PPU – was ist es, Eigenschaften und Umfang seiner Anwendung

Der Inhalt des Artikels

• PPU-Material
• Produktion
• Arten von PPU- und Freigabeformularen
• Technische Eigenschaften
• Anwendung
• PPU nur zur Dekoration
• Polyurethanschaumisolierung
• Vor- und Nachteile von PPU
• Sicherheit
• Wie wählt man Polyurethanschaum
• PPU-Preise

Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Deutschland unter der Leitung von Otto Bayer schuf 1937 ein multifunktionales Material – Polyurethanschaum. Es kann flexibel und elastisch sein, aber nicht zugfest oder hart und dicht, aber beim Biegen spröde. Die Massenproduktion von PPU begann in den 1960er Jahren. Seitdem wurden die Proben verbessert, viele Sorten der Verbindung sind erschienen. Was ist Polyurethanschaum, wie ist es??

PPU-Material

Polyurethanschaum ist ein gasgefüllter Kunststoff auf Polyurethanbasis, der zu 85-90% aus einer Inertgasphase besteht. Das Material ist hart, weich, elastisch und wird daher in allen Bereichen der menschlichen Tätigkeit eingesetzt:

• dient als Füllstoff für Polstermöbel, Autositze, Kinderspielzeug, Schlafzubehör;
• Schwämme zum Geschirr spülen, Staubfilter, Farbroller, Polyurethanschaum, stoßdämpfende Verpackungen und nicht nur daraus hergestellt.

Produktion

Rohstoffe für Polyurethanschaum – Produkte der petrochemischen Industrie: Polyisocyanate und Polyole. Außerdem werden Komponenten für Polyurethanschaum aus pflanzlichen Ölen hergestellt: Rizinus, Raps, Soja und Sonnenblume. Biogene Schaumkomponenten haben in der Industrie keine Anwendung gefunden, da sie erhebliche finanzielle Investitionen erfordern und ihre Verwendung durch einen engen Bereich spezifischer Aufgaben begrenzt ist.

Zwischen Erdölprodukten (Polyol und Polyisocyanat), die in bestimmten Anteilen gemischt sind, finden chemische Reaktionen statt. Nach den ersten Umwandlungen wird dem Reaktionsgemisch eine kleine Menge Wasser zugesetzt, wobei Kohlendioxid freigesetzt wird. Die Reaktion führt zu einem mit CO2 gefüllten Schaum. Die mechanischen Indikatoren und Eigenschaften von Polyurethan, d. H. Dichte und Struktur, bestimmen die Größe der Kette gasgefüllter Mikrokugeln, den Anteil der Ausgangspolymere und das Vorhandensein von Flammschutzmitteln.

Arten von PPU- und Freigabeformularen

Polyurethanschaum wird in weich (Dichte 5-40 kg / m3) und fest (30-86 kg / m3) unterteilt. Die erste Gruppe ist Schaumgummi. Die chemische Industrie produziert Schaumgummi unterschiedlicher Dichte:

• Standard (ST), maximale Belastung 60-100 kg / cm2;
• hart (HL), 80-120 kg / cm²;
• weich (HS), 60-120 kg / cm²;
• erhöhte Steifigkeit (EL) 60-100 kg / cm²;
• hochelastisch (HR), 100-120 kg / cm²;
• hochelastisch, feuerfest, Spezialanwendung (CMHR), 100-120 kg / cm2.

Schaumkautschuk aller Qualitäten mit Ausnahme von CMHR bezieht sich auf leicht brennbare Substanzen gemäß GOST 30244. GOST 30402 definiert eine chemische Verbindung als brennbar und GOST 12.1.044 als rauchbildend, beim Verbrennen giftig. Soft PPU wird im Bauwesen nicht verwendet. In diesem Bereich wird Polyurethan-Hartschaum verwendet – eine Substanz mit Flammschutzmitteln. Wärme- und Lärmschutzbeschichtungen werden aus Formationen mit einer Dichte von 30-70 kg / cm3 oder gesprühten Rohstoffen hergestellt, und Superdense-Typen (70-86 kg / cm3) werden zur Abdichtung von Fundamenten auf anderen Oberflächen verwendet.

