PPU: qué es, características y alcance de su aplicación

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Un grupo de científicos de Alemania dirigido por Otto Bayer en 1937 creó un material multifuncional: espuma de poliuretano. Puede ser flexible y resistente, pero inestable a la rotura, o duro y denso, pero quebradizo cuando se dobla. La producción en masa de PPU comenzó en la década de 1960. Desde entonces, las muestras han mejorado, han aparecido muchas variedades del compuesto. ¿Qué es la espuma de poliuretano? ¿Cómo es??

Material de PPU

La espuma de poliuretano es un plástico relleno de gas a base de poliuretanos, 85-90% que consiste en una fase de gas inerte. El material es duro, blando, elástico, debido a esto se utiliza en todas las áreas de la actividad humana:

  • sirve como relleno para muebles tapizados, asientos de automóviles, juguetes para niños, accesorios para dormir;
  • Esponjas para lavar platos, filtros de polvo, rodillos de pintura, espuma de poliuretano, envases amortiguadores y no solo están hechos de él.

Producción

Materias primas para espuma de poliuretano – productos de la industria petroquímica: poliisocianatos y polioles. Además, los componentes para la espuma de poliuretano están hechos de aceites vegetales: ricino, colza, soja y girasol. Los componentes de espuma biogénica no han encontrado aplicación en la industria, ya que requieren considerables inversiones financieras, su uso está limitado por una gama limitada de tareas específicas..

Entre los productos derivados del petróleo (poliol y poliisocianato), mezclados en ciertas proporciones, se producen reacciones químicas. Después de las primeras conversiones, se agrega una pequeña cantidad de agua a la mezcla de reacción y se comienza a liberar dióxido de carbono. La reacción da como resultado una espuma llena de CO2. Los indicadores mecánicos y las propiedades del poliuretano, es decir, la densidad y la estructura, determinan el tamaño de la cadena de microesferas llenas de gas, la proporción de los polímeros de partida, la presencia de retardantes de llama..

Tipos de PPU y formularios de liberación

La espuma de poliuretano se divide en suave (densidad 5-40 kg / m3) y sólida (30-86 kg / m3). El primer grupo es el caucho de espuma. La industria química produce gomaespuma de diferentes densidades:

  • estándar (ST), carga máxima 60-100 kg / cm2;
  • duro (HL), 80-120 kg / cm2;
  • blando (HS), 60-120 kg / cm2;
  • mayor rigidez (EL), 60-100 kg / cm2;
  • altamente elástico (HR), 100-120 kg / cm2;
  • altamente elástico, ignífugo, de propósito especial (CMHR), 100-120 kg / cm2.

El caucho de espuma de todos los grados, con la excepción de CMHR, se refiere a sustancias altamente combustibles según GOST 30244. GOST 30402 define un compuesto químico como inflamable, y GOST 12.1.044 como formador de humo, tóxico cuando se quema. Soft PPU no se utiliza en la construcción. En esta área, se usa espuma rígida de poliuretano, una sustancia con retardantes de llama. Los recubrimientos de aislamiento térmico y acústico están hechos de formaciones con una densidad de 30-70 kg / cm3 o materias primas pulverizadas, y los tipos superdensos (70-86 kg / cm3) se utilizan para impermeabilizar cimientos, en otras superficies..

La industria química produce material en varias formas:

  • hoja: dura o blanda, rectangular, de 5-1000 mm de espesor;
  • enrollado – suave, enrollado en bobinas de diferentes anchos, el grosor del material es de 2-30 mm, puede tener un sustrato de tela o sintético;
  • bloque: bloques rectangulares de espuma con una corteza rígida no porosa, que se elimina total o parcialmente después de enfriar la mezcla espumada;
  • acústica: los paneles individuales con relieve figurado se distinguen por un alto coeficiente de absorción acústica;
  • contorno: las piezas con forma curva (asientos, respaldos, reposabrazos) se realizan sobre la base del dibujo;
  • migas – espuma de poliuretano de alta densidad triturada de placas o conchas, tamaño de fracción – 10-30 mm;
  • líquido – revestimiento por pulverización.

