PPU – o que é, características e escopo de sua aplicação

Um grupo de cientistas da Alemanha liderado por Otto Bayer em 1937 criou um material multifuncional – espuma de poliuretano. Pode ser flexível e resistente, mas não elástico, ou duro e denso, mas quebradiço quando dobrado. A produção em massa de PPU começou na década de 1960. Desde então, as amostras foram aprimoradas, muitas variedades do composto apareceram. O que é espuma de poliuretano, como é?

Material PPU

A espuma de poliuretano é um plástico cheio de gás à base de poliuretanos, 85-90% constituído por uma fase gasosa inerte. O material é duro, macio, elástico, por isso é utilizado em todas as áreas da atividade humana:

• serve como enchimento de móveis estofados, assentos de carro, brinquedos para crianças, acessórios para dormir;
• esponjas para lavar louça, filtros de poeira, rolos de pintura, espuma de poliuretano, embalagens absorventes de choque e não apenas são feitas com ela.

Produção

Matérias-primas para espuma de poliuretano – produtos da indústria petroquímica: poliisocianatos e polióis. Além disso, os componentes da espuma de poliuretano são feitos de óleos vegetais: mamona, colza, soja e girassol. Os componentes de espuma biogênica não têm aplicação na indústria, uma vez que requerem investimentos financeiros consideráveis, seu uso é limitado por uma estreita gama de tarefas específicas.

Entre os produtos petrolíferos (poliol e poliisocianato), misturados em certas proporções, ocorrem reações químicas. Após as primeiras conversões, uma pequena quantidade de água é adicionada à mistura de reação, o dióxido de carbono começa a ser liberado. A reação resulta em uma espuma cheia de CO2. Os indicadores mecânicos e as propriedades do poliuretano, isto é, densidade e estrutura, determinam o tamanho da cadeia de microesferas cheias de gás, a proporção dos polímeros de partida, a presença de retardadores de chama.

Tipos de PPU e formulários de liberação

A espuma de poliuretano é dividida em macio (densidade 5-40 kg / m3) e sólido (30-86 kg / m3). O primeiro grupo é de espuma de borracha. A indústria química produz borracha de espuma de diferentes densidades:

• padrão (ST), carga máxima 60-100 kg / cm2;
• duro (HL), 80-120 kg / cm2;
• macio (HS), 60-120 kg / cm2;
• rigidez aumentada (EL), 60-100 kg / cm2;
• altamente elástico (HR), 100-120 kg / cm2;
• altamente elástico, à prova de fogo, para uso específico (CMHR), 100-120 kg / cm2.

A borracha de espuma de todos os tipos, com exceção da CMHR, refere-se a substâncias altamente combustíveis de acordo com o GOST 30244. O GOST 30402 define um composto químico como inflamável e o GOST 12.1.044 como formador de fumaça, tóxico durante a queima. PPU flexível não é usado na construção. Nesta área, é utilizada espuma rígida de poliuretano – uma substância com retardadores de chama. Os revestimentos de isolamento de calor e ruído são feitos de formações com uma densidade de 30-70 kg / cm3 ou de matérias-primas pulverizadas, e os tipos superdensos (70-86 kg / cm3) são usados ​​para impermeabilização em fundações, em outras superfícies.

A indústria química produz material de várias formas:

• folha – dura ou macia, retangular, 5-1000 mm de espessura;
• enrolado – macio, enrolado em bobinas de larguras diferentes, a espessura do material é de 2 a 30 mm, pode ter um substrato de tecido ou sintético;
• bloco – blocos retangulares de espuma com uma crosta rígida não porosa, que é total ou parcialmente removida após o resfriamento da mistura espumada;
• acústico – painéis individuais com relevo figurado, distinguem-se por um alto coeficiente de absorção sonora;
• contorno – peças com forma curva (assentos, encostos, apoios de braços) são executadas com base no desenho;
• migalhas – espuma de poliuretano de alta densidade triturada de chapas ou conchas, tamanho de fração – 10-30 mm;
• líquido – revestimento em spray.

