه و بسیاری از منسوجات دیگر استفاده می‌شود. از ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI)، پلی اتیلن گلیکول (PEG)، دی متیلول پروپیونیک اسید 2-2 (DMPA) و کیتوزان (CS) برای تولید انواع پلی یورتان‌های آب پایه (CS-PU) با عملکرد متعدد در کاربردهای نساجی استفاده شده است.

پلی یورتان

پیوند یورتان زمانی ایجاد می شود که دیول یا پلیول با دی پلی ایزوسیانات برای ایجاد پلی یورتان واکنش نشان می‌دهد. با دیگر مواد مانند اکستندر زنجیره نیز امکان پذیر است. دو مولفه مادر، یک پلیول و یک ایزوسیانات، می توانند به عنوان بلوک‌های ساختاری پایه پلی یورتان عمل کنند. آخرین ویژگی‌های محصول این دو مولفه را تحت تاثیر قرار می‌دهند. کیفیت پلی یورتان ممکن است با تغییر پلیول یا ایزوسیانات به شدت تغییر می کند. پلی یورتان حاصل شده از پلیول و ایزوسیانات با دامنه‌های مختلف دارای ویژگی هایی مانند نرمی، انعطاف پذیری یا چقرمگی است. پلیول به دلیل تحرک و انعطاف پذیری بیشتر به داشتن زنجیره‌های طولانی تر از دیول‌ها تمایل دارد که به پلی یورتان انعطاف پذیری بیشتری می بخشد. علاوه براین، ایزوسیانات‌های مورد استفاده و اکستندر زنجیره چقرمگی مواد را کنترل می کنند. از آنجا که ایزوسیانات‌ها اغلب زنجیره‌های نسبتا کوتاهی دارند، راحت تر متبلور شده و در بسته بندی‌های محکم که بسیار سفت و غیرانعطاف پذیر هستند استفاده می‌شوند. همچنین از آنجا که پلی یورتان مواد سخت و نرم را با هم ترکیب می کند، فوق العاده سازگار بوده و دارای برنامه های کاربردی متعددی است.

نتیجه گیری

ازنظر عملکرد و سازگاری، پلی یورتان درحال حاضر ممکن است در زمره بهترین موادی باشد که تا به حال با آن مواجه شده ایم. به ویژه اینکه عایق‌های پلی یورتان آب پایه (WDPUs) به دلیل خواص منحصر به فرد ازجمله ثبات خوب در دمای پایین، انعطاف پذیری عالی، مقاومت بالا در برابر تغییرات آب و هوایی، پایداری پ هاش، مقاومت عالی در برابر حلال، خواص شیمیایی و مکانیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. پراکندگی در پلی یورتان‌های آب پایه (WDPUs) اغلب در مواد عایق مانند منسوجات، محصولات چرم، مبلمان، چسب کفش و جوهرهای چاپ استفاده می‌شوند. از انواع دیول‌ها و دی ایزوسیانات‌ها به عنوان پایه برای سنتز پلی یورتان استفاده می‌شود. اصلاح پلی یورتان مزیت اصلی است که فرایند تکمیل منسوجات که به عنوان عوامل تکمیل نساجی برای بهبود کیفیت، دوام و البسه قابل تنفس روکش شده و قابلیت تکمیل ضد لکۀ الیاف را فراهم می‌کند.