Lista över polyuretanapplikationer
Polyuretanprodukter har många användningsområden. Över tre fjärdedelar av den globala konsumtionen av polyuretanprodukter är i form av skum, med flexibla och styva typer som är ungefär lika stora i marknadsstorlek. I båda fallen ligger skummet vanligtvis bakom andra material: flexibla skum ligger bakom möbeltyger i kommersiella och inhemska möbler; styva skum är mellan metall- eller plastväggar/plåtar i de flesta kylar och frysar, eller andra ytmaterial när det gäller värmeisolering paneler inom byggsektorn. Dess användning i plagg växer: till exempel i foder av bysthållares koppar. Polyuretan används också för lister som inkluderar dörrkarmar, pelare, balustrar, fönsterrutor, frontoner, medaljonger och rosetter.
Polyuretanformuleringar täcker ett extremt brett spektrum av styvhet, hårdhet och densiteter. Dessa material inkluderar:
- Lågdensitet flexibelt skum som används i klädsel , sängkläder, bil- och lastbilssäten och nya oorganiska växtsubstrat för tak- eller väggträdgårdar
- Elaster med låg densitet som används i skor
- Hård solid plast som används som elektroniska instrumentramar och strukturella delar
- Flexibel plast som används som remmar och band
- Gjutna och formsprutade komponenter för olika marknader – dvs lantbruk, militär, fordon, industri, etc.
Polyuretanskum används i stor utsträckning i flexibla skumsäten med hög elasticitet, isoleringspaneler av styvt skum, mikrocellulära skumtätningar och packningar , hållbara elastomera hjul och däck, bussningar för fordonsupphängning, elektriska ingjutningsblandningar, tätningar, packningar, mattunderlag och hårdplastdelar (som t.ex. som för elektroniska instrument).
Användning per applikation
Följande tabell visar ett exempel på hur polyuretaner användes i ett land för över ett dussin år sedan (USA-data från 2004):
| Ansökan | Användning (miljoner pund) | Andel av totalt |
|---|---|---|
| Byggnadskonstruktion | 1 459 | 26,8 % |
| Transport | 1 298 | 23,9 % |
| Möbler & sängkläder | 1 127 | 20,6 % |
| Vitvaror | 278 | 5,1 % |
| Förpackning | 251 | 4,6 % |
| Textilier, fibrer och kläder | 181 | 3,3 % |
| Maskiner & gjuteri | 178 | 3,3 % |
| Elektronik | 75 | 1,4 % |
| Skodon | 39 | 0,7 % |
| Andra användningsområden | 558 | 10,2 % |
| Total | 5,444 | 100,0 % |
Rengöringsprodukter
.jpg)
Polyuretanskum används för att göra många köks- och badrumssvampar .
möbel
Flexibelt polyuretanskum med öppna celler (FPF) tillverkas genom att blanda polyoler , diisocyanater , katalysatorer, hjälpjäsmedel och andra tillsatser och låta det resulterande skummet stiga fritt. De flesta FPF tillverkas med hjälp av kontinuerlig bearbetningsteknik och kan också tillverkas i partier där relativt små block av skum tillverkas i formar med öppen topp, lådor eller andra lämpliga höljen. Skummet skärs sedan till önskad form och storlek för användning i en mängd olika möbler och inredningstillämpningar.
Tillämpningar för flexibelt polyuretanskum inkluderar stoppade möbelkuddar , bilsätesdynor och inredningsdetaljer, mattkuddar och madrassstoppning och madrasskärnor med solid kärna.
Flexibelt polyuretanskum är en återvinningsbar produkt.
Bilsäten
Flexibla och halvflexibla polyuretanskum används i stor utsträckning för interiörkomponenter i bilar , i säten, nackstöd, armstöd, takfoder, instrumentbrädor och instrumentpaneler.
Polyuretaner används för att tillverka bilsäten på ett anmärkningsvärt sätt. Stolstillverkaren har en form för varje sittmodell. Formen är en stängbar "clamshell" typ av struktur som kommer att möjliggöra snabb gjutning av sittdynan, så kallat formgjutet flexibelt skum, som sedan stoppas efter att ha tagits bort från formen.