Especificações

Diferentes tipos de PUFs diferem nas características técnicas. A espuma de poliuretano é dividida em dois grupos:

• Célula aberta. Consiste em células interconectadas abertas. Elástico, com uma estrutura esponjosa, espuma rapidamente, aumenta de volume. Fornece um bom isolamento acústico. Instável, caracterizado por altas taxas de permeabilidade ao vapor, absorção de umidade. Não recomendado para isolamento ao ar livre. Na construção, é utilizada espuma de poliuretano rígido de célula aberta de densidades ultra baixas (8-10 kg / m3).
• Célula fechada. Consiste em um sistema de células fechadas cheias de gás. A condutividade térmica do gás é menor que a do ar. Isso faz da PPU o isolador térmico mais eficaz. O material tem alta resistência e boa densidade. É leve e duro, com baixa permeabilidade ao vapor, baixa condutividade térmica. A conexão de célula fechada adere firmemente ao papel, metal, madeira, gesso, etc..

A tabela mostra as principais características técnicas de dois tipos:

Inscrição

O material universal é usado em quase todas as indústrias:

• Automotivo: enchimento do assento de carro, isolamento interior do veículo.
• Engenharia mecânica: isolador de refrigerante em geladeiras domésticas e comerciais, grandes câmaras frigoríficas, equipamentos de refrigeração para transporte, instalações médicas.
• Transporte: isoladores térmicos de tubulações principais, isoladores de tubulações de baixa temperatura da indústria química.
• Calçados: produção de suporte de arco e outros itens de calçados.
• Móveis: poliuretanos macios são usados ​​como material de enchimento e amortecimento para móveis estofados.
• Leve: o enchimento de PPU é usado ao costurar brinquedos macios, colchões, travesseiros, manequins.
• Construção: painéis sanduíche, isolamento acústico, impermeabilização, matérias-primas isolantes para instalações residenciais e industriais, armazéns, garagens, hangares. Para fechar rachaduras, é utilizado o espaço entre as peças soltas, a cola de carpintaria de uretano..

PPU apenas para decoração

O composto químico é um análogo tecnológico das molas. É mais simples e mais barato fabricar, em termos de desempenho, não fica para trás e, em muitos casos, supera as molas. A espuma de poliuretano para móveis está disponível em várias formas:

• Sanduíche ou bloco. Este é um “tijolo” de tamanhos grandes. Durante o processo de produção, os trabalhadores da fábrica de móveis o cortam em camadas de diferentes formas e espessuras. Em seguida, os especialistas combinam camadas duras e macias, dobrando-as em assentos, encostos.
• Fundida. É feito em uma fábrica de móveis. Um tarugo encaracolado é preenchido com uma mistura líquida, uma reação química ocorre e a espuma de poliuretano endurece sob pressão. O produto final assume o tamanho e a forma exatos de uma almofada ou assento de sofá. Prós – sem restos, menos – uma “crosta” se forma na superfície do bloco, o que não permite a passagem de ar. O preço dos sofás com PPU fundido é mais alto do que nos modelos com forro de bloco.

Para móveis, é utilizada espuma macia de poliuretano com uma densidade de 30-40 kg / m3. Quanto mais alto o indicador, mais rígido e durável é o produto. A espuma de poliuretano de baixa densidade (até 25 kg / m3) é adequada para almofadas decorativas. Existem várias variedades de materiais à base de espuma de poliuretano: espuma de espuma, espuma de espuma, Fomex (EUA), moltoprene (Alemanha), espuma de aluminio (Canadá). Suas características são semelhantes à PPU doméstica.

Particularmente dignos de nota são os compostos com efeito memória (memoform, memorix). Graças a aditivos especiais, o material é altamente elástico. Ele sabe como manter a forma de uma pessoa sentada, adapta-se perfeitamente às curvas do corpo. Quando uma pessoa se levanta, o memorando se endireita rapidamente. Inicialmente, o poliuretano de espuma com memória foi desenvolvido para a NASA, mas depois se tornou popular na indústria leve..

O fabricante promete um sono confortável, porque Memorix envolve suavemente o corpo sem apertar os vasos sanguíneos. A espuma de poliuretano altamente flexível também apresenta desvantagens e outras significativas. Depois de desembalar, os clientes sentem um cheiro tóxico que nem sempre desaparece, mesmo depois de uma semana. Não há dúvida de respeito ao meio ambiente e segurança à saúde, porque após o exame na amostra de memorix, foram encontradas toxinas que causam alergias, asma, irritação nos olhos e dores de cabeça. Os hidrocarbonetos emitem um cheiro agridoce, afetam os sistemas nervoso e imunológico.