Die chemische Industrie produziert Materialien in verschiedenen Formen:

• Blatt – hart oder weich, rechteckig, 5-1000 mm dick;
• gerollt – weich, zu Spulen unterschiedlicher Breite gewickelt, die Dicke des Materials beträgt 2-30 mm, kann ein Substrat aus Stoff oder Kunststoff aufweisen;
• Block – rechteckige Schaumblöcke mit einer starren, nicht porösen Kruste, die nach dem Abkühlen der geschäumten Mischung ganz oder teilweise entfernt wird;
• akustisch – einzelne Paneele mit einem figürlichen Relief zeichnen sich durch einen hohen Schallabsorptionskoeffizienten aus;
• Konturteile mit gekrümmter Form (Sitze, Rücken, Armlehnen) werden anhand der Zeichnung ausgeführt;
• Krümel – zerkleinerter Polyurethanschaum hoher Dichte von Platten oder Schalen, Fraktionsgröße – 10-30 mm;
• Flüssigkeitssprühbeschichtung.

Technische Eigenschaften

Verschiedene Arten von PUFs unterscheiden sich in ihren technischen Eigenschaften. Polyurethanschaum wird in zwei Gruppen unterteilt:

• Offene Zelle. Es besteht aus offenen miteinander verbundenen Zellen. Elastisch, mit einer schwammigen Struktur, schäumt schnell, nimmt an Volumen zu. Bietet eine gute Schalldämmung. Instabil, gekennzeichnet durch hohe Dampfdurchlässigkeitsraten, Feuchtigkeitsaufnahme. Nicht für die Isolierung im Freien empfohlen. In der Konstruktion wird offenzelliger Polyurethan-Hartschaum mit extrem geringer Dichte (8-10 kg / m3) verwendet.
• Geschlossene Zelle. Es besteht aus einem System geschlossener Zellen, die mit Gas gefüllt sind. Die Wärmeleitfähigkeit von Gas ist geringer als die von Luft. Dies macht PPU zum effektivsten Wärmeisolator. Das Material hat eine hohe Festigkeit und eine gute Dichte. Es ist leicht und hart, mit geringer Dampfdurchlässigkeit und geringer Wärmeleitfähigkeit. Die geschlossenzellige Verbindung haftet fest auf Papier, Metall, Holz, Gips usw..

Die Tabelle zeigt die wichtigsten technischen Merkmale zweier Typen:

Anwendung

Universalmaterial wird in fast allen Branchen verwendet:

• Automobil: Autositzfüller, Fahrzeuginnenraumisolierung.
• Maschinenbau: Kältemittelisolator in Haushalts- und Gewerbekühlschränken, große Kühlkammern, Transportkälteanlagen, medizinische Anlagen.
• Transport: Wärmeisolatoren von Hauptrohrleitungen, Isolatoren von Niedertemperaturrohrleitungen der chemischen Industrie.
• Schuh: Herstellung von Fußgewölbestützen und anderen Elementen von Schuhen.
• Möbel: Weiche Polyurethane werden als Füllstoff und Polstermaterial für Polstermöbel verwendet.
• Leichtgewicht: PPU-Füllstoff wird zum Nähen von Stofftieren, Matratzen, Kissen und Schaufensterpuppen verwendet.
• Konstruktion: Sandwichplatten, Schalldämmung, Abdichtung, wärmeisolierende Rohstoffe für Wohn- und Industriegebäude, Lagerhäuser, Garagen, Hangars. Zum Schließen von Rissen wird der Raum zwischen losen Teilen, Urethan-Tischlerkleber verwendet..

PPU nur zur Dekoration

Chemische Verbindung ist ein technologisches Analogon von Federn. Es ist einfacher und billiger herzustellen, in Bezug auf die Leistung bleibt es nicht zurück und übertrifft in vielen Fällen sogar die Federn. Möbel Polyurethanschaum ist in verschiedenen Formen erhältlich:

• Sandwich oder Block. Dies ist ein „Ziegelstein“ von großen Größen. Während des Produktionsprozesses schneiden die Mitarbeiter der Möbelfabrik es in Schichten unterschiedlicher Formen und Stärken. Dann kombinieren Experten harte und weiche Schichten und falten sie zu Sitzen und Rücken.
• Besetzung. Es wird in einer Möbelfabrik hergestellt. Ein lockiger Knüppel wird mit einer flüssigen Mischung gefüllt, darin findet eine chemische Reaktion statt und der Polyurethanschaum härtet unter Druck aus. Das Endprodukt hat die exakte Größe und Form eines Sofakissens oder Sitzes. Vorteile – keine Abfälle, Minuspunkte – auf der Oberfläche des Blocks bildet sich eine „Kruste“, durch die keine Luft eindringen kann. Der Preis für Sofas mit gegossener PPU ist höher als bei Modellen mit Blockfutter.

