کاربرد پلی یورتان در صنایع مختلف

پلی یورتان‌ ها بسته به ماهیت واکنش‌‌دهنده‌‌ها (به خصوص پلی‌‌ال ها) و همچنین نحوه‌‌ی‌‌ ترکیبات آنها با یکدیگر، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود بروز می‌‌دهند که همین تفاوت در ویژگی‌‌ها منجر به کاربرد‌‌های آنها در صنایع گوناگون می‌‌شود. کاربرد پلی یورتان در صنایع مختلف به شرح ذیل است:

• صنعت ساختمان
• صنایع دریایی
• پزشکی
• صنایع پوشاک و منسوجات
• صنعت خودرو
• پوشش‌ها
• صنایع لوازم خانگی، کفپوش و بسته بندی
• صنعت کامپوزیت‌های چوبی

کاربرد پلی یورتان در صنعت ساختمان

ساختمان‌‌های امروزه به گونه‌‌ای ساخته می‌‌شوند تا بتوانند نیازهای متفاوتی از جمله وزن سبک، نصب آسان، دوام و کاربری بالا را بر آورده سازند. ترکیب پلی یورتان‌ با مواد ساخت و ساز، دستیابی به تمامی این ویژگی‌‌ها را میسر می‌‌سازد. از سویی دیگر، استفاده از پلی یورتان‌ از طریق کاهش مصرف انرژی می‌‌تواند محافظت بالایی برای منابع طبیعی و محیط‌‌زیست فراهم کند.

پلی یورتان‌ ها می‌‌توانند تقریبا در تمامی قسمت‌‌های ساختمان مانند کف، به فرم لایه‌‌ای از پوشش منعطف برای فرش‌‌ها و در سقف، به فرم مواد منعکس کننده‌‌ی گرما و نور، استفاده شوند. پوشش پلاستیکی سطح پلی یورتان‌ ها از یک سو به خنک شدن خانه کمک می‌‌کند و از سوی دیگر به کاهش مصرف انرژی.

کاربرد پلی یورتان‌ و مصرف آن در صنعت ساخت به دلیل ویژگی‌‌های منحصر به فردی که در زیر به آن اشاره می‌‌شود روز به روز در حال افزایش است.

اتصال و چسبندگی قوی، مقاومت کششی خوب، انعطاف، سختی، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر نفت و حلال‌‌ها ، مقاومت در برابر اشعه فرا‌‌بنفش، ظرفیت بالای عایق حرارتی، نسبت مطلوب مقاومت به وزن و دوام و کارایی بالا.

کاربرد پلی یورتان در صنایع دریایی

مواد پلی یورتانی امروزه سهم بزرگی در پیشرفت تکنولوژی دریایی دارند. فوم‌‌های سخت پلی یورتان به محافظت کشتی‌‌ها و قایق‌‌ها در برابر دمای بالا و صدا کمک می‌‌کند که این منتج به افزایش مقاومت سایشی و مقاومت در برابر پارگی می‌‌شود.

صنایع دریایی اغلب چندین پلی یورتان‌ ترموپلاستیک را در محصولات مختلف گنجانده‌‌اند تا مزایای خاصی را ارائه دهند. این مزایا شامل کشش، دوام و سهولت پردازش، مناسب برای پوشش های کابل و سیم، تسمه‌‌های محرک، مهر‌‌و‌‌موم‌‌های هیدرولیکی و شلنگ‌‌ها، موتور و همچنین ساخت کشتی است. برخی از پلی یورتان‌ ها همچنین می‌‌توانند برای شناسایی برخی از مواد فعال، و یا برای حذف برخی از مواد آلی از آب استفاده شوند.

کاربرد پلی یورتان در کامپوزیت‌های چوبی

امروزه پلی یورتان‌ نقش کلیدی در تولید مواد مدرن مانند کامپوزیت‌‌های چوبی که ترکیبی از مواد طبیعی و مصنوعی هستند، ایفا می‌‌کند. خواص ترکیبی مانند انعطاف‌‌پذیری، وزن سبک و مقاومت پلی یورتان‌ را برای تقویت چوب به گزینه‌‌ی مناسبی تبدیل کرده است.   

چسب‌‌های پایه پلی یورتان‌، که معمولاً به همراه چوب و لاستیک استفاده می‌‌شوند، در محصولات چوبی کامپوزیت برای چسباندن دائمی مواد آلی به تخته تراشه‌‌های جهت‌‌دار (Oriented Strand Board)، تخته فیبر با تراکم متوسط (Medium-Density Fiberboard)، الوارهای رشته‌‌ای بلند (Long Strand Lumber) و حتی تخته خرده چوب (Particleboard) استفاده می‌‌شود.

اخیرا کامپوزیت‌‌های پلی یورتان از طریق القای‌‌کربن فعال ساخته می‌‌شود تا از تداخلات الکترو‌‌مغناطیسی جلوگیری کنند. کامپوزیت‌‌های تهیه شده از این روش نسبت به پلی اتیلن یا پلی استرهایی که نیاز به افزودنی‌‌های فلزی برای بهبود عملکرد دارند، نتایج بهتری از خود نشان می‌‌دهند. کامپوزیت‌‌های چوب-پلی یورتان‌ همچنین می‌‌توانند از ضایعات چوبی نیز تهیه شوند.

کاربرد پلی یورتان در صنعت پوشاک و منسوجات

در ابتدا وقتی مشخص شد که پلی یورتان‌ برای پوشاک مناسب است‌‌، آنها را به نخ‌های نازک تبدیل کرده و برای تولید لباس‌‌های قابل کشش و سبک وزن در نایلون قرار می‌‌دادند.

با گذشت سال‌ها، پلی یورتان‌ ها بهبود یافته و به الیاف اسپندکس، پوشش‌‌های پلی یورتان‌ برای پارچه‌‌ها و الاستومرهای ترموپلاستیک تبدیل شده‌‌اند.

الاستومرهای پلی یورتان‌ ترموپلاستیک را می‌‌توان قالب‌‌بندی و به مدل‌‌های مختلفی شکل داد. وقتی این الاستومرها به الیاف تبدیل می‌‌شوند، ماده‌‌ای انعطاف‌‌پذیر به نام اسپندکس تولید می‌‌کنند که از آن برای تولید جوراب، لباس شنا و سایر لباس‌‌های ورزشی استفاده می‌‌شود.

در میان انواع پلی یورتان‌ ها، پلیمرهای پراکنده در آب (Waterborne Polyurethane Dispersion) به طور گسترده‌‌ای در صنایع  وابسته به منسوجات کاربرد دارند. ویژگی‌‌هایی از جمله نفوذپدیری، ساختار مولکولی ویژه، مقاومت سایشی و نرمی، این نوع پلی یورتان‌ را به گزینه‌‌ای مناسب در صنعت پوشاک تبدیل کرده است. همچنین، با استفاده از WPU به عنوان مواد فینیش رنگ، سرعت شستشو، ثبات شستشو، ثبات صابون در رنگ‌‌های واکنشی، رنگ‌‌های اسیدی و رنگ‌‌های مستقیم روی پارچه‌‌های رنگ شده بسیار بهبود می‌‌یابد.

به دلیل پیشرفت‌‌های امروزی در تکنیک‌‌های پلی یورتان‌، تولیدکنندگان طیف گسترده‌‌ای ازچرم و پوست بر پایه پلی یورتان‌ دارند که توسط آنها می‌‌توانند لباس‌‌های ورزشی و لوازم جانبی مختلف تولید کنند.

 کاربرد پلی یورتان در لوازم خانگی، کفپوش و بسته‌‌بندی

امروزه در ساخت بسیاری از لوازم خانگی از پلی یورتان‌ ها استفاده می‌‌شود. بسیاری از فوم‌‌های سخت به عنوان عایق حرارتی برای یخچال‌‌ها و فریزر‌‌ها کاربرد دارند. مزایایی که فوم‌‌های سخت پلی یورتان برای این وسایل فراهم می‌‌کنند به دلیل ترکیب گازهای سلولی و فوم های ریز با ساختار سلول بسته است که به جلوگیری از انتقال گرما کمک می‌‌کند.

در کفپوش‌‌ها کاربردهای متفاوتی از رویه‌‌کاری گرفته تا فوم‌‌های زیرلایه فرش دارند و کف با دوام‌‌تر، با ظاهری زیباتر و امکان تعمیرات آسانتر در اختیار ما قرار می‌‌دهند. با استفاده از این زیرلایه‌‌ها طول عمر فرش‌‌ها افزایش می‌‌یابد، راحتی بیشتری فراهم می‌‌شود، صداهای مزاحم محیط کاهش می‌‌یابد، همچنین تمیزکردن و تعمیرات این نوع کف‌‌ها آسانتر است.

در صنعت بسته‌‌بندی نیز از فوم‌‌های پلی یورتان استفاده می شود.  تطبیق‌‌پذیری این فوم‌‌ها برای بسته‌‌بندی مقرون به صرفه اقلامی که در هنگام حمل و نقل نیاز به محافظت ویژه دارند، بررسی شده است. این اقلام شامل تجهیزات پزشکی، الکترونیک، قطعات بزرگ ماشین‌‌آلات و ظروف شیشه‌‌ای ظریف است. مواد بسته‌‌بندی سفارشی نیز تقریباً برای همه‌‌ی محموله‌‌ها با استفاده از پلی یورتان‌ در دسترس قرار گرفته است.

کاربرد پلی یورتان در پزشکی

پلی یورتان ها در بسیاری از صنایع  وابسته به پزشکی کاربرد دارند. این کاربردها شامل پارچه‌‌ها و گان‌‌های جراحی، سوند، روتختی بیمارستانی، پانسمان زخم و چندین تجهیزات دیگر می‌‌باشد. آنها به دلیل دردسترس بودن، خواص مکانیکی و فیزیکی خوب و همچنین سازگاری بیولوژیکی انتخاب مناسبی برای کاربردهای پزشکی هستند. به کارگیری پلی یورتان ‌‌ها در پزشکی به کاهش هزینه کمک می‌‌کند و فضای کافی برای مقاومت و ماندگاری مواد را فراهم می‌آورد. این ویژگی باعث شده که مواد پلیمری جایگزین مواد معمولی مانند فلزات، سرامیک‌‌ها و آلیاژهای فلزات شوند.

با ظهور ایمپلنت‌‌های جراحی جدید، پلی یورتان‌ زیست‌‌پزشکی می‌‌تواند راهی برای از بین بردن برخی چالش‌‌های حاد و مزمن در سلامتی باشد. پلی یورتان‌ ها به دلیل سازگاری بیولوژیکی خوب و همچنین خواص مکانیکی، در زمینه های قلب و عروق، ارتوپدی و دندانپزشکی و سایر زمینه‌‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. بسیاری از این پلی یورتان‌ ها خاصیت الاستومری دارند که با مقاومت در برابر پارگی و مقاومت در برابر سایش همراه است.

بیمارانی که از تجهیزات پزشکی پلی یورتان‌ استفاده می‌‌کنند به دلیل راحتی آنها ممکن است آنها را به سایر مواد ترجیح دهند. پلی یورتان‌ های نرم می‌‌توانند راحت‌‌تر و در عین حال قوی‌‌تر از سایر مواد نرم باشند، که آنها را به ماده‌‌ای منحصر به فرد برای این کاربرد تبدیل می‌‌کند.

پلی یورتان‌ ها سهم قابل توجهی در صنعت پزشکی داشتند. آنها به واسطه‌‌ی دامنه خواصی که دارند، همچنان در آینده علم و پزشکی نقش مهمی خواهند داشت.

کاربرد پلی یورتان در صنعت خودرو

کاربرد‌‌های پلی یورتان‌ در صنعت خودروسازی بسیار گسترده است. علاوه بر کاربرد معمول به عنوان فوم برای راحتی صندلی‌‌های اتومبیل، از پلی یورتان‌ همچنین می‌‌توان در بدنه‌‌ی خودرو‌‌ها، درها، ضربه‌‌گیرها، شیشه‌‌ها و سقف استفاده کرد. پلی یورتان‌ همچنین به بهبود مسافت طی شده از طریق کاهش وزن، بهبود اقتصاد سوخت، عایق بندی مناسب با جذب صدا، راحتی مسافران و مقاومت بالا در برابر خوردگی کمک شایانی می‌‌کند.

به دلیل دانسیته‌‌ی پایین فوم‌‌ها، آنها گزینه‌‌ی مناسبی برای تولید در زمینه‌‌هایی که به  اجزای سفت و سبک نیاز است، هستند: مانند پانل‌‌های داخلی در هواپیماها. چندین ماده دیگر در اتومبیل‌‌های پیشرفته اسپرت، کشتی‌‌ها، هواپیماها و اتومبیل‌‌های مسابقه‌‌ای نیز بر پایه پلی یورتان‌ ساخته می‌‌شوند زیرا پلی یورتان می‌‌‌‌تواند به محافظت حرارتی، سختی ساختاری و همچنین مدیریت انرژی کمک کند.

پوشش‌‌ها یکی دیگر از نیازهای اصلی خودرو است که می‌‌تواند با استفاده از پلی یورتان‌ برطرف شود.

انواع پلی یورتان‌ های مورد استفاده در صنعت خودرو

فوم پلی یورتان‌

فوم پلی یورتان‌ به طراحان و تولیدکنندگان خودرو کمک می‌‌کند که صندلی‌‌هایی را تولید کنند که می‌‌توانند به راحتی مونتاژ، جداسازی و حتی بازیافت شوند. فوم پلی یورتان‌ استحکام، شکل و انعطاف‌‌پذیری اصلی خود را حفظ می‌‌کند. تکیه‌‌گاه‌‌های بازو، تکیه‌‌گاه‌‌های سر، بالشتک، پنل و سایر قسمت‌‌های داخلی خودرو با فوم‌‌های پلی یورتان‌ ساخته شده‌‌اند.

پلی یورتان های  تولیدی از واکنش تزریق

صنعت خودرو بزرگترین مصرف‌‌کننده‌‌ی پلی یورتان‌ های  تولیدی از واکنش تزریق است. این نوع پلی یورتان‌ برای به حداکثر رساندن جذب ضربه در گلگیرها‌‌، ضربه‌‌گیرها و اسپویلرهای اتومبیل، بدون اضافه کردن وزن، استفاده می شود.

پلی یورتان‌ های تزریقی سبک می‌‌توانند به مسافت پیموده شده بهتر در اتومبیل کمک کرده و به مهندسان این امکان را بدهند که بتوانند طرح‌‌های ابتکاری را ایجاد کنند که در غیر این صورت هرگز امکان‌‌پذیر نخواهد بود.

تا همین اواخر از آلیاژهای فلزی برای قطعات خارجی خودرو استفاده می‌‌شد. با این حال، این آلیاژها نسبت به نسخه‌‌های پلی یورتان‌ بسیار حساس‌‌تر به فرورفتگی، تورفتگی، و خوردگی هستند.

مزایای پلی یورتان‌ تزریقی را می‌‌توان در داخل اتومبیل نیز پیدا کرد: فرمان‌‌، مجاری هوا، تشک‌‌های کف و صندلی.

پوشش‌‌های پلی یورتان‌، چسب‌‌ها، درزگیرها و الاستومرها

پوشش‌‌های پلی یورتان‌ نمای بیرونی خودرو را با براقیت بالا، دوام، مقاومت در برابر خراش و مقاومت در برابر خوردگی همراه می کنند. از پوشش‌‌های پلی یورتان‌ برای لعاب شیشه‌‌های جلو و افزایش مقاومت و حتی ایجاد مقاومت در برابر مه استفاده می‌‌شود.

درزگیرها و چسب‌‌های پلی یورتان‌ در تولید چراغ‌‌های جلو، چراغ‌‌های راهنما و چراغ‌‌های عقب و همچنین برای اتصال سپرها به خودرو استفاده می‌‌شوند. استحکام پیوندی، دوام، مقاومت در برابر گرما و اشعه فرابنفش، همراه با سهولت اجرا، چسب‌‌های پلی یورتان‌ را تا حد زیادی یکی از بهترین انتخاب‌‌ها برای این قسمت‌‌های اتومبیل ساخته است.

کاربرد پلی یورتان به عنوان پوشش

طی سالیان دراز تلاش‌‌های بسیاری برای یافتن موادی که برای کاربردهای پوششی مناسب باشند، شده است. مواد پلی یورتان‌ پتانسیل خوبی به عنوان رنگ و مواد پوشش سطحی از خود نشان داده‌‌اند.

پوشش‌‌های پلی یورتان‌ به دلیل ویژگی‌‌های منحصر به فردی از جمله دوام، سختی و براقیت بالا به عنوان پوشش در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. برخی از این کاربردها در زیر اشاره شده است:

کاربرد پلی یورتان در کف

انواع مختلفی از کف وجود دارد که می توان از پلی یورتان روی آنها استفاده کرد. کفپوش‌‌های صنعتی و مجتمع‌‌های تجاری متداول ترین هستند. در سالن‌‌های بولینگ نیز از پوشش‌‌های پلی یورتان استفاده می‌‌شود و به خطوط بولینگ درخشش و براقیت بی‌‌نظیری می بخشد.

کاربرد پلی یورتان در کشتی‌‌ها

از پلی یورتان‌ برای آب‌بندی بدنه‌ کشتی‌های آسیب دیده از خوردگی در شرایط آب و هوایی سخت استفاده می‌‌شود.

کاربرد پلی یورتان در خطوط لوله

از این پوشش بادوام برای محافظت از خطوط لوله نفت و گاز استفاده می‌‌شود. بسیاری از آنها زیر آب هستند، و از آنجا که می‌‌توانند فشار بالا و محیط سخت را تحمل کنند‌‌، یک انتخاب عالی به شمار می‌‌آیند.

کاربرد پلی یورتان در سقف‌‌های فلزی

پلی یورتان‌ می تواند طول عمر بالاتری را برای سقف نسبت به محصول پایه اکریلیک فراهم کند. افزایش طول عمر یک سقف صنعتی می‌‌تواند باعث صرفه‌‌جویی در تعمیرات پرهزینه شود.

کاربرد پلی یورتان در توربین های بادی

از پوشش‌‌ها روی پره‌‌ها و پایه‌‌های توربین‌‌های بادی استفاده می‌‌شود. پلی یورتان‌ یک پوشش معمول برای این پروژه ها است، زیرا علاوه بر محافظت از ماشین‌‌آلات، می‌‌تواند بازده انرژی را نیز افزایش دهد.

گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر

منابع:

• isowall.co.za
• synthesia.com
• americanchemistry.com