Wie wählen Sie Polyurethanschaum für Ihre Anwendung?

Was ist Polyurethanschaum (harte Modifikation)?

Polyurethanschaum Ist eigentlich eine Gruppe von Materialien aus der Kategorie der Kunststoffe, die auf der Basis von Polyurethanen hergestellt werden. Die Struktur der entsprechenden Materialien enthält einen erheblichen Anteil an mit Luftporen oder Blasen gefüllten Hohlräumen. Polyurethanschaum wurde in den 1930er Jahren erfunden. Bald begann er sich aktiv in verschiedenen Bereichen der Wirtschaftstätigkeit zu engagieren.

Polyurethanschaum

Der "klassische" Polyurethanschaum wird am häufigsten als seine feste Sorte verstanden. Dieses Material wird beim Bau von Wohngebäuden aktiv als Wärmedämmelement eingesetzt. Es gibt Modifikationen von festem Polyurethanschaum, die sich durch eine Härtungsgeschwindigkeit auszeichnen und effektiv zur Stabilisierung einzelner Gebäudestrukturen eingesetzt werden können - es handelt sich um den sogenannten Polyurethanschaum.

Ausgehärteter Polyurethanschaum weist eine hohe chemische und thermische Beständigkeit auf. Es ist oft möglich, es von der Oberfläche zu entfernen, auf der es nur mechanisch verteilt ist. Es ist notwendig, Polyurethan-Hartschaum von ähnlichen Materialien wie Polystyrol, Schaumlatex oder Celluloseschwamm zu unterscheiden, die eine völlig andere chemische Zusammensetzung haben.

Unterscheidungsmerkmale

1. Herstellungsbasis... Flexibler Polyurethanschaum wird unter Verwendung von linearen oder leicht verzweigten Polyestern hergestellt. Typischerweise hat das fertige Material eine offenzellige Struktur. Hochverzweigte Polyester werden zur Herstellung starrer Materialien verwendet, die hochvernetzte Polymere bilden. Die Struktur des Produkts hat geschlossene Poren. Für zusätzliche Eigenschaften werden der Zusammensetzung Glasfasern, Glasmatten und andere zusätzliche Komponenten zugesetzt.
2. Elastizität... Elastischer Polyurethanschaum behält seine Form nach dem Verdrehen und Dehnen viel besser bei. Das Material kehrt nach Einwirkung äußerer Kräfte schnell in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Elastischer Polyurethanschaum ist das flexibelste Bauprodukt, das verwendet wird.
3. Dichte... Der durchschnittliche Indikator für Polyurethan-Hartschaum beträgt 45-60 kg / m3, elastisch - 8-20 kg / m3. Bei gleicher Dicke ist die Dichte des Schaums höher. Bei der Erstellung allgemeiner Merkmale müssen Sie dreimal mehr elastisches Material als starres Material verwenden, was unwirtschaftlich ist.
4. Typische technische Eigenschaften... Elastischer Polyurethanschaum hat eine hohe Wärme- und Schalldämmung. Das Material zeichnet sich durch dielektrische und dämpfende Eigenschaften aus. Das Produkt haftet gut auf Holz-, Metall-, Stoff- und Papieroberflächen. Starrer Polyurethanschaum hat eine hohe elektrische Isolierung und ein geringes Feuchtigkeitsabsorptionsvermögen.
5. Die Kosten... Elastisches Material ist billiger als Polyurethan-Hartschaum. Bei der Auswahl eines Produkts müssen Sie auf technische Merkmale und Eigenschaften achten und nicht auf Kosten. Jedes Material hat seinen eigenen Umfang. Nur in einigen Fällen können sie miteinander ersetzt werden.

Was ist Schaumgummi?

Bei dem fraglichen Material handelt es sich um eine Art Polyurethanschaum - in seiner elastischen Modifikation. Unter der Marke Scandinavian Porolon wurden erhebliche Mengen Schaumgummi in unser Land importiert - daher der Name des entsprechenden Produkts, der in der Russischen Föderation üblich ist. Schaumgummi ist ein relativ neues Material.Im industriellen Maßstab begann die Produktion Mitte des 20. Jahrhunderts, also etwas später als der "klassische" Polyurethanschaum.