Für Möbel wird weicher Polyurethanschaum mit einer Dichte von 30-40 kg / m3 verwendet. Je höher der Indikator, desto steifer und haltbarer das Produkt. Polyurethanschaum niedriger Dichte (bis zu 25 kg / m3) eignet sich für dekorative Kissen. Es gibt verschiedene Arten von Materialien auf Polyurethanschaumbasis: Lokfoam, Vibrofoam, Fomex (USA), Moltopren (Deutschland), Allofoam (Kanada). Ihre Eigenschaften ähneln denen der inländischen PPU.

Besonders hervorzuheben sind die Verbindungen mit Memory-Effekt (Memoform, Memorix). Dank spezieller Zusätze ist das Material hochelastisch. Er weiß, wie man die Form einer sitzenden Person beibehält, passt sich perfekt den Biegungen des Körpers an. Wenn eine Person aufsteht, richtet sich der Memorix schnell auf. Ursprünglich wurde Memory Foam Polyurethan für die NASA entwickelt, wurde dann aber in der Leichtindustrie populär..

Der Hersteller verspricht einen angenehmen Schlaf, da Memorix den Körper sanft umhüllt, ohne die Blutgefäße zu quetschen. Hochflexibler Polyurethanschaum hat auch Nachteile und erhebliche. Nach dem Auspacken spüren die Kunden einen giftigen Geruch, der auch nach einer Woche nicht immer verschwindet. Von Umweltfreundlichkeit und Gesundheitssicherheit ist keine Rede, denn nach Untersuchung in der Memorix-Probe wurden Toxine gefunden, die Allergien, Asthma, Augenreizungen und Kopfschmerzen verursachen. Kohlenwasserstoffe stoßen einen bittersüßen Geruch aus, beeinträchtigen das Nerven- und Immunsystem.

In westlichen Ländern mit verbesserten Umweltschutzkontrollen enthält Memorix keine gefährlichen chemischen Komponenten. Die Hygienestandards in den GUS-Ländern sind nicht so streng. Manche Menschen sind bereit, Kissen und Matratzen zu kaufen. Memorix ist sehr teuer, hat ein unangenehmes Aroma, weil sie nach dem Schlafen Schmerzen im Rücken und Nacken haben. Es gibt begeisterte Kritiken über das Denkmal im Netzwerk – Käufer von Qualitätswaren sind sehr zufrieden mit dem Kauf.

Polyurethanschaumisolierung

Zur Isolierung von Strukturen jeglicher Art wird ein flüssiges Gemisch verwendet. Es wird durch Sprühen aufgetragen. Mit speziellen Geräten wird Polyurethanschaum auf eine Wand, ein Fundament, ein Dach oder verschiedene Behälter gesprüht, wodurch das Volumen sofort zunimmt und Hohlräume und Spalten gefüllt werden. Die Zusammensetzung härtet nach 5-10 Minuten aus. Der monolithische poröse „Pelzmantel“ haftet fest an der Oberfläche, hat keine Nähte und Fugen und schützt daher zuverlässig vor Auslaufen oder Eindringen von Wärme (tatsächlich im Sommer, wenn die Klimaanlage arbeitet)..

Die Anzahl der geschlossenen Zellen beträgt mehr als 92% und für die besten Proben 97-98%. Die Wärmeleitfähigkeit erreicht 0,019 bis 0,035 W / m · ° C. Dieser Indikator ist der niedrigste unter anderen Heizgeräten – Polystyrolschaum, Polystyrolschaum, Polyethylenschaum. Wärmedämmung PPU zeichnet sich durch gute Feuchtigkeitsbeständigkeit aus. Um die Hygroskopizität zu verringern, werden Additive in die Zusammensetzung eingeführt. Rizinusöl reduziert die Hydrophilie um das Vierfache. Polyurethanschaum ist beständig gegen chemische Grundverbindungen: unlöslich in Benzin, Dieselkraftstoff. Die Lebensdauer des „Pelzmantels“ beträgt 20-30 Jahre.

