بسته به واکنش‌دهنده‌ها (به خصوص پلی‌ال‌ها) و نحوهٔ ترکیبات آنها با یکدیگر، پلی‌یورتان خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهد که منجر به کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت‌های مختلف شده است. بنابراین اگر می‌خواهید در مورد کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت، خواص پلی اورتان، انواع آن و نحوه تولید پلی اورتان بیشتر بدانید، پیشنهاد می‌شود تا انتهای این مطلب، با ماشین سازی متین همراه باشید.
گرانول پلی اورتان چیست؟
پلی اورتان که با نام‌های اختصاری PUR و PU نیز شناخته می‌شود، یک نوع پلیمر است که با ترکیب واحدهای آلی با کاربامات (اورتان) ساخته می‌شود. این مواد بسیار متنوع و قابل تطبیق هستند. به همین دلیل، کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت، بسیار گسترده است و این گرانول‌ها در تولید بسیاری از وسایل و محصولات صنعتی استفاده می‌شوند. بیش از سه چهارم مصرف جهانی محصولات پلی اورتان به صورت فوم‌هایی است که در انواع مختلفی از نظر انعطاف‌پذیری، سختی و سفتی در دسترس هستند.
پلی اورتان ها به دلیل ساختار خاص و متفاوتی که از سایر پلاستیک‌ها دارند، موادی بسیار کارآمد در زندگی انسان‌ها هستند. این مواد توسط یک واکنش گرمازا بین الکل‌هایی با دو یا چند گروه فعال هیدروکسیل (-OH) در هر مولکول و ایزوسیانات‌هایی که بیش از یک گروه فعال ایزوسیانات (-NCO) در هر مولکول دارند، ساخته می‌شوند. به این واکنش پیوند اورتان گفته می‌شود که یک بخش اصلی از مولکول پلی اورتان است.
خواص پلی اورتان و دلایل گستردگی کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت
- به انواع سطوح به خوبی می‌چسبد؛
- الاستیسیته و انعطاف‌پذیری عالی؛
- فشردگی مناسبی دارد؛
- دارای تأییدیه بهداشتی برای تماس با آب آشامیدنی و غیر سمی است؛
- مقاومت بالا در برابر مواد خورنده؛
- هزینه کم؛
- وزن سبک؛
- حمل و نقل راحت و امکان حمل تجهیزات ساختمانی؛
- جذب رطوبت کمی دارد و ترمیم‌پذیر است؛
- در طول زمان رنگ را حفظ می‌کند و رنگ، مانع از ترک خوردن آن می‌شود؛
- رنگ پذیری بالایی دارد و قابل نورپردازی است؛
- خیلی راحت و در زمان بسیار کوتاه قابل نصب است؛
- عایق بسیار خوبی است؛
- هنگام سوختن گاز سمی تولید نمی‌کند؛
- با وجود کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت‌های مختلف، دارای قیمت بسیار مناسبی است.
پلی اورتان ترموپلاستیک، بدون نیاز به استفاده از روان‌کننده، بسیار انعطاف‌پذیر است و می‌تواند انعطاف‌پذیری بالای خود را در سختی‌های مختلف حفظ کند. در واقع پلی یورتان ها شکاف بین مواد ضروری را با خلوص متوسط لاستیک و پلاستیک می‌پوشانند. خواص فیزیکی و مکانیکی پلی یورتان ها به آنها اجازه می‌دهد که هم به عنوان لاستیک سخت و هم به عنوان ترموپلاستیک مهندسی نرم، استفاده شوند. پلی اورتان در دماهای پایین انعطاف پذیر است و در برخی از انواع خود، دارای خواص زیست سازگاری، پایداری هیدرولیکی، شفافیت نوری، بازدارندگی کافی در شعله و خواص ضد الکتریسیته ساکن است. مهم‌ترین ویژگی پلی یورتان، خاصیت چسبندگی بسیار بالای آن است.