Hoja de PPU

Especificaciones

Los diferentes tipos de PUF difieren en sus características técnicas. La espuma de poliuretano se divide en dos grupos:

  • Celda abierta Consiste en celdas interconectadas abiertas. Elástico, con una estructura esponjosa, hace espuma rápidamente, aumenta de volumen. Proporciona un buen aislamiento acústico. Inestable, caracterizado por altas tasas de permeabilidad al vapor, absorción de humedad. No recomendado para aislamiento exterior. En la construcción, se utiliza espuma de poliuretano rígida de celda abierta de densidades ultrabajas (8-10 kg / m3).
  • Celda cerrada Consiste en un sistema de celdas cerradas llenas de gas. La conductividad térmica del gas es menor que la del aire. Esto hace de PPU el aislante térmico más efectivo. El material tiene alta resistencia y buena densidad. Es ligero y duro, con baja permeabilidad al vapor, baja conductividad térmica. La conexión de celda cerrada se adhiere firmemente al papel, metal, madera, yeso, etc..

La tabla muestra las principales características técnicas de dos tipos:

Parámetros, propiedades

Celda abierta

Celda cerrada

Número de celdas cerradas

Menos de 50%

Más del 92%

Densidad

8-20 kg / m3

25-300 kg / m3

Coeficiente de conductividad térmica

0.03-0.04

0.019-0.030

Expansión (aumento de espuma) en comparación con el volumen inicial

100: 1

30: 1

Higroscopicidad

15-100%

1-3%

Permeabilidad al vapor

0.06-0.08

0.02-0.05

Impermeabilización

No adecuado

Ajuste

Insonorización

Alto

Promedio

Solicitud

El material universal se usa en casi todas las industrias:

  • Automotriz: relleno del asiento del automóvil, aislamiento interior del vehículo.
  • Ingeniería mecánica: aislante de refrigerantes en refrigeradores domésticos y comerciales, grandes cámaras de refrigeración, equipos de refrigeración de transporte, instalaciones médicas..
  • Transporte: aislantes térmicos de tuberías principales, aislantes de tuberías de baja temperatura de la industria química..
  • Zapato: producción de soportes para el arco y otros artículos de calzado..
  • Muebles: los poliuretanos suaves se utilizan como relleno, material de amortiguación para muebles tapizados.
  • Ligero: el relleno de PPU se usa al coser peluches, colchones, almohadas, maniquíes.
  • Construcción: paneles sándwich, aislamiento acústico, impermeabilización, materias primas de aislamiento térmico para locales residenciales e industriales, almacenes, garajes, hangares. Para cerrar las grietas, se utiliza el espacio entre las piezas sueltas, el pegamento de carpintería de uretano..

PPU solo para decoración

El compuesto químico es un análogo tecnológico de los resortes. Es más simple y más barato de fabricar, en términos de rendimiento no se queda atrás y, en muchos casos, incluso supera los resortes. La espuma de poliuretano para muebles está disponible en varias formas:

  • Sandwich o bloque. Este es un «ladrillo» de grandes tamaños. Durante el proceso de producción, los trabajadores de la fábrica de muebles lo cortan en capas de diferentes formas y grosores. Luego, los expertos combinan capas duras y blandas, doblándolas en asientos, respaldos.
  • Emitir. Está hecho en una fábrica de muebles. Se llena un tocho rizado con una mezcla líquida, se produce una reacción química en él y la espuma de poliuretano se endurece bajo presión. El producto final toma el tamaño y la forma exactos de un cojín o asiento de sofá. Pros: sin restos, inconvenientes: se forma una «corteza» en la superficie del bloque, que no permite el paso del aire. El precio de los sofás con PPU fundido es más alto que en los modelos con revestimiento de bloque..

Para muebles, se utiliza espuma de poliuretano suave con una densidad de 30-40 kg / m3. Cuanto más alto sea el indicador, más rígido y duradero será el producto. La espuma de poliuretano de baja densidad (hasta 25 kg / m3) es adecuada para almohadas decorativas. Hay varias variedades de materiales con una base de espuma de poliuretano: lokfoam, vibrofoam, Fomex (EE. UU.), Moltoprene (Alemania), allofoam (Canadá). Sus características son similares a las PPU domésticas..

Particularmente notables son los compuestos con el efecto memoria (memoform, memorix). Gracias a los aditivos especiales, el material es altamente elástico. Él sabe cómo mantener la forma de una persona sentada, se adapta perfectamente a las curvas del cuerpo. Cuando una persona se levanta, el memorix se endereza rápidamente. Inicialmente, el poliuretano de espuma de memoria se desarrolló para la NASA, pero luego se hizo popular en la industria ligera..

El fabricante promete un sueño confortable, porque Memorix envuelve suavemente el cuerpo sin apretar los vasos sanguíneos. La espuma de poliuretano altamente flexible también tiene desventajas y otras importantes. Después de desempacar, los clientes sienten un olor tóxico que no siempre desaparece incluso después de una semana. No hay dudas sobre el respeto al medio ambiente y la seguridad para la salud, porque después del examen en la muestra memorix, se encontraron toxinas que causan alergias, asma, irritación ocular y dolores de cabeza. Los hidrocarburos emiten un olor agridulce, afectan los sistemas nervioso e inmunológico.