Det är möjligt att kombinera dessa två steg, så kallad in-situ , skum-i-tyg eller direktformning. En komplett, färdigmonterad sitsöverdrag placeras i formen och hålls på plats genom att vakuum dras genom små hål i formen. Ibland används en tunn böjlig plastfilm på tyget för att hjälpa vakuumet att fungera mer effektivt. Metallsätesramen placeras i formen och formen stängs. Vid denna tidpunkt innehåller formen vad som skulle kunna visualiseras som ett "ihåligt säte", ett sitstyg som hålls i korrekt läge av vakuumet och innehåller ett utrymme med metallramen på plats.
Polyuretankemikalier injiceras med ett blandningshuvud i formhålan. Därefter hålls formen vid en förinställd reaktionstemperatur tills den kemiska blandningen har skummat, fyllt formen och bildat ett stabilt mjukt skum. Tiden som krävs är två till tre minuter, beroende på sitsens storlek och den exakta formuleringen och driftsförhållandena. Sedan öppnas formen vanligtvis något i en minut eller två för ytterligare en härdningstid, innan det helt stoppade sätet tas bort.
Hus, skulpturer och dekorationer
Väggarna och taket (inte bara isoleringen) i det futuristiska Xanadu House i Florida, USA, byggdes av polyuretanskum. Kupolformade tak och andra udda former är lättare att göra med skum än med trä. Skum användes för att bygga konstigt formade byggnader, statyer och dekorationer i Seuss Landing-delen av nöjesparken Islands of Adventure (USA). Tillverkare av styvt skum säljer skum som ersätter trä i industrier för snidade skyltar och 3D-topografi. PU-skum används också som värmeisolator i många hus.
Polyuretanharts används som ett estetiskt golvmaterial. Eftersom den är sömlös och vattentålig, ökar den i intresse för användning i (moderna) interiörer, särskilt i Västeuropa.
Polyuretan används som isolator i husbyggen (gult skikt).
Polyuretanskum som väggisolering
Xanadu House med polyuretanskum väggar och tak
Polyuretanskum som används som isolering av hålrum på en restaurang nära Philadelphia , inte i direkt solljus, uppvisar krympning vid bindningsgränssnittet.
Flamtest. Topp, obehandlat polyuretanskum brinner kraftigt. Botten, med brandskyddsmedel.
.jpg)
Fyllning av utrymmen och hålrum
Två binära vätskor , varav en är en polyuretan (antingen T6 eller 16), expanderar när de blandas och luftas till en hård, rymdfyllande aerosolid.
Byggtätningsmedel och brandsläckning
Godkända polyuretanfogmassor (som skiljer sig från skum) finns i en-, två- och tredelade system och i patroner, hinkar eller fat. Polyuretan tätningsmedel (som EZ-Poly ) används för att fylla luckor och förhindrar därigenom luft- och vattenläckage. De används också i kombination med oorganisk isolering , såsom stenull eller keramiska fibrer, för brandsläckning . Brandspärrar kan hindra rök och slangströmspassage . Browns Ferry kärnkraftverk använde brandfarligt polyuretanskum som brandstopp, som av misstag antändes och orsakade en stor brand.
Vattenkärl
Uppblåsbara båtar
Vissa flotttillverkare använder uretan för konstruktion av uppblåsbara båtar. AIRE använder uretanmembranmaterial som en lufthållande blåsa inuti ett PVC-skal, medan SOTAR använder uretanmembranmaterial som beläggning på vissa båtar. Maravia använder ett flytande uretanmaterial som är spraybelagt över PVC för att förbättra lufthållningen och öka nötningsbeständigheten.
Surfbrädor
Vissa surfbrädor är gjorda med en styv polyuretankärna. Ett styvt skumämne formas, formas enligt specifikation och täcks sedan med glasfibertyg och polyesterharts.
Båtar med styvt skrov
Vissa båtskrov har en kärna av styv polyuretanskum inklämd mellan glasfiberskinn. Skummet ger styrka, flytkraft och ljuddämpande.
Båtdäck och marina ytor utomhus
Vissa båtdäck inklusive US Navy och pakistanska fiskefartyg använder specialiserade polyuretan tätningsmedel för att skydda mot konstant fukt och hårda oceaniska element. Som ett exempel använder Durabak-M26 en anpassad enkomponent polyuretan för att förhindra vattenläckage till oönskade områden.
Vattentankar
Vissa vattentankar är isolerade med polyuretankemikalier (polyol och isocyanater) för att hålla vattnets temperatur under långa perioder.