Schaumgummi

Die Besonderheit von Schaumgummi besteht darin, dass etwa 90% seines Volumens Luft sind. Ein erheblicher Teil dieses Volumens kann sehr schnell durch Wasser ersetzt werden - wenn Sie Schaumgummi unter dem Strom ersetzen oder ihn in einen Behälter mit Flüssigkeit tauchen. Das betreffende Material zeichnet sich auch durch eine hohe Verformungsbeständigkeit aus.

Elastizität und Wasseraufnahmefähigkeit machen Schaumgummi zu einem der nützlichsten Materialien im Alltag. Daraus werden Schwämme zum Abwaschen von Geschirr und anderen Zwecken hergestellt. Schaumgummi wird häufig als Füllstoff bei der Herstellung von Möbeln verwendet. Manchmal wird es als Heizung verwendet - aufgrund der relativ geringen Durchluftdurchlässigkeit.

Das fragliche Material weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.

Zunächst ist zu beachten, dass die Herstellung von Schaumgummi ein sehr umweltschädlicher Prozess ist, da darin giftige Substanzen verwendet werden. Mit der Zeit verliert das betreffende Material seine nützlichen Eigenschaften - es wird weniger elastisch, die darin vorhandenen Luftschichten verschwinden. Daher wird Schaumgummi am häufigsten in Bereichen verwendet, in denen keine zu intensive Verwendung zu erwarten ist oder in denen ein häufiger Austausch von Produkten, die auf der Grundlage des entsprechenden Materials hergestellt werden, akzeptabel ist.

Schaumgummi (elastischer Polyurethanschaum)

In Bezug auf die Eigenschaften ist Schaumgummi Kunststoffen und Kautschuken so nahe wie möglich. Flexibler Polyurethanschaum weist folgende Eigenschaften auf:

1. Hohe Festigkeit.
2. Beständigkeit gegen Chemikalien, aggressive Umgebungen.
3. Plastizität, Flexibilität.
4. Umweltfreundlichkeit, Sicherheit.
5. Geringe Wärmeleitfähigkeit.
6. Schlechte Feuchtigkeitsaufnahme.
7. Hohe Beständigkeit gegen mechanische und physikalische Beanspruchung.
8. Schlechte Schrumpfung während des Betriebs.
9. Schnelle Wiederherstellung der Primärform nach dem Entladen.

Die Spezifikationen können variieren, abhängig von der Zugabe zusätzlicher Komponenten während der Produktion (Farbstoffe, Füllstoffe, Schaummittel).

Die Struktur ist nicht anfällig für die Vermehrung von Nagetieren, Insekten, Mikroorganismen. Recycling ist möglich.

Tabelle

Polyurethanschaum ("Schaumgummi"), auch mit "Memory Foam" (Memory Foam)

Elastischer Polyurethanschaum (Möbelpolyurethanschaum) wird zur Herstellung von Matratzen verwendet. Es gibt verschiedene Härten, bei Federkernmatratzen wird weicher Polyurethanschaum verwendet, bei federlosen Matratzen werden auch mittlere Härte und harter Polyurethanschaum als Basis der Matratze verwendet (monolithischer Block). Die kostengünstigsten unter allen Füllstoffen in Matratzen, obwohl gleichzeitig verschiedene Arten von Polyurethanschaum in der Matratzenherstellung verwendet werden, die sich in Qualität, maximaler Belastung und dementsprechend in der Lebensdauer unterscheiden, einschließlich teurer und hochwertiger Arten von Polyurethanschaum (künstlich) Latex (Material mit Memory-Effekt), die aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften und Qualität selbst Naturlatex nicht unterlegen sind. Das Gute an diesem Material ist die gute Atmungsaktivität aufgrund seiner porösen Struktur.

Schaumgummi - ist der Handelsname für Polyurethan-Weichschaum, der in der Sowjetunion hauptsächlich das skandinavische Unternehmen Porolon war.

Polyurethanschaum (PPU) ist ein künstlicher Füllstoff vom Zelltyp (optisch kann er mit einem Schwamm verglichen werden). Er ist ein bewährtes und sicheres Material, das seine weit verbreitete Verwendung im Alltag bestätigt, zum Beispiel: Schwämme zum Spülen von Geschirr, Füllstoff in Autositzen, Isolierung in der Konstruktion.Polyole werden als Hauptrohstoff für die Herstellung von Polyurethanschaum verwendet. Beim Mischen eines Polyols und einer Reihe von modifizierenden Katalysatoren tritt eine chemische Reaktion auf, wodurch die Mischung schäumt. Aufgrund der unterschiedlichen Dosierung chemischer Produkte werden verschiedene Arten von Polyurethanschaum erhalten.

Hochelastischer Polyurethanschaum (Kunstlatex) zeichnet sich durch verbesserte Eigenschaften der zur Herstellung verwendeten Rohstoffe sowie durch die Struktur der Zellen aus. Im Gegensatz zu herkömmlichem elastischem PU-Schaum, der eine gleichmäßige Zellstruktur aufweist, weist hochelastischer PU-Schaum eine ungleichmäßige Struktur auf, Zellen haben unterschiedliche Größen, Wandstärken und sind zufällig verteilt. Aufgrund der inhomogenen Struktur bei geringer Belastung treten kleinere Zellen in die Arbeit ein, und mit zunehmender Belastung treten größere Zellen mit größerem Druckwiderstand in die Arbeit ein. Hochelastischer Polyurethanschaum zeichnet sich daher durch hohe Elastizität und Komfort sowie eine längere Lebensdauer aus.

Die Abbildung links zeigt die Struktur der Zellen aus herkömmlichem Polyurethanschaum, rechts hochelastischer Polyurethanschaum.

Foto einer Platte aus gewöhnlichem Polyurethanschaum (Höhe 3 cm), die als Füllstoff in einer Matratze verwendet wird.

Foto eines monolithischen Blocks aus hochelastischem Polyurethanschaum (Höhe 8 cm) namens Waterform, der vom italienischen Hersteller von Lordflex-Matratzen als Basis für eine federlose Matratze verwendet wird.

Viskoelastischer Polyurethanschaum mit "Formgedächtnis" (andere Namen: Memoriform, Memory Foam, Memorix) ist ein teures und einzigartiges Material mit besonderen physikalischen und mechanischen Eigenschaften, das durch eine langsame Erholung nach dem Komprimieren gekennzeichnet ist. Wenn ein Objekt (z. B. ein menschlicher Körper) in einen viskoelastischen Schaum eingetaucht wird, gibt der Schaum genau die Form des eingetauchten Körpers wieder, und nachdem die Last entfernt wurde, kehrt der Schaum langsam in seine ursprüngliche Form zurück. Viskoelastischer Schaum reagiert auf Körper- und Umgebungstemperatur, indem er mit Körperwärme erweicht und sich leichter an die Körperkonturen anpasst. Aufgrund dessen übt der Füllstoff den geringsten Druck auf die subkutanen Gefäße aus und fördert eine bessere Durchblutung. PU-Schaum mit "Gedächtnis" weist aufgrund seiner erhöhten Dichte und gleichzeitig eines hohen Komforts eine geringe Luftdurchlässigkeit im Vergleich zu herkömmlichem PU-Schaum auf. Weitere Merkmale des viskoelastischen Schaums sind Schwingungsdämpfung und Stoßdämpfung - Produkte aus viskoelastischem Schaum absorbieren bis zu 90% der aufgebrachten Energie. Viskoelastischer PU-Schaum wird in vielen Bereichen der Industrie verwendet, einschließlich der Raumfahrtindustrie (er wurde zuerst von der NASA - der US National Aeronautics and Space Administration - verwendet).

Foto einer Platte aus viskoelastischem Polyurethanschaum mit "Memory" (Höhe 4 cm) als Füllung für eine Matratze.

Das Foto zeigt einen Abdruck der Form einer Hand nach dem Drücken auf den viskoelastischen Polyurethanschaum mit "Gedächtnis" - der Effekt hält einige Sekunden an.

Video über die Herstellung von Möbelschaumgummi im russischen Werk SIBPLAST:

Mehr über Polyurethanschaum

Als Ende der 30er Jahre des 19. Jahrhunderts, also vor fast zweihundert Jahren, deutsche Physiker, die für das Bayer-Unternehmen arbeiteten, an der Entwicklung von Polyurethanelastomeren arbeiteten, konnten sie nicht einmal glauben, dass das Endprodukt als Ergebnis von Experimente, die unerwünschte Gasblasen enthalten, würden ein neuer Schritt in der Entwicklung von Polymermaterialien werden. Wissenschaftler begannen, mehrwertige Alkohole gezielt mit multifunktionalen Isocyanten zu kombinieren. So entstand Schaum mit einer Zellstruktur. Nachfolgende Experimente und Experimente führten zur Bildung des Endprodukts - Polyurethanschaum.

Tatsächlich ist Polyurethanschaum (PUF) ein Massenkunststoff, der für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden kann.

Verschiedene Arten von Polyurethanschaum basieren auf Polyestern oder einfachen Polyestern (PE). Auf der Grundlage des komplexen PE begannen Mitte des letzten Jahrhunderts Schaumkunststoffe mit elastischen Eigenschaften zu entwickeln. Einige Jahre später erschienen die ersten Schäume auf Polyetherbasis. Der Umfang der PPU wurde schrittweise erweitert und Ende der 90er Jahre wurden PPU überall aktiv eingesetzt. Darüber hinaus wurden etwa 70% des Gesamtvolumens des hergestellten Polyurethanschaums für die Herstellung von Polstermöbeln und Matratzen verwendet.

Bei der Auswahl einer bestimmten Art von Polyurethanschaum für Polstermöbel sind die Hauptmerkmale von Bedeutung: Steifigkeit, Gewicht, Elastizität und stoßdämpfende Eigenschaften. Alle diese Eigenschaften hängen davon ab, welche Ausgangsprodukte und Formulierungen bei der Herstellung von Polyurethanschaum verwendet werden.

Je nach Härtegrad kann elastischer Polyurethanschaum superweich (ab 0,5 kPa), weich, normal oder hart sein. Es gibt auch ultra-starren Polyurethanschaum (bis zu 10 kPa). Starrer Polyurethanschaum kann Federblöcke ersetzen, und weiche Polyurethanschaumplatten mit geringer Dicke werden normalerweise in Kombination mit anderen Materialien verwendet.

Es gibt zwei Möglichkeiten, um flexiblen PU-Schaum herzustellen. Bei der Herstellung von geformten Polyurethanschäumen wird jedes Stück separat geformt. Bei der Herstellung von Blockpolyurethanschäumen sind das Endprodukt große rechteckige oder zylindrische Blöcke, die dann in Rohlinge geschnitten werden.

Bei der Auswahl einer bestimmten Art von blockelastischem Polyurethanschaum für die Herstellung von Polstermöbeln sind Konzepte wie die Steifigkeit des Materials und seine scheinbare Dichte von größter Bedeutung. Steifheit ist die Fähigkeit eines Materials, Verformungen zu widerstehen. Die scheinbare Dichte wird durch die Schüttdichte des porösen Materials bestimmt. Steifheit und scheinbare Dichte hängen eng zusammen: Je höher die Dichte des Materials ist, desto besser ist der Schaum und desto höher ist die Grenze seiner "Ermüdung". Das heißt, je höher die Belastung eines bestimmten Möbelabschnitts angenommen wird, desto höher sollte die scheinbare Dichte sein. Mit einer erfolgreich verifizierten Kombination der scheinbaren Dichte und Steifheit des Materials können Sie hochwertige Polstermöbel erzielen.

Die Praxis zeigt, dass die folgenden Optionen zur Auswahl der PPU für verschiedene Elemente von Polstermöbeln als die erfolgreichsten angesehen werden können. Bei Sitzen mit konstant hoher Belastung sollte die Dichte des PU-Schaums mindestens 28-30 kg / m3 betragen. Für Armlehnen und Rücken, die eine viel geringere Belastung haben, können Sie Polyurethanschaum mit einer etwas geringeren scheinbaren Dichte (23-25 ​​kg / m3) verwenden. Das höchste Maß an scheinbarer Dichte ist für PU-Schaum erforderlich, der bei der Herstellung von dünnen Fußböden in Sitzen (mindestens 35 kg / m3) sowie in Rückenlehnen und Armlehnen (mindestens 28 kg / m3) verwendet wird. Der Grund dafür ist, dass der Boden umso weniger verformt werden kann, je geringer die Dicke des Fußbodens ist.

Der Elastizitätsgrad von Polyurethanschaum wird basierend auf der Größe der Fläche der Hystereseschleife unter dem Einfluss der Last bestimmt. Je kleiner die Schlaufe ist, desto elastischer ist das Material und desto schneller kehrt es nach dem Verschwinden der Last in seine ursprüngliche Form zurück. Block-Polyurethanschaum bietet zahlreiche Möglichkeiten hinsichtlich der Auswahl des Elastizitätsgrades. Dies ermöglicht es, Bodenbeläge aus Materialien unterschiedlicher Elastizität zu kombinieren, die genau den angegebenen Parametern entsprechen.

Blockelastischer Polyurethanschaum eignet sich besonders gut zur Herstellung von Matratzen. Der Grund ist eine hohe Luftdurchlässigkeit, ein ausgezeichneter Feuchtigkeits- und Wärmeaustausch und ein geringes Gewicht dieses Materials. Es ist jedoch zu beachten, dass die scheinbare Dichte des bei der Herstellung der Matratze verwendeten Polyurethanschaums mindestens 30-35 kg / m3 betragen muss. Dies ist notwendig, damit die Zellen des Polyurethanschaums nicht verformt werden und Feuchtigkeit und Luftaustausch im Produkt nicht gestört werden.

Block-PPUs haben viele Vorteile.Sie sind langlebig als Material für die Herstellung von Möbeln (insbesondere solche, die auf der Basis von Polyethern entwickelt wurden) und beständig gegen Alterung, Feuchtigkeit und extreme Temperaturen. Darüber hinaus erfüllt Block-Polyurethanschaum die höchsten hygienischen und hygienischen Anforderungen. Zahlreiche Studien haben die absolute Sicherheit von Block-Polyurethanschaum für die menschliche Gesundheit nachgewiesen. Der einzige Nachteil von Block-Polyurethanschaum (insbesondere bei einer Dichte von weniger als 30 kg / Kubikmeter), der beachtet werden sollte, besteht darin, dass das Material seine ursprünglichen Eigenschaften verlieren kann, wenn es nach übermäßiger Kompression wiederhergestellt wird. Dies bedeutet, dass beim Lagern und Transportieren von Produkten, die Block-Polyurethanschaum enthalten, besondere Vorsicht geboten ist.

Geformter Polyurethanschaum wird zur Herstellung komplexer und sperriger weicher Möbelelemente verwendet. Jedes Teil wird in einer individuellen Form hergestellt. Gleichzeitig ist die Produktionsgenauigkeit so hoch, dass keine weitere Verfeinerung erforderlich ist. Geformte Polyurethanschaumteile haben eine viel höhere Dichte als Blockpolyurethanschaumteile mit ähnlichen Eigenschaften. Die Dichte des Materials für die Rückenlehnen von Sofas und Sesseln beträgt nicht weniger als 42 kg / m3, für die Sitze nicht weniger als 45-48 kg / m3. In Büromöbeln, in denen die Dicke des weichen Elements sehr gering ist und die Anforderungen an die Verschleißfestigkeit recht hoch sind, wird Polyurethanschaum mit einer Dichte von 55 - 70 kg / m3 verwendet.

PU-Schaum hat eine hohe Haftfähigkeit auf nahezu jedem Material. Somit können beim Formverfahren Federblöcke, Metallrahmen und andere Teile gleichzeitig mit PU-Schaum verwendet werden. Dadurch wird die Herstellung von Polstermöbeln erheblich vereinfacht: In einem Arbeitsgang erhalten Sie eine vollständig fertige Einheit.

Das Hauptbodenmaterial bei der Herstellung von Polstermöbeln bleibt heute ein billigerer Blockpolyurethanschaum.

Darüber hinaus können Sie auf Wikipedia über die chemische Struktur und Anwendung von Polyurethanschaum lesen.

Herausforderungen und Lösungen

Standard-Polyurethanschaumplatten, Rollschaummaterialien, feuerfeste oder viskoelastische Schäume mit komplexer Struktur - jede auf penopoliuretan-spb.ru vorgestellte Produktart hat bestimmte technische Parameter und wurde entwickelt, um ein bestimmtes Problem zu lösen. Einige Füllstoffe werden für die Möbelherstellung verwendet, andere in der Bauindustrie und andere zur Verbesserung der Schalldämmung von Räumlichkeiten. Es gibt jedoch solche, die ein breites Anwendungsspektrum haben, und es ist am schwierigsten, sich für die Auswahl von Produkten aus dieser Kategorie zu entscheiden.

Welchen Polyurethanschaum er wählen soll, entscheidet jeder Käufer für sich selbst, basierend auf den Zielen, die er erreichen möchte, und dem verfügbaren Budget. Manchmal ist es jedoch hilfreich, vor dem Kauf herauszufinden, was bekannte Unternehmen zur Lösung ähnlicher Probleme unternehmen und welche Empfehlungen Experten für jede Art von geschäumtem Polyurethan geben. Gehen Sie dazu einfach auf die Seite "Ihrer" Aufgabe, z. B. "PU-Schaum für eine Matratze" oder "Schaumgummi zur Schalldämmung in Wohngebäuden".

Allgemeine Eigenschaften

Polyurethanschaum und Schaumgummi gehören zu einer großen chemischen Gruppe Polyurethanschäume... Sie werden auf Basis von hergestellt Polyester... Bei ordnungsgemäßer Herstellung und Verwendung sind die Materialien vollständig umweltfreundlich und für lebende Organismen unbedenklich.

Polyurethanschäume werden je nach Zusammensetzung, technischen Eigenschaften und Form in verschiedenen Tätigkeitsbereichen eingesetzt. Das Material ist im Alltag, im Bauwesen und in der Industrie am gefragtesten.

Allgemeine Spezifikation:

• Dichte - 30-300 kg / m3.
• Temperaturbereich - von -60 bis +80 ° C.
• Nichtleitfähigkeit des elektrischen Stroms.
• Leicht.
• Ozonbeständigkeit.
• Beständigkeit gegen chemische Reagenzien (Säuren, Laugen, Lösungsmittel usw.).
• Luftdurchlässigkeit.
• Geringe Verdrehfestigkeit.

In der Produktion werden 3 Hauptgusstechnologien verwendet:

1. Rotary - Abdecken großer Gegenstände und zylindrischer Elemente.
2. Frei - die Schaffung komplexer schwerer Formen.
3. Unter Druck - für die großtechnische Herstellung von Teilen verwendet.

Die chemische Zusammensetzung verhindert die Vermehrung von Insekten, Nagetieren und die Entwicklung von Mikroorganismen.

Polyurethanschaum (Polyurethan-Hartschaum)

Das Material ist eine Vielfalt gasgefüllte Kunststoffe... 85-90% bestehen aus Inertgasphase... Polyurethanschaum ist eine synthetische Isolierung mit einer Zellstruktur.

Technische Eigenschaften:

• Wärmeleitfähigkeit - 0,019 - 0,035 W / m * K.
• Dichte - 45-60 kg / m3.
• Wasseraufnahme - 1,2-2,1%.
• Zerstörerisch - 0,15-1 MPa (Kompression) und 0,35-1,9 MPa (Biegung).
• Die Anzahl der geschlossenen Poren (85-95 und mehr).
• Die Entflammbarkeit ist eine Kategorie kaum brennbarer Stoffe.

Polyurethanschaum wird verwendet für Wärmedämmung von Wohn- und Industriegebäuden... Das Produkt passt genau auf horizontale und vertikale flache Oberflächen. Während der gesamten Lebensdauer des Gebäudes ist kein Materialaustausch erforderlich. Polyurethanschaum eignet sich zur Wärmedämmung von Böden, Wänden und Decken.

Die Mindestlebensdauer beträgt 25-30 Jahre alt... Chemische Reagenzien (Lösungsmittel, Weichmacher, Mineralöl, Kraftstoff, Säuren, Laugen) können die Struktur nicht zerstören, da die Zellen darin geschlossen sind. Das Produkt ist resistent gegen das Auftreten von Nagetieren und Insekten sowie gegen die Entwicklung von Pilzen, Schimmelpilzen und Mikroben. Fremdelemente dringen nicht in die Struktur ein.