A poliuretán habok a poliuretán alapú , gázzal töltött műanyagok csoportja , amelyek 85-90%-ban inert gázfázisból állnak. Az eredeti poliuretán típusától függően lehetnek merevek vagy rugalmasak („ habgumi ”). Nagyon széles körben használatosak: merev - hő- és hangszigetelő és könnyű formáló elemként, elasztikus - puha bevonatként és töltelékként a mindennapi életben és az iparban, például mesterséges szivacsok mosáshoz és porszűrők, festőhengerek és ruházati betétek. , párnázó csomagolás. Az önhabosodó önkeményedő keverékek közkedveltek az építőiparban, a gépiparban – mind az ipari többkomponensű, mind a háztartási szerelőhabban – közvetlenül a helyszínen történő felhasználásra . Minden szokásos szerves oldószerrel szemben ellenálló, a megszilárdult keverék csak mechanikusan távolítható el. A gyakorlati alkalmazásokban a napfény és más UV -források elleni védelem szükséges. A korlátozott területeken használt más habosított polimerekhez képest - merev polisztirolhab , rugalmas polietilénhab , latexhab, mikroporózus gumi, duzzadó cellulózszivacs - a poliuretánhabok felhasználási területe általában szélesebb.
1937-ben a leverkuseni IG Farben laboratóriumban dolgozó tudósok egy kis csoportjának , Otto Bayer vezetésével, sikerült először szintetizálnia egy nagyon szokatlan tulajdonságokkal rendelkező új anyagot. A reakció sebességétől és a poliol és poliizocianát keveredési együtthatójától függően a kapott anyag tulajdonságai is drámaian eltértek egymástól. Egyrészt rugalmas, rugalmas, de nem szakadásálló (a laboratóriumi neve Perlon U, innen a „habgumi”), másrészt sűrű, kemény, erős, de a hajlításkor ugyanakkor törékeny (Igamid U). E tudományos felfedezés gazdasági megvalósításának távlatai ígéretesek és nagyon szélesek voltak. Leverkusenben már 1940-ben megkezdődött a poliuretán stukkó ipari gyártása. A második világháború kezdete azonban megtette a maga kiigazításait: a nyersanyaghiány problémái és a gazdaság katonai szükségletekre történő általános átalakítása jelentősen lelassította a poliuretánok fejlődését. Valójában az 1960-as évekig a poliuretán hab, sok más polimerhez hasonlóan, nagyon lassan fejlődött – azonban a háború végével, a gazdasági fellendüléssel és a háború utáni gyors építkezéssel a poliuretánhabok iránti kereskedelmi érdeklődés jelentősen megnőtt. Így 1960-ra több mint 50 000 tonna habot gyártottak különböző cégek.
A puha poliuretán hab ( habgumi ) az 1960-as években terjedt el a habszivacsban rejlő jelentős hátrányok ellenére. Nagyon veszélyes és káros az előállítása, mivel a kezdeti komponensek összetétele egy nagyon mérgező vegyületet - toluol-diizocianátot - tartalmaz . Ezenkívül a habszivacs higroszkópos, elnyeli a szagokat, korlátozott a felhasználási hőmérséklet-tartománya, és ennek eredményeként viszonylag rövid élettartamú. De a habszivacs legnagyobb hátránya a tűzveszély [1] . Az égésgátlók bevezetése a kezdeti komponensek összetételébe a habgumi gyártása során az anyag tűzállóságának növelése érdekében annak fizikai és mechanikai jellemzőinek éles romlásához és a költségek növekedéséhez vezet. A poliuretán habok korai mintái viszonylag rövid élettartamúak voltak, levegőn fokozatosan lebomlanak. A stabilizátorok kémiájának fejlődésével ez a hátrány bizonyos mértékig megszűnt. Ennek az anyagnak a tűzveszélyes tulajdonságai azonban megmaradtak.
Az addíciós reakció végbemeneteléhez és a polimerláncok kialakulásához legalább két különböző komponensnek jelen kell lennie: egy poliolnak és egy poliizocianátnak . Maga a reakció több szakaszban megy végbe. Először is, a diol és a diizocianát bifunkciós izocianátmolekulákat képez, amelyek egy csoporttal ( -N =C=O ) és hidroxilcsoportokkal ( -OH ) rendelkeznek. A láncreakció eredményeként a molekulacsoportok mindkét végén szerkezetileg azonos és homogén polimerekből álló rövid láncok jönnek létre, amelyek más monomerekkel polimerizálhatók.