Für die Wärmedämmung werden weiterhin vorgefertigte wärmeisolierende Polyurethanschaumteile verwendet: Blöcke, Paneele, Halbzylinder (Rohrmantel), die jedoch bei Bedarf an die flüssige PPU verlieren. Letzteres wird nicht nur auf freiliegende Oberflächen aufgetragen, sondern dient auch als Zwischenschicht in Sandwichelementen. Die Brennbarkeitsklasse des Stoffes ist G2 und G3. Die Verbindung ist keine aktive Verbrennungsquelle, sie erlischt sofort, wenn Feuer daraus entfernt wird..

Vor- und Nachteile von PPU

Technische Eigenschaften bestimmen die Vorteile von Polyurethanschaum. Produktvorteile der chemischen Industrie:

• Hervorragende Haftung – gute Haftung auf anderen Materialien. Oberflächenform und Krümmung spielen keine Rolle. Polyurethanschaum erfordert keine zusätzlichen Befestigungselemente und eine spezielle Oberflächenbehandlung.
• Die wärmeisolierende Beschichtung belastet die Wände nicht und das für das Dach besonders wichtige Sparrensystem stärkt die Oberflächen, verhindert deren Zerstörung und schützt Metalle vor Korrosion.
• Es hält einem weiten Temperaturbereich stand: von -100 bis +150 ° C. Nicht durch Wind und Niederschlag zerstört.
• Es zeichnet sich durch biologische Beständigkeit aus: PPU wirkt sich nicht auf Schimmel aus, das Material ist für Nagetiere nicht von Interesse – sie bilden keine Gräben in der Wärmedämmschicht.
• Als Füllstoff für Möbel hat das Material auch viele Vorteile. Es sammelt keinen Staub an, ist hypoallergen, hat eine gute Atmungsaktivität, Elastizität und stellt schnell seine ursprüngliche Form wieder her.

Fast 70% der PPU-Mängel hängen von der Qualität der Rohstoffe und den Installationsarbeiten ab, die restlichen 30% sind Merkmale des Materials selbst. Kurz zu den negativen Seiten von Polyethylenschaum unterschiedlicher Dichte:

• Sonneneinstrahlung wirkt sich nachteilig auf den Wärmedämmschaum aus. Unter dem Einfluss von UV-Strahlen wird der „Pelzmantel“ zerstört, daher muss er mit einer Schicht Farbe, Gips oder Verkleidungen bedeckt werden.
• Das PPU-Sprühen ist nicht für alle Oberflächen geeignet. Verwenden Sie es beispielsweise nicht für frische Holzblockhäuser. Es ist noch keine Feuchtigkeit aus ihnen herausgekommen, und ein „Pelzmantel“ fängt Wasser im Inneren ein – dies erhöht das Risiko von Fäulnisprozessen.
• Wenn eine Person Polyurethanschaum zu billig bestellt hat, gehört das Produkt mit hoher Wahrscheinlichkeit zur G4-Brennbarkeitsklasse. Es brennt gut und es ist nicht einfach, es zu löschen.
• Das in der Möbelindustrie verwendete weiche Material von geringer Qualität sackt schnell ab und verformt sich.
• Ein übermäßig weicher PUF wird für Kinder nicht empfohlen – Füllstoff kann zu einer Krümmung der Wirbelsäule führen.

Sicherheit

Sie sagen über die Umweltverträglichkeit des Materials aus, wenn beim Gießen der Wärmedämmschicht nur hochwertige Komponenten und professionelle Geräte verwendet wurden. Ebenso wichtig ist, dass der Fachmann das Sprühen durchführt – die Art und Weise, wie er die Komponenten mischt, wirkt sich auf die Sicherheit der Beschichtung aus. Rohstoffe für Polyurethanschaum gehören zur Gefahrenklasse 2 und 3, und nach dem Erstarren entsteht ein Material, das durch Inertheit gekennzeichnet ist.