En los países occidentales con controles de seguridad ambiental mejorados, Memorix no contiene componentes químicos peligrosos. Las normas sanitarias en los países de la CEI no son tan estrictas. Algunas personas están listas para comprar almohadas y colchones. Memorix es muy costoso, soporta un aroma desagradable, porque después del sueño pasan dolor en la espalda y el cuello. Hay críticas muy favorables sobre el monumento en la red: los compradores de productos de calidad están muy satisfechos con la compra..

Producción de decoración de PPU para muebles.

Aislamiento de espuma de poliuretano

Para el aislamiento de estructuras de cualquier tipo, se usa una mezcla líquida. Se aplica por pulverización. Usando un equipo especial, la espuma de poliuretano se rocía sobre una pared, cimiento, techo o varios contenedores, lo que aumenta instantáneamente su volumen, llena las cavidades y las grietas. La composición se endurece después de 5-10 minutos. El “abrigo de piel” poroso monolítico se adhiere firmemente a la superficie, no tiene costuras ni juntas, por lo tanto, protege de manera confiable contra fugas o penetración de calor (real en verano cuando el sistema de aire acondicionado está funcionando).

El número de celdas cerradas es más del 92%, y para las mejores muestras, 97-98%. La conductividad térmica alcanza 0.019-0.035 W / m · ° C. Este indicador es el más bajo entre otros calentadores: espuma de poliestireno, espuma de poliestireno, espuma de polietileno. El aislamiento térmico PPU se caracteriza por una buena resistencia a la humedad. Para reducir la higroscopicidad, se introducen aditivos en la composición. El aceite de ricino reduce la hidrofilia 4 veces. La espuma de poliuretano es resistente a los compuestos químicos básicos: insoluble en gasolina, combustible diesel. La vida útil del «abrigo de piel» es de 20-30 años..

Para el calentamiento, todavía se usan piezas de espuma de poliuretano termoaislante ya preparadas: bloques, paneles, semicilindros (carcasa para tuberías), pero pierden PPU líquido en la demanda. Este último se aplica no solo a las superficies expuestas, sino que también sirve como una capa intermedia en los paneles sándwich. La clase de combustibilidad de la sustancia es G2 y G3. El compuesto no es una fuente activa de combustión; se apaga inmediatamente si se elimina el fuego..

Pros y contras de PPU

Las características técnicas determinan las ventajas de la espuma de poliuretano. Ventajas del producto de la industria química:

  • Excelente adhesión: buena adhesión a otros materiales. La forma y la curvatura de la superficie no importan. La espuma de poliuretano no requiere sujetadores adicionales y tratamiento superficial especial..
  • El revestimiento aislante térmico no pesa en las paredes y el sistema de viga, que es especialmente importante para el techo, fortalece las superficies, evita su destrucción, protege los metales de la corrosión..
  • Resiste un amplio rango de temperatura: de -100 a +150 ° C. No destruido por el viento y la precipitación..
  • Se caracteriza por su resistencia biológica: el PPU no afecta el moho, el material no es de interés para los roedores, no hacen madrigueras en el revestimiento de aislamiento térmico.
  • Como relleno para muebles, el material también tiene muchas ventajas. No acumula polvo, es hipoalergénico, tiene buena transpirabilidad, elasticidad, restaura rápidamente su forma original.

Casi el 70% de las deficiencias de PPU dependen de la calidad de las materias primas y el trabajo de instalación, el 30% restante son características del material en sí. Brevemente sobre los lados negativos de la espuma de polietileno de diferentes densidades:

  • La exposición a la luz solar es perjudicial para la espuma de aislamiento térmico. Bajo la influencia de los rayos UV, la «capa» se destruye, por lo que debe cubrirse con una capa de pintura, yeso o paneles enfrentados..
  • La pulverización con PPU no es adecuada para todas las superficies, por ejemplo, no la use en cabañas de madera frescas. La humedad aún no ha salido de ellos, y el «abrigo de piel» retiene el agua en el interior; esto aumenta el riesgo de procesos de putrefacción.
  • Si una persona ordenó espuma de poliuretano a un precio muy bajo, entonces con una alta probabilidad el producto pertenece a la clase de combustibilidad G4. Se quema bien y no es fácil apagarlo.
  • Material blando de baja calidad, que se utiliza en la industria del mueble, se hunde rápidamente, se deforma.
  • No se recomienda un PUF excesivamente suave para los niños: el relleno puede conducir a la curvatura de la columna vertebral.