پلی اورتان پارچه است یا پلاستیک؟
پلی‌اورتان به عنوان یک ماده شیمیایی، به صورت پلیمر (یعنی تشکیل‌شده از یک ساختار مولکولی تکراری) تولید می‌شود. کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت های مختلف، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی مناسبی است که دارد. از جمله محصولاتی که از پلی‌اورتان ساخته می‌شود، پارچه‌ها و بافته‌های مختلفی است که در صنایع مد و پوشاک، مبلمان، ورزشی و صنایع خودروسازی استفاده می‌شود. به دلیل ویژگی‌های خاصی که این ماده دارد، پارچه‌ها و محصولات پلی‌اورتانی مانند کفش‌ها، کیف‌ها و لباس‌ها، به عنوان جایگزینی برای محصولات چرمی در بازار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از طرفی، پلی‌اورتان به دلیل ساختار پلیمری خود، در واقع یک نوع پلاستیک است. اما با این حال، این ماده از خواص متفاوتی نسبت به پلاستیک‌های دیگر برخوردار است. به‌طور کلی، پلاستیک‌ها معمولاً محصولاتی هستند که از پلیمرهای مختلفی ساخته شده‌اند و به دلیل انعطاف‌پذیری و خواص مختلف، در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. از این رو، می‌توان گفت که پلی‌اورتان همچنان به‌عنوان یک نوع پلاستیک شناخته می‌شود. اما باید توجه داشت که این ماده دارای خواص و ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که آن را از سایر پلاستیک‌ها متمایز می‌کند و منجر به استفاده گسترده آن در صنایع مختلف می‌شود.
در نتیجه، می‌توان گفت پلی اورتان هم پارچه است و هم پلاستیک.
انواع گرانول پلی اورتان بر اساس ترکیب شیمیایی
اکنون انواع گرانول پلی اورتان را بر اساس ترکیبات شیمیایی از یکدیگر جدا می‌کنیم و هر کدام را توضیح می‌دهیم.
۱. مونومر (خالص) MDI
مونومر دی ایزوسیانات دی فنیل متاب 4,4′-2,4′-2,2′- به صورت منجمد با خلوص بالا ذخیره می‌شود و در اتاق، به شکل مایع است. کاربردهای اصلی آن شامل تولید الاستومرها، پیش‌پلیمرها، TPU، کفش، چرم مصنوعی، چسب و رنگ است.
۲. مونومر MDI (مایع)
مخلوط دی ایزوسیانات دی فنیل متاب 4,4′-2,4′-2,2′-، مایع است و در دمای اتاق قابل استفاده است. از کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت های مختلف (منظور پلی اورتان مونومر است) شامل چسب، بایندر، زمین‌های ورزشی و کاربردهای CASE اشاره کرد.
۳. TDI 80/20
از مخلوط 80% تولوئن دی ایزوسیانات 2,4 و 20% تولوئن دی ایزوسیانات 2,6 ساخته می‌شود. این مخلوط عمدتاً برای فوم انعطاف‌پذیر و فوم قالب گیری شده، پیش پلیمرها و تولید الاستومر استفاده می‌شود.
۴. TDI 100
تولوئن دی ایزوسیانات با خلوص 99.7٪، در اصل برای پوشش، رنگ و تولید الاستومر کاربرد دارد.
۵. MDI اصلاح شده
4,4′ متیلن دیفنیل دی ایزوسیانات، کربودیامید تغییر یافته، در دمای اتاق مایع است. این ماده اصلی برای پوشش‌دهی کف‌ها با استفاده از PUR، چسب‌ها، تولید پیش‌پلیمر، کاربردهای CASE، برنامه‌های RIM و الاستومرها استفاده می‌شود.