Wenn die Anteile der Ausgangskomponenten falsch gewählt werden oder die Technologie zur Herstellung des flüssigen Gemisches gestört ist, reagieren die Chemikalien nicht vollständig. Das Ergebnis ist ein scharfer giftiger Geruch, der schlecht verwittert ist und Unwohlsein verursacht. Ein erfahrener Handwerker lässt keinen Fehler zu, aufgrund dessen die Beschichtung umweltfreundlich und nicht brennbar ist.

Beim Mischen der Rohstoffe entstehen giftiger Formaldehyd, Benzol, Phenol und Toluoldiisocyanat. Nach dem Auftragen des „Pelzmantels“ verdunsten sie tagsüber und fallen im Gegensatz zu Styropor oder Mineralwolle nicht mehr auf. Gegner einer chemischen Verbindung konzentrieren sich auf die Zerstörung eines Stoffes während der Verbrennung. Sie behaupten, dass bei einer Temperatur von 180 ° C Ethylen, Formaldehyd, Stickstoff und Kohlenoxide sowie Isocyanate freigesetzt werden. In der Realität sind solche Temperaturbedingungen nicht mit dem menschlichen Leben vereinbar, so dass nicht über Schaden gesprochen werden muss.

Mäßig brennbares, leicht entflammbares Material zeichnet sich durch eine geringe Rauchbildungsfähigkeit aus. Schauen Sie sich das Foto mit einem verkohlten, aber nicht ausgebrannten Raum an. Es gab ein Feuer im obersten Stockwerk, aber der gesprühte Polyurethanschaum verzögerte das Feuer aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit und Unbrennbarkeit. Solche Eigenschaften besitzen nicht nur feste Verbindungen, sondern auch hochwertige weiche. Sofas und Kissen auf Basis elastischer PPU brennen nicht, geben keine Schadstoffe ab, verursachen keine Allergien, Ärzte verbieten ihre Verwendung nicht. Billige Schaumgummimarken unterscheiden sich in solchen Eigenschaften nicht.

Wie wählt man Polyurethanschaum

Wenn Sie einen „Pelzmantel“ herstellen möchten, müssen Sie die Spezialisten sorgfältig auswählen. Es ist wichtig, dass die Handwerker eine gute Ausrüstung verwenden – hochwertige Ausrüstung arbeitet unter hohem Druck, und dies spart Material. Ein erfahrener Spezialist bestimmt die Dicke der Isolierschicht in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen und den Eigenschaften der behandelten Oberfläche. Die besten Marken, die qualitativ hochwertige Produkte herstellen:

• Basf (Deutschland) ist führend in der chemischen Industrie. Das Unternehmen stellt Material her, das bei niedrigen Temperaturen angewendet werden kann..
• Baymer, Covestro (Deutschland) – die Wahl der Fachleute hat sich das Unternehmen unter den Anwendern etabliert.
• Synthesia (Spanien) – Eine breite Palette von Unternehmensprodukten wird auf dem russischen Markt präsentiert und in realen und Online-Shops verkauft.
• Huntsman-NMG (Niederlande) – Das Unternehmen produziert zähe, flexible und gesprühte Polyurethanschäume. Er hielt an einer demokratischen Preispolitik fest und verteilte seine Produkte nicht nur in Moskau und St. Petersburg, sondern in der gesamten Russischen Föderation.
• Izolan (Russland) – stellt Produkte von ausgezeichneter Qualität her, die mit europäischen Unternehmen konkurrieren. Die Produktion verwendet moderne Ausrüstung, fortschrittliche Technologie. Die Anlage befindet sich in Vladimir.

Wenn Sie Möbel aus Schaumgummi benötigen, achten Sie auf die Dichteanzeige. Niedrige Werte zeigen an, dass der Sitz schnell an Form verliert und sich verkauft. Achten Sie auf Indikatoren ab 30 kg / m3. Die Dicke der Schicht sollte 4 cm betragen. Ein Füllstoff mit einer Höhe von 2-3 cm ist nicht bequem. Gussmöbel sind besser als aus Einzelblechen.

PPU-Preise

Die Materialkosten hängen von der Struktur und Form ab. Ungefährer Preis für einige Muster: