فوم پلی یورتان پلی استر یا پلی اتر
فهرست مطالب
فوم پلی یورتان یک ترکیب پلیمری متشکل از دو جز اصلی پلی ال و ایزوسیانات است. پلی ال‌ها جزیی شامل چند گروه هیدروکسیل هستند که عمدتا به دو صورت پلی استر و پلی اتر وجود دارند.
استفاده از هر یک از پلی ال‌ها در تهیه‌ی فوم‌های نرم پلی یورتانی ویژگی‌های متفاوتی را برای آنها ایجاد می‌کند. از این رو هنگام انتخاب فوم نرم پلی یورتان، باید به تعدادی از فاکتورها از جمله تراکم، مقاومت در برابر سایش و… توجه کرد. در ادامه به بررسی تفاوت فوم های پلی اورتان با توجه به دو نوع پلی ال پلی استر و پلی ال پلی اتر می‌پردازیم:
تفاوت پلی استر و پلی اتر از نقطه نظر شیمی
پلی‌استر ترکیبی است که از چندین استر ساخته شده و در زنجیره‌های مختلف به هم پیوند خورده‌اند. تولید استر از یک اسید کربوکسیلیک شامل کربن، اکسیژن و هیدروژن آغاز می‌شود. با افزودن یک الکل، اتم هیدروژن با یک ترکیب کربن-هیدروژن جایگزین می‌شود. نتیجه‌ی آن تشکیل یک زنجیره‌ی بلندتر است که در آن کربن و اکسیژن پیوند محکمی با یکدیگر دارند.
اترها فقط کمی متفاوت هستند. اکسیژن دو پیوند به ترکیبات هیدروکربن ایجاد می‌کند. یکی از عواقب آن، این است که اترها تمایل به پایداری هیدرولیتی دارند، یا به عبارت ساده تر، در حضور آب تجزیه نمی‌شوند.
پلی ال پلی‌اتر از واکنش بین اپوکسیدها و یک جز هیدروژن فعال به دست می‌آیند در حالی که پلی ال پلی استر حاصل واکنش پلیمری تراکمی (polycondensation) کربوکسیلیک اسید و پلی هیدروکسیل‌ها هستند.
تولید فوم‌های پلی یورتان
فوم پلی‌اتر به طور معمول با مخلوط کردن مجموعه‌ای از مواد شیمیایی با آب تولید می‌شود. در واقع علاوه بر آب، این مخلوط حاوی دی ایزوسیانات، پلی‌اتر، کاتالیزور و سورفاکتانت است. همانطور که ترکیبات با هم مخلوط می‌شوند، فوم شروع به ظهور می‌کند و با گذشت زمان (بین یک تا دو دقیقه بعد)، فوم به حداکثر مقدار خود می‌رسد. مخلوط نهایی باید شامل پلی‌اتر تریول، تولوئن دی ایزوسیانات، آب، تری اتیلن دی آمین و… باشد.
فوم‌های پلی استر معمولاً به صورت بلوکی (slab stock) و به روشی مشابه با فوم‌های پلی اتر تولید می‌شوند. از مواد شیمیایی مختلفی در ساخت فوم های پلی‌استر استفاده می‌شود. یک فوم پلی‌استر باید متشکل از پلی‌استر، تولوئن دی ایزوسیانات، آب، N-متیل مورفولین، N-دی متیل ستیل آمین و… است.
ویژگی‌ها
فوم‌های ساخته شده با اتر عموماً نرم و انعطاف پذیر هستند، که تا حدی به دلیل منافذ نسبتاً بزرگ آنها است. همچنین ساخت آنها راحت تر و ارزان تر از فوم پلی‌استر است. این یکی از دلایل فروش بیشتر پلی‌اتر نسبت به پلی‌استر است. از آنجا که گروه‌های استر، آمین و یورتان در معرض حمله هیدرولیتیک هستند (و گروه‌های اتر چنین نیستند)، فوم پلی اتر به طور کلی در برابر هیدرولیز مقاومت بیشتری نسبت به فوم‌های پلی استر دارد. این بدان معنی است که فوم‌های پلی‌اتر در محیط‌های مرطوب ترجیح داده می‌شوند.
در مقابل، فوم‌های پلی استری از پلی اتر قوی‌تر، سخت‌تر و محکم‌تر هستند. به علاوه این فوم‌ها نسبت به طیف وسیعی از گازهای خورنده و مواد شیمیایی، هیدروکربن‌ها و الکل‌ها مقاوم بوده و معمولا سازگاری بیشتری با افزودنی‌ها دارند. به طور مثال می‌توان با کمک ادتیوهای مخصوصی در آنها خواص ضد آتش را ایجاد کرد. فوم‌های پلی یورتانی پلی‌استری همچنین می‌توانند با ویژگی‌های تخلیه الکترواستاتیک (electrostatic discharge-ESD ) فرموله شوند. قطعات فوم پلی یورتان پلی استر را می‌توان به هم جوش داد و می‌توان آن را ورقه ورقه کرد. تولید این فوم نسبت به فوم‌های پلی‌اتری گرانتر است و در مواجهه با رطوبت عملکرد بسیار ضعیفی دارند و حتی ممکن است تخریب شوند.
کاربردها
فوم پلی یورتان پلی‌اتر ماده‌ای است که در هنگام تولید بالشتک مهم است، به خصوص در شرایطی که ممکن است مرطوب شود، مانند صندلی‌های پوشیده از پارچه در قایق.
اما در شرایطی که به مقاومت کششی بیشتری نیاز باشد (مانند مبلمان)، یا از فوم با هدف محافظت استفاده شود (مانند کاربرد در حمل و نقل) فوم پلی‌استر انتخاب بهتری است. در حالتی که هدف محافظت از اجزای الکترونیکی باشد، باید حفاظت ESD در نظر گرفته شود و در این حالت تنها انتخاب پلی استر می‌باشد.
از طرف دیگر، فوم پلی استر در مقایسه با پلی اتر از مقاومت کششی بالاتری برخوردار است، به این معنی که در برابر جدا شدن، کشیدگی و شکستن مقاومت بیشتری دارد و این امر باعث می‌شود فوم‌های پلی استر نسبت به فوم‌های پلی‌اتر در کاربردهای نساجی ارجح باشند.
گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر – اعظم مواساتی
منابع:
دیدگاهتان را بنویسید