Smidig plast
Tennis grepp
Polyuretan har använts för att göra flera Tennis Overgrips som Yonex Super Grap, Wilson Pro Overgrip och många andra grepp. Dessa grepp är mycket töjbara för att säkerställa att greppet lindas snyggt runt rackettens handtag.
Klockbandslindning
Polyuretan används som svart omslag för klockarmband över huvudmaterialet som vanligtvis är rostfritt stål. Den används för komfort, stil och hållbarhet.
Textilier
En tunn film av polyuretanfinish läggs till en polyesterväv för att skapa polyuretanlaminat (PUL), som används för sina vatten- och vindtäta egenskaper i ytterkläder, blöjor, duschdraperier och så vidare. PU används i vissa banbrytande baddräkter för att ge flytkraft för tävlingssimmare. Det finns begränsningar eftersom flytkraften förbättrar simprestationen. [ citat behövs ]
En ännu mer populär användning av polyuretan i textilier är i form av spandex , även känd som elastan eller under DuPonts varumärke Lycra. Polyuretanfibrer i form av spandex kan sträcka sig upp till 600% och fortfarande återgå till sin ursprungliga form . Spandex är spunnet med andra fibrer, såsom bomull, nylon eller polyester, för att skapa töjbara fibrer som är nödvändiga för kläder för både sport och mode.
Lack
Polyuretanmaterial formuleras vanligtvis som färger och lacker för ytbeläggningar för att skydda eller täta trä. Denna användning resulterar i en hård, nötningsbeständig och hållbar beläggning som är populär för trägolv , men som av vissa anses vara svår eller olämplig för efterbehandling av möbler eller andra detaljerade detaljer. I förhållande till olje- eller schellacklack bildar polyuretanlack en hårdare film som tenderar att delamineras om den utsätts för värme eller stötar, spricker filmen och lämnar vita fläckar. Denna tendens ökar när den appliceras över mjukare träslag som tall . Detta beror också delvis på polyuretans mindre penetration i träet. Olika grundningstekniker används för att övervinna detta problem, inklusive användningen av vissa oljelacker, specificerad "avvaxad" schellack , klar penetrerande epoxi eller "oljemodifierad" polyuretan som är designad för ändamålet. Polyuretanlack kan också sakna den "handgnuggade" lystern hos torkande oljor som linfrö eller tungolja ; däremot är den kapabel till en mycket snabbare och högre "uppbyggnad" av film, och åstadkommer i två skikt vad som kan kräva många appliceringar av olja. Polyuretan kan också appliceras över en rak oljefinish, men på grund av den relativt långsamma härdningstiden för oljor, närvaron av flyktiga biprodukter från härdningen och behovet av långvarig exponering av oljan för syre, måste man se till att oljorna är tillräckligt härdad för att ta emot polyuretanen.
Till skillnad från torkande oljor och alkyder som härdar , efter avdunstning av lösningsmedlet, vid reaktion med syre från luften, härdar polyuretanbeläggningar efter avdunstning av lösningsmedlet genom en mängd olika reaktioner av kemikalier i den ursprungliga blandningen, eller genom reaktion med fukt från luften. Vissa produkter är "hybrider" och kombinerar olika aspekter av deras moderkomponenter. "Oljemodifierade" polyuretaner, vare sig de är vattenburna eller lösningsmedelsburna, är för närvarande de mest använda trägolvytorna.
Exteriör användning av polyuretanlack kan vara problematisk på grund av dess känslighet för försämring genom exponering för ultraviolett (UV) ljus. Alla klara eller genomskinliga lacker, och faktiskt alla film - polymerbeläggningar (dvs. färg , bets , epoxi , syntetisk plast , etc.) är känsliga för denna skada i varierande grad. Pigment i färger och fläckar skyddar mot UV-skador, medan UV-absorbenter tillsätts i polyuretan och andra lacker (särskilt " spar " " lack) för att motverka UV-skador. Polyuretaner är vanligtvis de mest motståndskraftiga mot vattenexponering, hög luftfuktighet, extrema temperaturer och svamp eller mögel, vilket också negativt påverkar lackens och färgens prestanda.
Hjul
Polyuretan används också vid tillverkning av solida däck och hjul . Industriella applikationer inkluderar gaffeltruckar och lasthjul, livsmedels- och industrivagnar och berg-och-dalbana. Moderna rullskridskor och skateboardåkning blev ekonomiskt först med introduktionen av tuffa, nötningsbeständiga polyuretandelar, som hjälpte till att inleda populariteten för vad som en gång varit en obskyr 1960-talsdille. Hållbarheten hos polyuretanhjul möjliggjorde en rad tricks och stunts som utfördes på skateboards att expandera avsevärt. Polyuretan används också för att tillverka små utrustningsdäck inom gräsmatta- och trädgårdsindustrin för skottkärror, handbilar, gräsklippare, vagnar, etc. De ger studs och känsla av ett luftfyllt däck utan att de punkterar. De väger ungefär lika mycket som luftfyllda däck också, trots att de är solid polyuretan hela vägen igenom. Andra konstruktioner har utvecklats för pneumatiska däck, och mikrocellulära skumvarianter används flitigt i däck på rullstolar, cyklar och andra användningsområden. Dessa senare skumtyper förekommer också i stor utsträckning i bilrattar och andra interiöra och exteriöra fordonsdelar, inklusive stötfångare och fendrar.
Bildelar
Användningen av polyuretan har ökat under de senaste tjugo åren inom bilindustrin. Den används för att ersätta traditionella gummibussningar som är kända för att gå sönder eller slitas ut på vägytor som är utsatta för stora mängder salt och kemiskt skräp.
Att använda polyuretanbussningar kan ha många fördelar som att bibehålla rätt inriktning av hjul, camber och tå och därigenom öka den övergripande kontrollen och hanteringen. Det ökar också livslängden, ger mer motståndskraft mot slitage och är mindre genomträngligt för olja och liknande vägföroreningar.
Polyuretan (PU) är populärt vid tillverkningen av några av de högsta kvalitativa aerodynamiska komponenterna/kroppssatserna ( kroppssatser ) för olika bilar (bil, lastbil och SUV) på marknaden. Dessa komponenter inkluderar stötfångare , sidokjolar, rulltråg och torkarkåpor. Polyuretan tillåter produktion av hållbara komponenter till skillnad från konventionella glasfiber (FRP) som lätt kan gå sönder vid stötar. Polyuretan är mycket flexibel och därför mer motståndskraftig mot skador. Inklusive hållbarhet uppvisar dessa kroppssatser, när de tillverkas av en ansedd tillverkare, mindre brister, är lätta att installera och underhålla och är prisvärda.
När glasfiberkroppssatser börjar visa sprickor, nagg från vanligt slitage, har en vältillverkad polyuretankomponent liknande hållbarhet som en fabriksinstallerad stötfångare. Som nämnts ovan, när de tillverkas av en välrenommerad tillverkare, tenderar det att ha mindre pinholes och gjutningsfel. Flexibiliteten hos polyuretan gör dem lätta att arbeta med. Installation kan genomföras individuellt som ett "gör-det-själv"-projekt. Underhållet är extremt enkelt. När det gäller prissättning kan det variera beroende på tillverkare men hålls inom ett överkomligt sortiment. Hur bra det än låter, polyuretankroppssatser har också sina undergångar. Glasfiber- eller kolfiberkomponenter är lättare i vikt än de flesta polyuretansatser. Polyuretan är återigen flexibelt men mer material och tjocklek behövs oftast för att hålla tillräcklig styvhet för väganvändning. För förare som söker hastighet för sitt fordon med högre prestanda kan detta bli ett problem. Dessutom, till skillnad från glasfiber, kan polyuretan inte lappas eller repareras. Även om det är mycket svårare att skada, måste hela komponenten tas bort och bytas ut om skadan inträffade. Det finns olika alternativ när du köper polyuretansatser.
Elektroniska komponenter
Ofta skyddas elektroniska komponenter från miljöpåverkan och mekaniska stötar genom att innesluta dem i polyuretan. Vanligtvis väljs polyuretaner för utmärkt nötningsbeständighet, goda elektriska egenskaper, utmärkt vidhäftning, slaghållfasthet och flexibilitet vid låg temperatur. Nackdelen med polyuretaner är den begränsade övre driftstemperaturen (vanligtvis 250 °F (121 °C)). I produktionen skulle den elektroniska tillverkningen köpa en tvådelad uretan (harts och katalysator) som skulle blandas och hällas på kretsenheten (se Resin dispensering ). I de flesta fall skulle den slutliga kretskortsenheten inte kunna repareras efter att uretanet har härdat. På grund av dess fysiska egenskaper och låga kostnader är polyuretankapsling (inkapsling) ett populärt alternativ inom biltillverkningssektorn för bilkretsar och sensorer.
