پلی اورتان ماده‌ای است که می‌توان کلمه‌ی «همه کاره» را برای تعریف آن به کار برد. رابطه‌ی ویژگی‌های ساختار دی ایزوسیانات‌ها و پلی ال‌ها به گونه‌ای است که تنوع و سفارشی‌سازی فراوانی را برای تولید کننده فراهم می‌کند.
خواص پلی یورتان می‌تواند تا حد زیادی از پوشش‌های نرم تا مصالح ساختمانی سفت و سخت باشد. این خواص مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و توجه زیادی را نه تنها در جامعه علمی، بلکه در صنایع مربوطه نیز ایجاد کرده است. افزایش مواد را می‌توان با دستکاری مواد اولیه و همچنین افزودن مواد افزودنی مختلف و همچنین نانو مواد انجام داد.
از این رو اصلاحات مناسب در مواد خام می‌تواند پلی یورتان تقریباً مناسب برای هر کاربرد تولید کرد. مطالعه در اینجا به شیمی پایه بلوک‌های ساختمانی پلی اورتان و پیشرفت‌های اخیر آن، در کاربردهای مورد استفاده، در زمینه‌هایی مانند علوم پزشکی، خودرو، پوشش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها، رنگ‌ها، نساجی، صنایع دریایی، کامپوزیت‌های چوبی و پوشاک اشاره می‌کند.
همچنین گستردگی و دامنه تولید قطعات صنعتی با پلی یورتان‌ها به حدی است که می‌تواند با توجه به مقاومت سایشی و استحکام بالا و همچنین عمر بیشتر نسبت به لاستیک‌ها جایگزین مناسب‌تری نسبت به پلیمرهای مشابه باشد.
در دوران پیش از جنگ جهانی دوم (۱۹۳۷) اتو بایر و تیمش موادی را ساختند که آن‌ها را «Das Di-lsocganat-Poluadditionsverfahren» یا پلی اورتان نامیدند، و کمتر می‌دانستند که این اختراع در IG Farben در لورکوزن، آلمان دنیای مواد و مهندسی را بیشتر تغییر خواهد داد. پلی اورتان از بسیاری جهات در مقایسه با پلیمرهای امروزی خود بسیار متفاوت و همه کاره است.
سادگی در تولید و خواص عالی که ارائه می‌دهند، پلی اورتان را به یکی از انواع پلیمرها تبدیل کرده است. واکنش بین دی ایزوسیانات و پلی استر دیول منجر به تشکیل پلی اورتان و همچنین صنعت پلی اورتان در سال ۱۹۳۷ شد. ابتدا به عنوان جایگزینی برای لاستیک الاستیک که در جنگ جهانی دوم استفاده می‌شد، اما به دلیل سازگاری آن توسعه یافت.
به سرعت جایگزین مواد دیگر و همچنین مانند الیاف بافته شده و فلزات شد. به عنوان مثال، پوشش‌های PU به صراحت برای آغشته کردن کاغذ و تحویل لباس‌هایی که در برابر گاز خردل و خوردگی غیرقابل نفوذ بودند، استفاده می‌شد.
آن‌ها علاوه بر این به عنوان پوشش‌های مصنوعی ایمن برای چوب، سنگ و فلز و به عنوان تکمیل‌های صیقلی برای هواپیماها مورد استفاده قرار گرفتند. کارهای اولیه روی پلی یورتان عمدتاً بر روی محصولات به دست آمده از واکنش دی ایزوسیانات‌های دی آمین و آلیفاتیک متمرکز بود که پلی اوره تولید می‌کردند. پلی اوره عمدتا بود.
منطقه تحقیق تا زمانی که خواص هیجان‌انگیز یورتان به دست آمده از دی ایزوسیانات‌ها و دیول ها، قدردانی شد. در سال ۱۹۵۲، (پس از جنگ جهانی دوم) پلی ایزوسیانات‌ها به صورت تجاری در دسترس قرار گرفتند، تولید PU در مقیاس تجاری از واکنش تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) و پلی استرهای پلی استر به دست آمد.