La seguridad

Dicen acerca de la limpieza ambiental del material si solo se usaran componentes de alta calidad y equipos profesionales al verter el recubrimiento de aislamiento térmico. Es igualmente importante que el artesano experto realice la pulverización: la forma en que mezcla los componentes afecta la seguridad del recubrimiento. Las materias primas para la espuma de poliuretano pertenecen a las clases de peligro 2 y 3, y después de la solidificación se forma un material caracterizado por la inercia.

Si las proporciones de los componentes de partida se eligen incorrectamente o se altera la tecnología para preparar la mezcla líquida, entonces los químicos no reaccionarán completamente. El resultado es un fuerte olor tóxico que es poco resistente a la intemperie y causa malestar. Un artesano experimentado no permite una mancha, debido a que el recubrimiento es ecológico, no combustible..

En el proceso de mezclar las materias primas, se forman formaldehído tóxico, benceno, fenol y diisocianato de tolueno. Después de aplicar el «abrigo de piel», se evaporan durante el día y ya no se destacan, a diferencia del poliestireno o la lana mineral. Los opositores de un compuesto químico se centran en la destrucción de una sustancia durante la combustión. Afirman que a una temperatura de 180 ° C se liberan etileno, formaldehído, nitrógeno y óxidos de carbono e isocianatos. En realidad, tales condiciones de temperatura no son compatibles con la vida humana, por lo que no es necesario hablar de daños.

El material moderadamente inflamable, ligeramente inflamable se caracteriza por una baja capacidad de formación de humo. Mire la foto con una habitación carbonizada pero no quemada. Hubo un incendio en el piso superior, pero la espuma de poliuretano rociada retrasó el incendio debido a su baja conductividad térmica e incombustibilidad. Dichas propiedades son poseídas no solo por compuestos sólidos, sino también por compuestos blandos de alta calidad. Los sofás y las almohadas a base de PPU elástico no se queman, no emiten sustancias nocivas, no causan alergias, los médicos no prohíben su uso. Las marcas baratas de gomaespuma no difieren en tales propiedades.

Pulverización de aislamiento térmico PPU

Cómo elegir espuma de poliuretano

Si desea hacer un «abrigo de pieles», debe elegir cuidadosamente especialistas. Es importante que los artesanos utilicen buenos equipos: los equipos de alta calidad funcionan a alta presión y esto ahorra material. Un especialista experimentado determinará el grosor de la capa aislante según las condiciones climáticas y las características de la superficie tratada. Las mejores marcas que producen productos de alta calidad:

  • Basf (Alemania) es líder en la industria química. La compañía fabrica material que puede aplicarse a baja temperatura..
  • Baymer, Covestro (Alemania): la elección de profesionales, la empresa se ha establecido entre los usuarios.
  • Synthesia (España): se presenta una amplia gama de productos de la compañía en el mercado ruso, que se vende en tiendas reales y en línea.
  • Huntsman-NMG (Países Bajos): la empresa produce espumas de poliuretano rígidas, flexibles y pulverizadas. Se adhiere a una política de precios democrática, distribuye sus productos no solo en Moscú y San Petersburgo, sino también en toda la Federación Rusa.
  • Izolan (Rusia): fabrica productos de excelente calidad, que compiten con las empresas europeas. La producción utiliza equipos modernos, tecnología avanzada. La planta está ubicada en Vladimir..

Si necesita muebles de gomaespuma, preste atención al indicador de densidad. Los valores bajos indican que el asiento perderá rápidamente su forma y se venderá. Prestar atención a los indicadores de 30 kg / m3. El grosor de la capa debe ser de 4 cm. Un relleno con una altura de 2-3 cm no será cómodo. Los muebles de fundición son mejores que los de láminas individuales.

Precios de PPU

El costo del material depende de la estructura y la forma. Precio aproximado para algunas muestras:

Tipo de PPU

Costo, rublos

Gomaespuma estándar ST, 10 mm, 1 m / 2 m

167

Goma espuma gruesa ST35 / 40, 80 mm

1866

Goma espuma superduro HL40 / 65, 100 mm

2739

Colchón Lonax PPU S1000 160×195

14 144

Polinor en cilindros para aislamiento desde el interior, 1 pc..

425

Techos Penoplex (1200х600х50)

4 700 r./m3

Sistema de componentes PPU-SNAB 30F para aislamiento de líquidos

210 p. / Kg

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