۶. MDI پلیمری
الیگومر حاوی دی ایزوسیانات 4،4′- دی فنیل متان با عملکرد بالا و ایزومر بدون حلال، دارای عملکرد متوسط 2.7 است. این محصول عمدتاً برای استفاده در فوم‌های سفت و سخت، عایق‌های لوله، تخته‌های عایق، کاربردهای CASE، تقلید چوب PUR و چسب‌های مبتنی بر PUR مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دسته‌بندی بر اساس کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت
همانطور که گفته شد، پلی یورتان ها از واکنش پلی آل‌ها (الکل‌هایی با بیش از دو گروه هیدروکسیل فعال در هر مولکول) با پلیمرهای دی ایزوسیانات یا ایزوسیانات در حضور کاتالیزورها و مواد افزودنی مناسب ساخته می‌شوند. طیف گسترده‌ای از دی ایزوسیانات ها و پلی آل‌ها را می‌توان برای تولید پلی یورتان استفاده کرد، بنابراین می‌توان انواع مختلفی از مواد را برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص تولید کرد. در زیر انواع کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت را برای شما معرفی خواهیم کرد.
۱. فوم پلی اورتان سخت
فوم‌های سخت پلی اورتان و پلی ایزوسیانورات (پلی ایزو) از محبوب‌ترین، مقرون‌به‌صرفه‌ترین و همه کاره‌ترین عایق‌ها در جهان هستند. این فوم‌ها می‌توانند هزینه‌های انرژی را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهند و در عین حال فضاهای تجاری و مسکونی را کارآمدتر و راحت‌تر کنند.
بر اساس گزارش وزارت انرژی ایالات متحده، گرمایش و سرمایش حدود 56 درصد از مصرف انرژی در یک خانه معمولی را به خود اختصاص می‌دهد و آنها را به بزرگ‌ترین هزینه‌های انرژی مسکونی تبدیل می‌کند. از فوم‌های سخت پلی اورتان برای حفظ دما و کاهش سطح سر و صدا در خانه‌ها و مؤسسات تجاری استفاده می‌شود. این فوم‌ها مواد عایق موثری هستند که می‌توانند برای عایق کاری سقف‌ها و دیوارها، پنجره‌ها، درها و حتی به عنوان درزگیر استفاده شوند.
۲. فوم پلی اورتان انعطاف پذیر
فوم انعطاف پذیر پلی اورتان یک ماده بسیار محبوب در صنایع مختلف است. این فوم به دلیل انعطاف‌پذیری و خواص عایقی و سبکی که دارد، به عنوان یک ماده محبوب برای استفاده در تولید محصولات مختلف در صنایعی مانند خودروسازی، مبلمان و ورزشی شناخته شده است. از ویژگی‌های بارز این فوم می‌توان به انعطاف پذیری و مقاومت در برابر فشار و کشش، عایق بودن در برابر حرارت و صدا، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی اشاره کرد.
به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی از این فوم برای تولید صندلی‌ها و قطعات داخلی خودروها استفاده می‌شود و در صنعت مبلمان برای تولید مبل و صندلی کاربرد زیادی دارد.
۳. چسب، درزگیرها و الاستومر پلی اورتان
استفاده از پلی یورتان در پوشش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها (CASE) کاربردها و مزایای بسیاری را ارائه می‌دهد. پوشش پلی اورتان ظاهر محصول را بهبود می‌بخشد و عمر آن را افزایش می‌دهد. چسب‌های پلی اورتان می‌توانند مزایای اتصال قوی‌تری داشته باشند، در حالی که درزگیرهای پلی اورتان مهر و موم‌های قوی‌تری دارند. الاستومرهای پلی اورتان تقریباً به هر شکلی قابل قالب گیری هستند، سبک‌تر از فلز هستند، در برابر تنش بسیار خوب عمل می‌کنند و در برابر بسیاری از عوامل محیطی مقاوم هستند.
۴. پلی اورتان ترموپلاستیک
TPU یا پلی اورتان ترموپلاستیک انواع مختلفی از خواص فیزیکی و کاربردی را ارائه می‌دهد. این ترکیبات، بسیار انعطاف پذیر و مقاوم در برابر سایش، ضربه و آب و هوا هستند. این مواد می‌توانند به انواع مختلفی از روش‌های ساخت تنظیم شوند و استفاده از آنها می‌تواند دوام و عمر محصولات را افزایش دهد.
TPU یک الاستومر ترموپلاستیک است. مانند سایر الاستومرهای ترموپلاستیک، TPU الاستیک و قابل فرآیندگری با ذوب‌شدن است. به علاوه، می‌توان این ماده را با استفاده از تجهیزات اکستروژن، تزریقی، ضربه‌ای و فشرده‌سازی پردازش کرد و برای انواع مختلفی از روش‌های ساخت گزینه مناسبی است. TPU توانایی فراهم کردن تعداد قابل توجهی از ترکیبات فیزیکی را دارد و آنها را به ماده‌ای بسیار انعطاف‌پذیر تبدیل می‌کند که با ده‌ها کاربرد مانند ساخت و ساز، خودرو و کفش سازگار است.
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت های مختلف
اکنون وقت آن است که به بیان کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت های مختلف بپردازیم.
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت خودروسازی
گرانول پلی اورتان یکی از مواد پلیمری است که در صنعت خودروسازی کاربردهای فراوانی دارد. پلی اورتان به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، به عنوان یک ماده سازگار با خودروها شناخته شده است. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش، ضربه و شکستگی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی مختلف، به صورت گسترده در قطعات خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در صنعت خودروسازی، گرانول پلی اورتان به عنوان جزءهای مختلفی از جمله بوشینگ‌ها، صندلی خودرو، چسب‌ها و درزگیرها، عایق صدا، تزئینات داخلی و خارجی، ضربه گیرها، سیستم تعلیق و لاستیک‌ها استفاده می‌شود. این ماده به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا، به ارتقاء کارایی، کاهش وزن و افزایش سرعت خودروها کمک می‌کند.
همچنین، گرانول پلی اورتان به دلیل مقاومت خود در برابر شرایط محیطی مختلف مانند حرارت، رطوبت و شدت نور، در برابر خوردگی و خستگی مواد، از طول عمر بیشتری برخوردار است و این امر باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات خودروها می‌شود.
به طور کلی، کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت خودروسازی برای بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و ایجاد خودروهای مقاوم‌تر و با کیفیت‌تر است.
کاربرد گرانول پلی اورتان درصنعت کشتی سازی
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت کشتی سازی به دلیل خواص فیزیکی مناسب آن و مقاومت در برابر سایش و ضربه است. در صنعت کشتی‌سازی از این ماده به عنوان یک جزء اصلی در ساخت قطعات مختلف کشتی‌ها استفاده می‌شود.
از جمله کاربردهای پلی اورتان در این صنعت می‌توان به ساخت قطعات ضد سایش، انواع پوشش‌ها، ضدلغزش و عایق‌ها اشاره کرد. همچنین، این ماده به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر فشار و شوری آب، برای ساخت اجزای سطحی کشتی‌ها نیز استفاده می‌شود.
به طور کلی، استفاده از پلی اورتان در صنعت کشتی‌سازی باعث افزایش عمر مفید و کارایی این وسایل نقلیه دریایی می‌شود.
برای سفارش انواع دستگاه اکسترودر از ماشین سازی متین و دریافت مشاوره با ما تماس بگیرید.
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت مبلمان
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت مبلمان بسیار گسترده است؛ زیرا پلی اورتان یک ماده بسیار محبوب و چند منظوره است. این ماده باعث می‌شود مبلمان ها سبک‌تر، مقاوم‌تر و با دوام تر باشند.
همچنین، پلی اورتان را می‌توان به راحتی فرم‌دهی کرد و آن را به شکل‌های مختلفی درآورد. بنابراین می‌توان در صنعت مبلمان، روی آن طرح‌های بسیاری را پیاده‌سازی کرد؛ از جمله طراحی‌های منحصر به فرد و مدرن.
این ماده می‌تواند به راحتی رنگ آمیزی شود و قابلیت پوشش دادن به آن هم وجود دارد. همچنین، پلی اورتان به خوبی از خود در مقابل خطرات مختلفی مانند خش، ضربه، حرارت و رطوبت محافظت می‌کند.
به طور کلی، این ماده یک گزینه عالی برای صنعت مبلمان است و امروزه بسیاری از تولیدکنندگان از آن استفاده می‌کنند.
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت معماری و دیزاین
از این ماده در طراحی و ساخت سازه‌ها و محصولات مختلف مانند مبلمان، دکوراسیون داخلی، پنل‌های دیواری و کفپوش‌ها استفاده می‌شود. از دیگر مزایای استفاده از پلی اورتان در صنعت معماری و دیزاین می‌توان به مقاومت بالا، ضد آب بودن، توان حفظ شکل اولیه و مقاومت در برابر حرارت و سایش اشاره کرد.
این ماده همچنین قابلیت تولید در انواع رنگ‌ها را دارد، که به طراحان و معماران امکان می‌دهد تا طرح‌های خلاقانه‌تری را به واقعیت پیوند زنند.
به علاوه، پلی اورتان جایگزین مناسبی برای مواد سنتی مانند چوب یا فلز است و باعث می‌شود که منابع طبیعی حفظ شوند و در حفظ محیط زیست نقش مهمی ایفا می‌کند.
کاربرد گرانول پلی اورتان در صنعت ورزشی
از این ماده برای ساخت تجهیزات ورزشی مانند کفش‌های ورزشی، توپ، کلاه‌های محافظتی و زانوبند استفاده می‌شود. علاوه بر این، پلی اورتان به عنوان یک جایگزین مناسب برای چرم در تولید محصولات ورزشی نیز شناخته می‌شود. با توجه به اینکه این ماده خاصیت ضد آب دارد، بسیاری از تجهیزات ورزشی که از پلی اورتان ساخته می‌شوند، مقاومت بالایی در برابر آب و رطوبت دارند. به علاوه، پلی اورتان قابلیت انجام بازیافت پلاستیک را دارد و از این جهت به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند.
روش تولید گرانول پلی اورتان
فرآیند تولید اغلب شامل سه مرحله اصلی است: پیش از پلیمریزاسیون، پلیمریزاسیون و پس از پلیمریزاسیون.
در مرحله پیش از پلیمریزاسیون، یک دی ایزوسیانات با یک پلی آل واکنش می‌دهد تا یک پیش پلیمر تولید شود. سپس این پیش پلیمر ذخیره می‌شود تا زمانی که برای استفاده در مرحله پلیمریزاسیون آماده شود.
در مرحله پلیمریزاسیون، پیش پلیمر با گسترش‌دهنده زنجیره و کاتالیزور واکنش می‌دهد. گسترش‌دهنده زنجیره معمولاً یک مولکول زنجیره کوتاه مانند دیامین یا دیول است که با پیش پلیمر واکنش می‌دهد و پلیمر با زنجیره بلندتر را تشکیل می‌دهد.
کاتالیزورها نیز برای سرعت بخشیدن به واکنش‌ها و کنترل خواص استفاده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
جمع بندی
این نوع از مواد پلیمری می‌تواند به اشکال مختلفی مانند فوم‌های سفت و سخت، فوم‌های انعطاف‌پذیر، الاستومرها، پوشش‌ها، چسب‌ها و درزگیرها تولید شود. خواص آن با تنظیم ترکیب شیمیایی و پارامترهای پردازش قابل تنظیم است تا عملکردهای خاص مورد نیاز را ارائه دهد و نیازهای خاص را برآورده سازد.
یکی از مزایای کلیدی آن تطبیق‌پذیری است و می‌تواند در زمینه‌های مختلفی از جمله ساخت‌وساز، خودروسازی، مبلمان، کفش، لوازم ورزشی، معماری، دیزاین و الکترونیک استفاده شود.
پلی اورتان به دلیل دوام، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر سایش، مواد شیمیایی و رطوبت بالا کاملاً شناخته شده است. از این رو به دلیل داشتن عایق مناسب حرارتی می‌توان از این محصول برای تولید محصولات سبک وزن و دارای استحکام بالا استفاده کرد.
ماشین سازی متین