Lim
Polyuretan kan användas som lim , speciellt som träbearbetningslim . Dess främsta fördel jämfört med mer traditionella trälim är dess vattenbeständighet. Den introducerades på den allmänna nordamerikanska marknaden på 1990-talet som Gorilla Glue och Excel , men hade varit tillgänglig i Europa mycket tidigare. Polyuretan är grunden för vissa konstruktionslim i ett tätningsrörformat .
På vägen mot ett nytt och bättre lim för bokbindare introducerades ett nytt limsystem för första gången 1985. Basen för detta system är polyeter eller polyester, medan polyuretan (PUR) används som prepolymer. Dess speciella egenskaper är koagulering vid rumstemperatur och motståndskraft mot fukt. [ citat behövs ]
Första generationen (1988)
- Låg startstabilitet
- Hög viskositet
- Härdningstid >3 dagar
Andra generationen (1996)
- Låg startstabilitet
- Hög viskositet
- Härdningstid <3 dagar
Tredje generationen (2000)
- Bra startstabilitet
- Låg viskositet
- Härdningstid mellan 6 och 16 timmar
Fjärde generationen (nuvarande)
- Bra startstabilitet
- Mycket låg viskositet
- Härdning uppnåddes inom några sekunder på grund av system med dubbla kärnor
Fördelar med polyuretanlim i bokbinderibranschen:
- PUR är bättre än smältlim eller kalllim för de flesta applikationer. På grund av bristen på fukt i limmet kan papper med motsatt kornriktning limmas utan problem. Även tryckt och superkalandrerat papper kan bindas utan problem. Det är det mest ekonomiska limmet, med en teoretisk appliceringstjocklek på 0,01 mm. Vid faktisk användning är det dock inte praktiskt att applicera mindre än 0,03 mm.
- PUR-lim är väderbeständigt och stabilt vid temperaturer från −40 °C (−40 °F) till 100 °C (212 °F).
Nötningsbeständighet
Termohärdande polyuretaner används också som en skyddande beläggning mot nötning. Gjut polyuretan över material som stål kommer att absorbera partikelpåverkan mer effektivt. Polyuretaner har visat sig hålla i över 25 år i abrasiva miljöer där obelagt stål skulle eroderas på mindre än 8 år. Polyuretaner används i industrier som:
- Gruvdrift och mineralförädling
- Aggregat
- Transport
- Betong
- Pappersbehandling
- Kraft
- Tillverkning av gummibåtar
Polyuretan används också i betongkonstruktionsindustrin för att skapa formliners . Polyuretanformliners fungerar som en form för betong och skapar en mängd olika texturer och konst.
Fastbränsleraketer
Polyuretan används tillsammans med ammoniumperklorat som fast bränsle i de ubåtsuppskjutna Polaris-missilerna .
Skyddsvästar
Polyuretan-urea elastomerer har undersökts av forskare från US Army Research Laboratory och Massachusetts Institute of Technology för potentiellt material för hjälmar, ansiktsskydd och ballistiska västar för soldater.
Oorganiska växtsubstrat
Plåt och flingade semi-öppna cell hydrofila polyuretanskum har funnits i takträdgårdar och vertikala gröna väggar med kommersiella produkter som nu dyker upp på marknaden. Polyuretanskumsubstrat med halvöppna celler har mycket lägre densitet och mycket större vattenhållande kapacitet än jordsubstrat. Den halvöppna cellstrukturen underlättar den nödvändiga växtrotfästet för trädgårdar med vertikala väggar. Viktminskningar minskar kraven på byggnads-/väggstödstrukturer, medan ökad vattenhållande kapacitet minskar växternas vattningsbehov.
Betonghöjning
Polymerer med slutna celler har använts för att höja och stödja betongvägar och brovägar sedan 1989. Ursprungligen utvecklad i Europa och patenterad av Uretek , används denna metod för betongavjämning nu flitigt i bostäder, kommersiella och kommunala tillämpningar. Vanliga applikationer inkluderar reparation av fasta trottoarer, uppfarter, uteplatser och garagegolv.