Wat is een polyurethaanspons?

Polyurethaanspons (PUR- en PU-spons) is een polymeer dat bestaat uit organische eenheden die zijn verbonden door carbamaatverbindingen (urethaan). Hoewel de meeste polyurethaan thermohardende polymeren zijn die niet smelten bij verhitting, zijn er ook thermoplastische polyurethaansoorten verkrijgbaar.

Polyurethaanpolymeren worden traditioneel en meestal gevormd door een di- of tripolyisocyanaat te laten reageren met een polyol. Zowel de isocyanaten als de polyolen die worden gebruikt om polyurethaan te maken, bevatten gemiddeld twee of meer functionele groepen per molecuul.

Polyurethanen worden gebruikt bij de vervaardiging van zitplaatsen van zeer veerkrachtig schuim, isolatiepanelen van hard schuim, afdichtingen en pakkingen van microcellulair schuim, duurzame wielen en banden van elastomeer (zoals wielen voor achtbanen, roltrappen, winkelwagentjes, liften en skateboards), ophangingsbussen voor auto's , elektrische ingietmassa's, hoogwaardige lijmen, oppervlaktecoatings en oppervlakteafdichtingsmiddelen, synthetische vezels (bijvoorbeeld spandex), ondertapijt, harde plastic onderdelen (bijvoorbeeld voor elektronische instrumenten), condooms en slangen.

Grondstoffen

De belangrijkste ingrediënten om een ​​polyurethaan te maken zijn di- en triisocyanaten en polyolen. Andere materialen worden toegevoegd om de verwerking van het polymeer te vergemakkelijken of om de eigenschappen van het polymeer te wijzigen.

Productie

Polyurethanensponsen worden geproduceerd door twee of meer vloeistofstromen te mengen. De polyolstroom bevat katalysatoren, oppervlakteactieve stoffen, blaasmiddelen enzovoort. De twee componenten worden een polyurethaansysteem of eenvoudigweg een systeem genoemd.

Het isocyanaat wordt in Noord-Amerika gewoonlijk de 'A-kant' of gewoon de 'iso' genoemd. Het mengsel van polyolen en andere additieven wordt gewoonlijk de 'B-kant' of de 'poly' genoemd. Dit mengsel kan ook een 'hars' of 'harsmengsel' worden genoemd.

In Europa zijn de betekenissen voor 'A-kant' en 'B-kant' omgekeerd. [nodig citaat] Additieven voor harsmengsels kunnen ketenverlengers, verknopers, oppervlakteactieve stoffen, vlamvertragers, blaasmiddelen, pigmenten en vulstoffen omvatten. Polyurethaan kan in verschillende dichtheden en hardheden worden gemaakt door het isocyanaat, polyol of additieven te variëren.

Gezondheid en veiligheid

Volledig gereageerd polyurethaanpolymeer is chemisch inert. Er zijn in de VS geen blootstellingslimieten vastgesteld door OSHA (Occupational Safety and Health Administration) of ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists). Het wordt niet gereguleerd door OSHA op carcinogeniteit.

Openvlamtest. Top, onbehandeld polyurethaanschuim brandt krachtig. Onderkant, met brandvertragende behandeling.

Polyurethaanpolymeer is een brandbare vaste stof en kan ontbranden bij blootstelling aan open vuur. Bij ontleding door brand kunnen aanzienlijke hoeveelheden koolmonoxide en waterstofcyanide ontstaan, naast stikstofoxiden, isocyanaten en andere giftige producten. Vanwege de ontvlambaarheid van het materiaal moet het (althans bij meubels) worden behandeld met vlamvertragers, die vrijwel allemaal als schadelijk worden beschouwd.

Californië bracht later Technical Bulletin 117 2013 uit, waardoor het meeste polyurethaanschuim de ontvlambaarheidstests kon doorstaan ​​zonder het gebruik van vlamvertragers. Green Science Policy Institute stelt: "Hoewel aan de nieuwe norm kan worden voldaan zonder vlamvertragers, verbiedt deze het gebruik ervan NIET. Consumenten die de blootstelling van huishoudens aan vlamvertragers willen verminderen, kunnen zoeken naar een TB117-2013-tag op meubels en dit verifiëren bij detailhandelaren. dat producten geen vlamvertragers bevatten."

Vloeibare harsmengsels en isocyanaten kunnen gevaarlijke of gereguleerde componenten bevatten. Isocyanaten zijn bekende huid- en ademhalingssensibilisatoren. Bovendien brengen aminen, glycolen en fosfaten die aanwezig zijn in polyurethaanschuimschuimen risico's met zich mee.

Blootstelling aan chemicaliën die kunnen vrijkomen tijdens of na het aanbrengen van polyurethaanspuitschuim (zoals isocyanaten) zijn schadelijk voor de menselijke gezondheid en daarom zijn tijdens en na dit proces speciale voorzorgsmaatregelen vereist.

In de Verenigde Staten kan aanvullende gezondheids- en veiligheidsinformatie worden gevonden via organisaties zoals de Polyurethaan Manufacturers Association (PMA) en het Center for the Polyurethaan Industry (CPI), maar ook bij fabrikanten van polyurethaansystemen en grondstoffen. Informatie over regelgeving is te vinden in de Code of Federal Regulations Titel 21 (Voedsel en Drugs) en Titel 40 (Bescherming van het milieu).

In Europa is gezondheids- en veiligheidsinformatie verkrijgbaar bij ISOPA, de European Diisocyanate and Polyol Producers Association.

Productie

De methoden voor het vervaardigen van eindproducten van polyurethaanspons variëren van kleine, met de hand gegoten stuk-onderdeelbewerkingen tot grote, hoogvolume productielijnen voor bunstock en boardstock. Ongeacht het eindproduct is het productieprincipe hetzelfde: om het vloeibare isocyanaat- en harsmengsel in een gespecificeerde stoichiometrische verhouding te doseren, mengt u ze totdat een homogeen mengsel is verkregen, brengt u de reagerende vloeistof in een mal of op een oppervlak Wacht tot het uithardt en verwijder dan het voltooide onderdeel.

Toepassingen

Hoofd artikelen: Lijst met toepassingen van polyurethaansponsen en polyurethaanvernis

In 2007 bedroeg het mondiale verbruik van polyurethaangrondstoffen meer dan 12 miljoen ton; het gemiddelde jaarlijkse groeipercentage bedraagt ​​ongeveer 5%.[51] De inkomsten die met PUR op de wereldmarkt worden gegenereerd, zullen naar verwachting tegen 2020 stijgen tot ongeveer 80 miljard dollar.

Effecten van zichtbaar licht

Polyurethaanschuim gemaakt met een aromatisch isocyanaat, dat is blootgesteld aan UV-licht. Duidelijk zichtbaar is de verkleuring die in de loop van de tijd optreedt.

Polyurethanen, vooral die gemaakt met behulp van aromatische isocyanaten, bevatten chromoforen die interageren met licht. Dit is van bijzonder belang op het gebied van polyurethaancoatings, waar lichtstabiliteit een kritische factor is en de belangrijkste reden is dat alifatische isocyanaten worden gebruikt bij het maken van polyurethaancoatings.

Wanneer PU-schuim, gemaakt uit aromatische isocyanaten, wordt blootgesteld aan zichtbaar licht, verkleurt het en verandert het van gebroken wit naar geel tot roodbruin. Het is algemeen aanvaard dat, afgezien van vergeling, zichtbaar licht weinig invloed heeft op de schuimeigenschappen. Dit is vooral het geval als het vergelen plaatsvindt op de buitenste delen van een groot schuim, aangezien de verslechtering van de eigenschappen in het buitenste deel weinig effect heeft op de algehele bulkeigenschappen van het schuim zelf.

Er is gemeld dat blootstelling aan zichtbaar licht de variabiliteit van sommige testresultaten op het gebied van fysieke eigenschappen kan beïnvloeden.

UV-straling met hogere energie bevordert chemische reacties in schuim, waarvan sommige schadelijk zijn voor de schuimstructuur.

Biologische afbraak

Twee soorten van de Ecuadoriaanse schimmel Pestalotiopsis zijn in staat polyurethaan biologisch af te breken in aerobe en anaerobe omstandigheden, zoals aangetroffen op de bodem van stortplaatsen. Er is melding gemaakt van degradatie van polyurethaanartikelen in musea. Polyurethaan van het polyestertype wordt gemakkelijker biologisch afgebroken door schimmels dan polyethertype.

Bewerkt door Santos Wang van Ningbo Master Clean Commodities Co., Ltd.       

https://www.masterscourer.com        

santos@mastescourer.com       

86-18958238181