PPU: cos’è, caratteristiche e portata della sua applicazione

Il contenuto dell’articolo

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• Materiale PPU
• Produzione
• Tipi di PPU e moduli di rilascio
• specificazioni
• Applicazione
• PPU solo per la decorazione
• Isolamento in schiuma poliuretanica
• Pro e contro di PPU
• Sicurezza
• Come scegliere la schiuma di poliuretano
• Prezzi PPU

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Un gruppo di scienziati tedeschi guidati da Otto Bayer nel 1937 crearono un materiale multifunzionale: schiuma di poliuretano. Può essere flessibile e resistente, ma non teso, o duro e denso, ma fragile quando piegato. La produzione di massa di PPU iniziò negli anni ’60. Da allora, i campioni sono stati migliorati, sono apparse molte varietà del composto. Cos’è la schiuma poliuretanica, com’è?

Materiale PPU

La schiuma di poliuretano è una plastica riempita di gas a base di poliuretani, 85-90% costituita da una fase gassosa inerte. Il materiale è duro, morbido, elastico, per questo è utilizzato in tutte le aree dell’attività umana:

• funge da riempitivo per mobili imbottiti, sedili per auto, giocattoli per bambini, accessori per dormire;
• spugne per lavare piatti, filtri antipolvere, rulli per vernice, schiuma poliuretanica, imballaggi che assorbono gli urti e non solo sono fatti da esso.

Produzione

Materie prime per schiuma poliuretanica – prodotti dell’industria petrolchimica: poliisocianati e polioli. Inoltre, i componenti per la schiuma di poliuretano sono realizzati con oli vegetali: ricino, colza, soia e girasole. I componenti in schiuma biogenica non hanno trovato applicazione nell’industria, poiché richiedono ingenti investimenti finanziari, il loro uso è limitato da una gamma ristretta di compiti specifici.

Tra i prodotti petroliferi (poliolo e poliisocianato), miscelati in determinate proporzioni, si verificano reazioni chimiche. Dopo le prime conversioni, una piccola quantità di acqua viene aggiunta alla miscela di reazione, il biossido di carbonio inizia a essere rilasciato. La reazione provoca una schiuma riempita di CO2. Gli indicatori meccanici e le proprietà del poliuretano, ovvero densità e struttura, determinano la dimensione della catena di microsfere piene di gas, la proporzione dei polimeri di partenza, la presenza di ritardanti di fiamma.

Tipi di PPU e moduli di rilascio

La schiuma di poliuretano è divisa in morbido (densità 5-40 kg / m3) e solido (30-86 kg / m3). Il primo gruppo è in gommapiuma. L’industria chimica produce gommapiuma di diverse densità:

• standard (ST), carico massimo 60-100 kg / cm2;
• duro (HL), 80-120 kg / cm2;
• morbido (HS), 60-120 kg / cm2;
• maggiore rigidità (EL), 60-100 kg / cm2;
• altamente elastico (HR), 100-120 kg / cm2;
• altamente elastico, ignifugo, per usi speciali (CMHR), 100-120 kg / cm2.

La gommapiuma di tutti i tipi, ad eccezione del CMHR, si riferisce a sostanze altamente combustibili secondo GOST 30244. GOST 30402 definisce un composto chimico infiammabile e GOST 12.1.044 come fumo, tossico durante la combustione. Il PPU morbido non viene utilizzato nelle costruzioni. In quest’area viene utilizzata schiuma poliuretanica rigida, una sostanza con ritardanti di fiamma. I rivestimenti termoisolanti sono realizzati con formazioni con una densità di 30-70 kg / cm3 o materie prime spruzzate e i tipi superdensi (70-86 kg / cm3) sono utilizzati per l’impermeabilizzazione di fondazioni, su altre superfici.

L’industria chimica produce materiale in varie forme:

• foglio – duro o morbido, rettangolare, spessore 5-1000 mm;
• arrotolato – morbido, avvolto in bobine di diverse larghezze, lo spessore del materiale è 2-30 mm, può avere un substrato di tessuto o sintetico;
• blocco – blocchi rettangolari di schiuma con una crosta rigida non porosa, che viene completamente o parzialmente rimossa dopo il raffreddamento della miscela espansa;
• acustico – i singoli pannelli con rilievo figurato, si distinguono per un elevato coefficiente di assorbimento acustico;
• contorno: le parti che hanno una forma curva (sedili, schienali, braccioli) vengono eseguite sulla base del disegno;
• briciole – schiuma di poliuretano ad alta densità schiacciata da piastre o gusci, dimensione della frazione – 10-30 mm;
• rivestimento a spruzzo liquido.

specificazioni

Diversi tipi di PUF si differenziano per le caratteristiche tecniche. La schiuma di poliuretano è divisa in due gruppi:

• Cella aperta. È costituito da celle aperte interconnesse. Elastico, con una struttura spugnosa, schiume rapidamente, aumenta di volume. Fornisce un buon isolamento acustico. Instabile, caratterizzato da alti tassi di permeabilità al vapore, assorbimento di umidità. Non raccomandato per l’isolamento esterno. Nella costruzione, viene utilizzata schiuma poliuretanica rigida a celle aperte a densità ultra basse (8-10 kg / m3).
• A celle chiuse. Consiste in un sistema di celle chiuse riempite di gas. La conduttività termica del gas è inferiore a quella dell’aria. Questo rende PPU l’isolante termico più efficace. Il materiale ha un’alta resistenza e una buona densità. È leggero e duro, con bassa permeabilità al vapore, bassa conducibilità termica. La connessione a celle chiuse aderisce saldamente a carta, metallo, legno, gesso, ecc..

La tabella mostra le principali caratteristiche tecniche di due tipi:

Parametri, proprietà	Cella aperta	A celle chiuse
Numero di celle chiuse	Meno del 50%	Più del 92%
Densità	8-20 kg / m3	25-300 kg / m3
Coefficiente di conducibilità termica	0,03-0,04	0,019-0,030
Espansione (aumento della schiuma) rispetto al volume iniziale	100: 1	30: 1
igroscopicità	15-100%	1-3%
Permeabilità al vapore	0,06-0,08	0,02-0,05
Impermeabilizzazione	Non adatto	In forma
Insonorizzazione	alto	Media

Applicazione

Il materiale universale è utilizzato in quasi tutti i settori:

• Automobilistico: riempimento seggiolino auto, isolamento interno del veicolo.
• Ingegneria meccanica: isolante refrigerante in frigoriferi domestici e commerciali, grandi camere refrigerate, apparecchiature di refrigerazione per il trasporto, installazioni mediche.
• Trasporti: isolanti termici delle condotte principali, isolanti delle condotte a bassa temperatura dell’industria chimica.
• Scarpa: produzione di supporto per arco e altri elementi di calzatura.
• Mobili: poliuretani morbidi vengono utilizzati come riempitivo, materiale di imbottitura per mobili imbottiti.
• Leggero: lo stucco PPU viene utilizzato per cucire peluche, materassi, cuscini, manichini.
• Costruzione: pannelli sandwich, isolamento acustico, impermeabilizzazione, materie prime termoisolanti per locali residenziali e industriali, magazzini, garage, hangar. Per chiudere le crepe, viene utilizzato lo spazio tra le parti sciolte, la colla per carpenteria all’uretano..

PPU solo per la decorazione

Il composto chimico è un analogo tecnologico delle molle. È più semplice ed economico produrre, in termini di prestazioni, non è in ritardo e in molti casi supera persino le molle. La schiuma poliuretanica per mobili è disponibile in varie forme:

• Sandwich o blocco. Questo è un “mattone” di grandi dimensioni. Durante il processo di produzione, gli operai della fabbrica di mobili lo tagliano in strati di forme e spessori diversi. Quindi, gli esperti combinano strati duri e morbidi, piegandoli in sedili, schienali.
• Cast. È realizzato in una fabbrica di mobili. Una billetta riccia viene riempita con una miscela liquida, si verifica una reazione chimica e la schiuma di poliuretano si indurisce sotto pressione. Il prodotto finale assume le dimensioni e la forma esatte di un cuscino o di una seduta per divano. Pro – niente scarti, contro – si forma una “crosta” sulla superficie del blocco, che non consente il passaggio dell’aria. Il prezzo dei divani con fusione in PPU è più alto rispetto ai modelli con rivestimento a blocchi.

Per i mobili viene utilizzata schiuma di poliuretano morbido con una densità di 30-40 kg / m3. Più alto è l’indicatore, più rigido e durevole è il prodotto. La schiuma di poliuretano a bassa densità (fino a 25 kg / m3) è adatta per cuscini decorativi. Esistono diverse varietà di materiali con una base in schiuma poliuretanica: lokfoam, vibrofoam, Fomex (USA), moltoprene (Germania), allofoam (Canada). Le loro caratteristiche sono simili al PPU domestico.

Particolarmente degni di nota sono i composti con l’effetto memoria (memoform, memorix). Grazie a speciali additivi, il materiale è altamente elastico. Sa come mantenere la forma di una persona seduta, si adatta perfettamente alle curve del corpo. Quando una persona si alza, il memorix si raddrizza rapidamente. Inizialmente, il poliuretano espanso memory è stato sviluppato per la NASA, ma poi è diventato popolare nell’industria leggera..

Il produttore promette un sonno confortevole, perché Memorix avvolge delicatamente il corpo senza schiacciare i vasi sanguigni. La schiuma poliuretanica altamente flessibile presenta anche degli svantaggi e di quelli significativi. Dopo il disimballaggio, i clienti avvertono un odore tossico che non scompare sempre anche dopo una settimana. Non ci sono dubbi sulla compatibilità ambientale e sulla sicurezza per la salute, perché dopo l’esame nel campione di memorix sono state rilevate tossine che causano allergie, asma, irritazione agli occhi e mal di testa. Gli idrocarburi emettono un odore amaro-dolce, influenzano il sistema nervoso e il sistema immunitario.

Nei paesi occidentali con controlli di sicurezza ambientale avanzati, Memorix non contiene componenti chimici pericolosi. Gli standard sanitari nei paesi della CSI non sono così severi. Alcune persone sono pronte ad acquistare cuscini e materassi Memorix è molto costoso, sopportano un aroma sgradevole, perché dopo il sonno passano il dolore alla schiena e al collo. Ci sono recensioni entusiastiche sul memoriale sulla rete: gli acquirenti di prodotti di qualità sono molto soddisfatti dell’acquisto.

Isolamento in schiuma poliuretanica

Per l’isolamento di strutture di qualsiasi tipo, viene utilizzata una miscela liquida. Si applica a spruzzo. Utilizzando attrezzature speciali, la schiuma di poliuretano viene spruzzata su una parete, una fondazione, un tetto o vari contenitori, che aumenta istantaneamente di volume, riempie cavità e fessure. La composizione si indurisce dopo 5-10 minuti. La “pelliccia” monolitica porosa aderisce saldamente alla superficie, non ha giunture e giunzioni, quindi protegge in modo affidabile da perdite o penetrazione di calore (attuale in estate quando il sistema di aria condizionata funziona).

Il numero di celle chiuse è superiore al 92% e, per i migliori campioni, il 97-98%. La conducibilità termica raggiunge 0,019-0,035 W / m · ° C. Questo indicatore è il più basso tra gli altri riscaldatori: schiuma di polistirene, schiuma di polistirolo, schiuma di polietilene. L’isolamento termico PPU è caratterizzato da una buona resistenza all’umidità. Per ridurre l’igroscopicità, gli additivi vengono introdotti nella composizione. L’olio di ricino riduce l’idrofilia di 4 volte. La schiuma di poliuretano è resistente ai composti chimici di base: insolubile in benzina, gasolio. La durata della “pelliccia” è di 20-30 anni.

Per il riscaldamento, vengono ancora utilizzate parti in schiuma poliuretanica termoisolante preconfezionate: blocchi, pannelli, semicilindri (guscio per tubi), ma perdono per la PPU liquida richiesta. Quest’ultimo si applica non solo alle superfici esposte, ma funge anche da strato intermedio nei pannelli sandwich. La classe di infiammabilità della sostanza è G2 e G3. Il composto non è una fonte attiva di combustione; si spegne immediatamente se il fuoco viene rimosso da esso..

Pro e contro di PPU

Le caratteristiche tecniche determinano i vantaggi della schiuma poliuretanica. Vantaggi del prodotto dell’industria chimica:

• Eccellente adesione – buona adesione ad altri materiali. La forma della superficie e la curvatura non contano. La schiuma di poliuretano non richiede elementi di fissaggio aggiuntivi e un trattamento superficiale speciale.
• Il rivestimento termoisolante non appesantisce le pareti e il sistema di travi, che è particolarmente importante per il tetto, rafforza le superfici, ne impedisce la distruzione, protegge i metalli dalla corrosione.
• Resiste a un ampio intervallo di temperature: da -100 a +150 ° C. Non distrutto dal vento e dalle precipitazioni.
• È caratterizzato da resistenza biologica: la PPU non influenza la muffa, il materiale non è di interesse per i roditori – non praticano fori nel rivestimento termoisolante.
• Come materiale di riempimento per mobili, il materiale presenta anche molti vantaggi. Non accumula polvere, è ipoallergenico, ha una buona traspirabilità, elasticità, ripristina rapidamente la sua forma originale.

Quasi il 70% delle carenze di PPU dipende dalla qualità delle materie prime e dai lavori di installazione, il restante 30% è costituito dalle caratteristiche del materiale stesso. Brevemente sui lati negativi della schiuma di polietilene a densità differenziata:

• L’esposizione alla luce solare è dannosa per la schiuma di isolamento termico. Sotto l’influenza dei raggi UV, la “pelliccia” viene distrutta, quindi deve essere coperta con uno strato di vernice, intonaco o pannelli di rivestimento.
• La spruzzatura in PPU non è adatta a tutte le superfici, ad esempio non utilizzarla su nuove baite in legno. L’umidità non è ancora venuta fuori da loro, e una “pelliccia” intrappola l’acqua all’interno – questo aumenta il rischio di processi putrefattivi.
• Se una persona ha ordinato schiuma di poliuretano troppo a buon mercato, allora con un’alta probabilità il prodotto appartiene alla classe di combustibilità G4. Brucia bene e non è facile spegnerlo.
• Materiale morbido di bassa qualità, che viene utilizzato nell’industria del mobile, si piega rapidamente, si deforma.
• Un PUF eccessivamente morbido non è raccomandato per i bambini – il filler può portare a curvatura della colonna vertebrale.

Sicurezza

Dicono della pulizia ambientale del materiale se durante il versamento del rivestimento isolante termico sono stati utilizzati solo componenti di alta qualità e attrezzature professionali. È altrettanto importante che l’abile artigiano esegua la spruzzatura: il modo in cui mescola i componenti influisce sulla sicurezza del rivestimento. Le materie prime per la schiuma di poliuretano appartengono alle classi di pericolo 2 e 3 e dopo la solidificazione si forma un materiale caratterizzato dall’inerzia.

Se le proporzioni dei componenti di partenza vengono scelte in modo errato o la tecnologia per la preparazione della miscela liquida viene interrotta, i prodotti chimici non reagiranno completamente. Il risultato è un forte odore tossico che è poco esposto agli agenti atmosferici e provoca malessere. Un artigiano esperto non ammette difetti, a causa dei quali il rivestimento è ecologico, non combustibile.

Nel processo di miscelazione delle materie prime, si formano formaldeide tossica, benzene, fenolo e toluene diisocianato. Dopo aver applicato la “pelliccia”, evaporano durante il giorno e non si distinguono più, a differenza del polistirolo o della lana minerale. Gli oppositori di un composto chimico si concentrano sulla distruzione di una sostanza durante la combustione. Sostengono che a una temperatura di 180 ° C vengono rilasciati etilene, formaldeide, azoto e ossidi di carbonio e isocianati. In realtà, tali condizioni di temperatura non sono compatibili con la vita umana, quindi non è necessario parlare di danni.

Materiale moderatamente infiammabile, leggermente infiammabile è caratterizzato da una bassa capacità di formare fumo. Guarda la foto con una stanza carbonizzata ma non bruciata. C’è stato un incendio all’ultimo piano, ma la schiuma di poliuretano spruzzato ha ritardato l’incendio a causa della sua bassa conduttività termica e incombustibilità. Tali proprietà sono possedute non solo dai composti solidi, ma anche da quelli morbidi di alta qualità. Divani e cuscini a base di PPU elastico non bruciano, non emettono sostanze nocive, non provocano allergie, i medici non ne vietano l’uso. Le marche economiche di gommapiuma non differiscono in tali proprietà.

Come scegliere la schiuma di poliuretano

Se vuoi realizzare una “pelliccia”, devi scegliere con cura gli specialisti. È importante che gli artigiani utilizzino una buona attrezzatura: attrezzature di alta qualità lavorano ad alta pressione e questo fa risparmiare materiale. Uno specialista esperto determinerà lo spessore dello strato isolante in base alle condizioni climatiche e alle caratteristiche della superficie trattata. Le migliori marche che producono prodotti di alta qualità:

• Basf (Germania) è leader nel settore chimico. L’azienda produce materiale che può essere applicato a bassa temperatura..
• Baymer, Covestro (Germania) – la scelta dei professionisti, l’azienda si è affermata tra gli utenti.
• Synthesia (Spagna) – una vasta gamma di prodotti aziendali viene presentata sul mercato russo, venduta nei negozi reali e online.
• Huntsman-NMG (Paesi Bassi): l’azienda produce schiume poliuretaniche resistenti, flessibili e spruzzate. Aderisce a una politica dei prezzi democratica, distribuendo i suoi prodotti non solo a Mosca e San Pietroburgo, ma in tutta la Federazione Russa.
• Izolan (Russia) – produce prodotti di eccellente qualità in concorrenza con le aziende europee. La produzione utilizza attrezzature moderne, tecnologia avanzata. Lo stabilimento si trova a Vladimir.

Se hai bisogno di mobili in gommapiuma, presta attenzione all’indicatore di densità. Valori bassi indicano che il sedile perderà rapidamente forma e venderà. Prestare attenzione agli indicatori da 30 kg / m3. Lo spessore dello strato deve essere di 4 cm, ma uno stucco con un’altezza di 2-3 cm non sarà comodo. I mobili in fusione sono meglio di quelli realizzati con fogli singoli.

Prezzi PPU

Il costo del materiale dipende dalla struttura e dalla forma. Prezzo approssimativo per alcuni campioni:

Tipo di PPU	Costo, rubli
Gomma espansa standard ST, 10 mm, 1m / 2m	167
Gomma espansa spessa ST35 / 40, 80 mm	1866
Gomma espansa superhard HL40 / 65, 100 mm	2739
Materasso Lonax PPU S1000 160×195	14 144
Polinor in cilindri per isolamento dall’interno, 1 pz..	425
Penoplex Roofing (1200х600х50)	4 700 r./m3
Sistema di componenti PPU-SNAB 30F per isolamento liquido	210 p. / Kg