Nos países ocidentais com controles aprimorados de segurança ambiental, o Memorix não contém componentes químicos perigosos. Os padrões sanitários nos países da CEI não são tão rigorosos. Algumas pessoas estão prontas para comprar travesseiros e colchões Memorix é muito caro, suporta um aroma desagradável, porque após o sono eles passam dores nas costas e no pescoço. Existem ótimas críticas sobre o memorial na rede – compradores de produtos de qualidade estão muito satisfeitos com a compra.

Isolante em espuma de poliuretano

Para o isolamento de estruturas de qualquer tipo, é utilizada uma mistura líquida. É aplicado por pulverização. Usando equipamento especial, a espuma de poliuretano é pulverizada na parede, fundação, telhado ou vários recipientes, o que aumenta instantaneamente o volume, preenche cavidades e fendas. A composição endurece após 5-10 minutos. O “casaco de pele” poroso monolítico adere firmemente à superfície, não possui costuras e juntas, portanto, protege de maneira confiável contra vazamentos ou penetração de calor (atual no verão quando o sistema de ar condicionado está funcionando).

O número de células fechadas é superior a 92% e, para as melhores amostras – 97-98%. A condutividade térmica atinge 0,019-0,035 W / m · ° C. Este indicador é o mais baixo entre outros aquecedores – espuma de poliestireno, espuma de poliestireno, espuma de polietileno. A PPU de isolamento térmico é caracterizada por boa resistência à umidade. Para reduzir a higroscopicidade, aditivos são introduzidos na composição. O óleo de mamona reduz a hidrofilicidade em 4 vezes. A espuma de poliuretano é resistente a compostos químicos básicos: insolúvel na gasolina, diesel. A vida útil do “casaco de pele” é de 20 a 30 anos.

Para o isolamento térmico, ainda são utilizadas peças de espuma de poliuretano termo-isolante prontas: blocos, painéis, semicilindros (invólucro para tubos), mas perdem para a PPU líquida em demanda. O último é aplicado não apenas às superfícies expostas, mas também serve como uma camada intermediária nos painéis sanduíche. A classe de combustibilidade da substância é G2 e G3. O composto não é uma fonte ativa de combustão; apaga-se imediatamente se o fogo for removido..

Prós e contras da PPU

As características técnicas determinam as vantagens da espuma de poliuretano. Vantagens do produto da indústria química:

• Excelente adesão – boa adesão a outros materiais. A forma e curvatura da superfície não importam. A espuma de poliuretano não requer parafusos adicionais e tratamento especial da superfície.
• O revestimento isolante de calor não sobrecarrega as paredes e o sistema de vigas, que é especialmente importante para o telhado, fortalece as superfícies, evita sua destruição, protege os metais da corrosão.
• Suporta uma ampla faixa de temperatura: de -100 a +150 ° C. Não destruído pelo vento e pela precipitação.
• É caracterizada pela resistência biológica: a PPU não afeta o molde, o material não interessa aos roedores – eles não fazem tocas no revestimento de isolamento térmico.
• Como material de enchimento para móveis, o material também possui muitas vantagens. Não acumula poeira, é hipoalergênico, possui boa respirabilidade, elasticidade, restaura rapidamente sua forma original.

Quase 70% das deficiências de PPU dependem da qualidade das matérias-primas e do trabalho de instalação, os 30% restantes são características do próprio material. Brevemente sobre os lados negativos da espuma de polietileno de diferentes densidades:

• A exposição à luz solar é prejudicial à espuma de isolamento térmico. Sob a influência dos raios UV, o “casaco de pele” é destruído, portanto deve ser coberto com uma camada de tinta, gesso ou painéis de revestimento.
• A pulverização de PPU não é adequada para todas as superfícies, por exemplo, não a use em cabanas de madeira frescas. A umidade ainda não sai deles e um “casaco de pele” retém a água no interior – isso aumenta o risco de processos putrefativos.
• Se uma pessoa encomendou espuma de poliuretano por um preço muito baixo, com alta probabilidade de o produto pertencer à classe de combustibilidade G4. Queima bem e não é fácil apagá-lo.
• O material macio de baixa qualidade, usado na indústria moveleira, afunda rapidamente, deforma.
• Um PUF excessivamente macio não é recomendado para crianças – o preenchimento pode levar à curvatura da coluna.