A reakcióelegyhez kis mennyiségű vizet adunk, és az izocianátcsoportok egy részével való reakció eredményeként szén-dioxid képződik , amely a fő habképző tényező. Ugyanakkor az elsődleges aminocsoport reakcióba lép az izocianáttal, helyettesítve a karbamidot, ezáltal láncstabilitást ér el.
A gázzal töltött mikrogranulátum lánchosszától függően a poliuretán mechanikai tulajdonságai is eltérőek. Tehát a tipikus sűrűség 5-40 kg/m³ puha habtömböknél, amelyeket széles körben használnak különféle bútortöltőanyagként stb. A 30-86 kg/m³ sűrűségű merev poliuretán habokat széles körben használják építése hő- és zajszigetelő anyagként.
A poliuretánhab kiindulási komponenseként általában petrolkémiai ipari termékeket (poliolokat és poliizocianátokat) használnak, azonban nem lesz felesleges megjegyezni, hogy az összetevők növényi eredetű olajokból is előállíthatók. Különösen a ricinusolajok kiválóak erre a célra . Szójabab- , repce- és napraforgóolajból is lehet poliolokat előállítani. A poliuretán habkomponensek előállításának ez a módja azonban gazdaságilag nem kivitelezhető az üzemi és petrolkémiai alapanyagok költségének jelentős különbsége miatt. Éppen ezért a biogén habkomponensek nem találtak széles körű alkalmazást, és felhasználásuk a konkrét feladatok nagyon szűk körére korlátozódik.
A poliuretán habok felhasználási köre nagyon széles. Az autóiparban az autóülések töltőanyagaként és a járművek belsejének hangszigetelésére, félmerev belső panelek, kartámaszok, fogantyúk és lökhárítók gyártására használják. A bútor- és könnyűiparban a habszivacsot főként kárpitozott bútorok, párnák , matracok töltő- és párnázóanyagaként használják, próbababák formázásakor , puha gyermekjátékokban a habszivacsot is gyakran használják töltőanyagként. A cipőiparban a poliuretán habokat talpbetétként és lábbelik egyéb elemeiként használják.
A merev poliuretán habokat hidegszigetelőként használják háztartási és kereskedelmi hűtőszekrényekben, nagyméretű hűtőszekrényekben és szállítási hűtőberendezésekben. A merev poliuretán habok másik fontos felhasználási területe a fővezetékek hőszigetelője, a vegyipar alacsony hőmérsékletű csővezetékeinek szigetelésére, hőszigetelésként, valamint akusztikai és vízszigetelésként az építőiparban, raktárak, hangárok, magán vidéki házak nagyjavítása, gyártás. műhelyek, garázsok, fűtőberendezésként, fém szendvicspanelekben előregyártott épületek, valamint hűtőkamrák építéséhez. Az uretán ácsragasztók meglehetősen széles körben használatosak, megszilárdulva enyhén habzóak, és kitöltik a tömítetlenségeket az illesztési részeken.
A zártcellás szerkezetű merev poliuretán habok építkezési alkalmazását a nagyon alacsony hővezetőképesség (0,029-0,041 W / ( m * K) [2] , az alacsony páraáteresztő képesség , a jó tapadás és vízszigetelő tulajdonságok indokolják. Viszkózusként használják önhabosító keverékek öntéshez vagy helyszíni felhordáshoz, kész lapok formájában és formájában. A magas tapadási együttható miatt ez az anyag nagyon sokoldalú, ugyanolyan sikerrel alkalmazható papírra , fémre , fára , gipszre , téglára , tetőfedő anyagra , tetőcserepek , fémcsövek és még sok más. Az oldal jelentősen csökkenti a kapcsolódó költségeket.
A légnedvesség hatására keményedő egykomponensű kompozíciók ( szerelőhab ) is megtalálták alkalmazásukat, és gyakran használják a mindennapi életben kisebb hang- és hőszigetelő háztartási munkákhoz, valamint ott, ahol üregfeltöltésre van szükség (például műanyag ablakok beszerelésekor). és ajtónyílások). Ezenkívül kielégítő mechanikai szilárdságot és a szerelt elem préselését biztosítják.