در سال‌های بعد (۱۹۵۲-۱۹۵۴)، سیستم‌های مختلف پلی استر-پلی-ایزوسیانات توسط بایر توسعه یافت. در حال حاضر PU یکی از بزرگترین سهم بازار را در صنعت پلاستیک و CASE (پوشش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها) در اختیار دارد. تقسیم سهم PU در کاربردهای مختلف در شکل ۱ نشان داده شده است. ۱ پلی یورتان به دلیل خواص چندوجهی خود تقریباً همه حوزه‌های مهندسی مواد از کفش گرفته تا پوشش‌های هوانوردی را تحت تأثیر قرار داده است.
علاوه بر این، توسعه پلی‌ال‌های پلی‌اتر ارزان قیمت منجر به تولید فوم‌های انعطاف‌پذیر و سایر کاربردهای خودرو و اثاثه یا لوازم داخلی شد که هنوز هم کاربرد دارند.
تحقیقات دقیق و بهبود مستمر در فرمول‌بندی‌ها، افزودنی‌ها و تکنیک‌های فرآوری باعث ایجاد طیف گسترده‌ای از کاربردهای پلی‌اورتان شده است. مزیت اصلی پلی اورتان دوام، چقرمگی و مقاومت شیمیایی عالی بوده است.
این پلیمر می‌تواند به اندازه یک فلز بادوام باشد در حالی که ویژگی‌های الاستیکی دارد، این باعث شده است که پلی اورتان جایگزین فلزات مختلف، پلاستیک‌ها و مهندسی مبتنی بر لاستیک و همچنین کاربرد کالایی شود. PU به دلیل ترکیبی از کشیدگی، سختی، استحکام و مدول در کاربردهای مختلفی مانند کاربردهای زیست پزشکی، خودروسازی، صنعت، ساختمان، ساخت و ساز، منسوجات و چندین مورد دیگر مورد استفاده قرار گیرد.
اگرچه مزیت انحصاری استفاده از پلی یورتان در طیف گسترده‌ای از پلاستیک‌های با کارایی بالا نهفته است که می‌توان تولید کرد، پلی یورتان‌ها اغلب ممکن است با پلیمرهای ارزان قیمت رقابت کنند، زیرا هزینه‌های مواد اولیه تنها ملاحظاتی در کل هزینه‌های یک محصول نهایی نیست. عوامل با اهمیت یکسان عبارتند از: زمان چرخه، هزینه ابزار، تکمیل و نرخ رد و همچنین پتانسیل بازیافت.
ساخت پلی یورتان‌ها داستان بسیار متفاوتی است. تفاوت اساسی پلی اورتان با سایر پلیمرها در این است که بیشتر ترموپلاستیک‌ها در کارخانه‌های بزرگ شیمیایی پلیمریزه می‌شوند و سپس به صورت گرانول یا پودر به مصرف کننده یا تولید کننده فروخته می‌شوند. سپس با تکنیک‌های مختلف پردازش به قطعات مفیدی از محصولات تبدیل می‌شوند.
خواص این محصولات به خواص ترموپلاستیک عرضه شده یا خریداری شده از سازنده مواد اولیه بستگی دارد. با این حال، در مورد پلی اورتان بیشتر پلیمریزاسیون توسط مبدل انجام می‌شود نه توسط سازنده مواد شیمیایی. دومی مواد اولیه یا پایه پلی اورتان را می‌فروشد. به طور خاص، اجزای شیمیایی پلی یورتان مخلوط نیز برای یک کاربرد یا خدمات خاص فروخته می‌شود.
یک گروه یورتان از واکنش شیمیایی بین دیول و ایزوسیانات تشکیل می‌شود. از این رو مواد خام اصلی در تولید پلی اورتان یک دیول و یک ایزوسیانات هستند که برای تشکیل پیوند اورتان واکنش نشان می‌دهند. شیمی اساسی پشت سنتز پلی اورتان بعداً در این بررسی مورد بحث قرار می‌گیرد.پلی اورتان را می‌توان در طیف بسیار گسترده‌ای از گریدها، در چگالی از ۶ تا ۱۲۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب و سفتی پلیمری از الاستومرهای انعطاف‌پذیر تا پلاستیک‌های سفت و سخت و بسیار سخت برای کاربردهای با کارایی بالا تولید کرد.
پایه صنعتی پلی‌اورتان‌هایی که از ۵۰ سال گذشته تکامل یافته‌اند، توسط دو عامل مهم هدایت می‌شوند، اول اقتصادی بودن تولید مواد خام و دوم تنوع بازار از پلاستیک‌های سخت گرفته تا رنگ و چسب پلی اورتان همچنین با بسیاری از پلیمرهای موجود در بازار متفاوت است زیرا به پردازنده یا سازنده اجازه می‌دهد تا پلیمر را بر اساس نیازهای خود تنظیم کند یا ویژگی محصول نهایی منحصر به فرد را مطابقت دهد. این امکان‌پذیر است زیرا متغیرهای پلی یورتان تعیین کننده خاصیت ماده تشکیل شده است.
به عنوان مثال، پلی‌ال‌های پلی‌اتر انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری در محصول ایجاد می‌کنند، در حالی که پلی‌ال‌های پلی‌استر سختی و استحکام خوبی برای محصول ایجاد می‌کنند. همین امر در مورد ایزوسیانات‌ها نیز صدق می‌کند و همچنین برای ایزوسیانات‌های مختلف (آلیفاتیک و معطر) خواص متفاوتی را به پلی یورتان تشکیل شده می‌دهد.
بنابراین، بازار بالقوه برای کاربردهای پلی اورتان تقریباً بی‌پایان است. این بررسی بر پیشرفت‌های اخیر در کاربرد پلی یورتان‌ها متمرکز شده است. مواد پلی یورتان به خودی خود از زمان پیدایش آن در صنعت به شکلی آشکار رشد کرده است و به فوم (انعطاف پذیر، سفت، مقاوم در برابر آتش)، الاستومرها، چسباننده‌ها، پوشش‌ها، رنگ‌ها تبدیل شده است.
این یکی از بهترین مواد با عملکرد در خودرو، مبلمان، ساخت و ساز، عایق حرارتی، کفش و غیره بوده است. سنتز پلی یورتان از اجزای مختلفی تشکیل شده است که به خواص آن می‌افزاید. چه در یک شهر روستایی ساده زندگی کنید یا در یک جامعه شهری شلوغ، به احتمال زیاد در طول زندگی خود با صدها محصول پلی اورتان روبرو شده‌اید.
در واقع، شما احتمالاً در حال حاضر چندین اقلام حاوی پلی اورتان دارید. به این دلیل که پلی اورتان یکی از متنوع‌ترین انواع رزین مصنوعی موجود در بازار است و در هزاران محصول خانگی و تجاری در سراسر جهان استفاده می‌شود.
پلی اورتان از چه چیزی ساخته شده است؟
از نظر علمی، پلی اورتان از دو جزء شیمیایی اصلی تشکیل شده است: پلیمرها و یورتان. در طی فرآیند شیمیایی، پلیمرها توسط گروه‌های یورتان به یکدیگر متصل می‌شوند و یک محلول همه کاره ایجاد می‌کنند که می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد. این ترکیب پلیمری محصولی پایدار، ایمن و بادوام ایجاد می‌کند که روزانه میلیون‌ها نفر از آن استفاده می‌کنند.
آیا پلی اورتان برای محیط زیست بی‌خطر است؟
در دنیایی که نسبت به محیط زیست حساس است، مهم است که اطمینان داشته باشیم که خریدهای ما محیط زیست و خانواده‌هایمان را ایمن نگه می‌دارد. پلی یورتان‌ها برای کاهش مصرف کلی انرژی در الکترونیک و کاهش صدا و گرما در وسایل نقلیه کار می‌کنند. علاوه بر این، هنگامی که پلی یورتان‌ها به عنوان یک محصول نهایی استفاده می‌شوند، برای استفاده در خانه شما بی‌خطر هستند.
مانند هر ماده شیمیایی، اگر از این محصولات به صورت لاک، مایع یا فوم استفاده می‌کنید، از مصرف آن خودداری و یا با رعایت نکات ایمنی از آن‌ها استفاده کنید. آن‌ها سمی در نظر گرفته می‌شوند.
به دلیل ماهیت مصنوعی، بسته به کاربرد موردنیاز، می‌توان آن را به روش‌های مختلف فرموله کرد. برخی از کاربردهای محبوب‌تر شامل تولید قطعات صنعتی مانند ضربه گیر لاستیکی، پوشش سطوح و مخازن، رنگ‌ها، درزگیرها، چسب‌ها و فوم‌ها و غیره می‌باشد.
پاسخ دهید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.