Segurança

Eles dizem sobre a limpeza ambiental do material, se apenas componentes de alta qualidade e equipamentos profissionais forem usados ​​ao derramar o revestimento de isolamento térmico. É igualmente importante que o especialista faça a pulverização – a maneira como ele mistura os componentes afeta a segurança do revestimento. As matérias-primas para espuma de poliuretano pertencem às classes de perigo 2 e 3 e, após a solidificação, forma-se um material caracterizado por inércia.

Se as proporções dos componentes de partida forem escolhidas incorretamente ou a tecnologia para preparar a mistura líquida for interrompida, os produtos químicos não reagirão completamente. O resultado é um odor tóxico acentuado que é intemperizado e causa mal-estar. Um artesão experiente não permite uma mancha, devido à qual o revestimento é ecológico, incombustível.

No processo de mistura das matérias-primas, formaldeído tóxico, benzeno, fenol e diisocianato de tolueno são formados. Após a aplicação do “casaco de pele”, elas evaporam durante o dia e não se destacam mais, diferentemente do poliestireno ou da lã mineral. Os oponentes de um composto químico se concentram na destruição de uma substância durante a combustão. Eles afirmam que a uma temperatura de 180 ° C são liberados etileno, formaldeído, óxidos de nitrogênio e carbono e isocianatos. Na realidade, essas condições de temperatura não são compatíveis com a vida humana, portanto, não há necessidade de falar sobre danos.

O material moderadamente inflamável e levemente inflamável é caracterizado pela baixa capacidade de formação de fumaça. Olhe para a foto com uma sala carbonizada, mas não queimada. Houve um incêndio no último andar, mas a espuma de poliuretano pulverizada atrasou o incêndio devido à sua baixa condutividade térmica e incombustibilidade. Tais propriedades são possuídas não apenas por compostos sólidos, mas também por compostos macios de alta qualidade. Sofás e travesseiros à base de PPU elástico não queimam, não emitem substâncias nocivas, não causam alergias, os médicos não proíbem seu uso. Marcas baratas de espuma de borracha não diferem nessas propriedades.

Como escolher a espuma de poliuretano

Se você deseja fazer um “casaco de pele”, precisa escolher cuidadosamente especialistas. É importante que os artesãos usem bons equipamentos – equipamentos de alta qualidade trabalham sob alta pressão e isso economiza material. Um especialista experiente determinará a espessura da camada isolante, dependendo das condições climáticas e das características da superfície tratada. As melhores marcas produzindo produtos de alta qualidade:

• A Basf (Alemanha) é líder na indústria química. A empresa fabrica material que pode ser aplicado a baixa temperatura..
• Baymer, Covestro (Alemanha) – a escolha dos profissionais, a empresa se estabeleceu entre os usuários.
• Synthesia (Espanha) – uma grande variedade de produtos da empresa são apresentados no mercado russo, vendidos em lojas reais e online.
• Huntsman-NMG (Holanda) – a empresa produz espumas de poliuretano resistentes, flexíveis e pulverizadas. Adere a uma política democrática de preços, distribuiu seus produtos não apenas em Moscou e São Petersburgo, mas em toda a Federação Russa.
• Izolan (Rússia) – fabrica produtos de excelente qualidade que competem com empresas europeias. A produção utiliza equipamentos modernos, tecnologia avançada. A planta está localizada em Vladimir.

Se você precisar de móveis feitos de espuma de borracha, preste atenção no indicador de densidade. Valores baixos indicam que o assento perderá rapidamente a forma e venderá. Preste atenção aos indicadores de 30 kg / m3. A espessura da camada deve ser de 4 cm. Um preenchimento com uma altura de 2-3 cm não será confortável. Móveis fundidos são melhores do que fabricados com folhas individuais.

Preços de PPU

O custo do material depende da estrutura e forma. Preço aproximado para algumas amostras: