عایق‌های پلیمری از جمله عایق‌های پیشرفته‌ای هستند که امروزه در بسیاری از صنایع از جمله ساختمان‌سازی، لوازم‌خانگی، خودروسازی، غذا و دارو، پزشکی و … کاربردهای متعددی دارند. در اصل این عایق‌ها به واسطه مزیت‌هایی همچون وزن کم، مقاومت بالا در برابر رطوبت، صوت و حرارت، قابلیت بازیافت، طول عمر بالا، سازگاری با محیط‌زیست و … محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. عایق پلی اورتان فومی یکی از کاربردی‌ترین عایق‌های پلیمری است که ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای متعددی دارد. در ادامه این مطلب به بررسی و معرفی کامل عایق پلی اورتان فومی و انواع آن پرداخته می‌شود.
پلی اورتان فومی چیست؟
فوم پلی اورتان یا پلی یورتان در حقیقت نوعی ماده پلیمری است که از ترکیب و واکنش شیمیایی دی ایزوسیانات (Isocyanate) و پلیول (Polyol) تولید شده و یکی از اعضای خانواده پلاستیک‌ها به شمار می رود. در حقیقت مواد اولیه این عایق پس از ادغام با همدیگر تحت فشار و حرارت قرار گرفته و بعد از چند دقیقه حجم آن‌ها ۲۰ تا ۳۰ برابر افزایش پیدا می‌کند. فوم پلی اورتان اولین بار توسط اوتو بایر در سال ۱۹۳۷ در کشور آلمان سنتز شد و امروزه سالانه بیشتر از ۸۰ میلیارد دلار از پلی اورتان ها در زندگی انسان مصرف می‌شوند.
انواع فوم پلی اورتان
پلی اورتان های فومی همانند یونولیت بسته بندی و انواع یونولیت‌های دیگر می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای متعددی دسته‌بندی شوند. این فوم‌ها می‌توانند شامل انواع فوم پلی اورتان بلوکی، تخته‌ای، اسپری و تزریقی باشند اما با توجه به دانسیته و میزان سختی به ۳ دسته اصلی تقسیم خواهند شد که به شرح زیر می‌باشند:
-
فوم نرم پلی یورتان(soft)
این نوع از فوم‌های پلی یورتان دارای دانسیته ای بین ۳۵ تا ۵۵ کیلوگرم بر مترمکعب بود و به دلیل سلول باز بودن هوا به راحتی از داخل بافت آن‌ها عبور می‌کند. انعطاف‌پذیری بالا، استحکام کششی عالی، مقاومت بالا در برابر حلال‌ها، وزن سبک و … از بارزترین ویژگی‌های این فوم هستند. فوم PU نرم کارایی بسیار خوبی در جذب صوت دارند درحالی‌که ضریب هدایت پایینی خواهند داشت هرچند که در برابر مواد اسیدی و بازهای قوی مقاومت کمی دارند. این فوم‌ها به صورت کلی به دو شیوه استفاده می‌شوند:
- پلی یورتان نرم بلوکی برای تولید انواع تزیینات داخلی خودرو مانند بالشتک‌‌‌های پشت سری، تشک‌های خواب، فوم ابر و اسفنج
- پلی یورتان نرم قالبی که برای تولید مبلمان منازل و ادارات، صندلی قطار، صندلی خودرو و … به کار می‌روند.
-
فوم نیمه نرم یا نیمه سخت(semi-Rigid-semi-soft)
این فوم شباهت بالایی به فوم‌های نرم دارد اما به واسطه تغییری که در فرمولاسیون آن انجام شده است، میزان دانسیته بیشتری داشته و از سختی بالاتری برخوردار است. در اصل ساختار این فوم تا حدی شبیه به فوم نرم و تا حدی شبیه به فوم‌های سخت است. فوم نیمه نرم یا نیمه سخت آب را به خود جذب کرده درحالی‌که رطوبت هوا را جذب نمی‌کنند. این فوم‌ها نیز می‌توانند کاربردهای متعددی در تولید ضربه‌گیر، اسباب‌بازی، حمل‌ونقل، بسته‌بندی و … داشته باشند
-
فوم سخت پلی اورتان (Rigid)
فوم پلی اورتان سخت از جمله کاربردی‌ترین نوع فوم‌ها است که از دانسیته بالایی برخوردار است و به دلیل داشتن ساختار سلول بسته، ضریب هدایت حرارتی پایینی نیز دارد به همین دلیل کاربردهای بیشتری در بحث عایق‌بندی حرارتی، رطوبتی و … خواهد داشت. این فوم مقاومت خوبی در برابر بنزین، نفت و دیگر حلال‌های غیر قطبی داشته و از وزن کم، دانسیته بالا، طول عمر بالا و کاربردهای متعددی برخوردار است.
مهم‌ترین مزیت‌ها و معایب عایق پلی یورتان
فوم پلی اورتان از جمله مواد پلیمری کاربردی است که امروزه در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد و از مزیت‌ها و معایب منحصربه‌فردی برخوردار است. از جمله مهم‌ترین مزیت‌های این فوم می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- پلی اورتان فومی کاملاً غیر سمی بوده و سازگاری بالایی با محیط‌زیست دارد
- این عایق از چسبندگی بالایی برخوردار است و قابلیت نصب بر روی سطوح مختلف را دارد.
- فوم PU وزن بسیار کمی دارد و حمل‌ونقل، برش و نصب و اجرای آن کار ساده‌ای است
- این عایق می‌تواند دوام و طول عمر بالایی داشته باشد و در برابر فشار، ضربه و عوامل بیرونی مقاومت بسیار خوبی خواهد داشت.
- پلی اورتان فومی یک عایق حرارتی بسیار خوب بوده و از می‌تواند از هدر رفت انرژی به شکل قابل توجهی جلوگیری کند.
- این فوم از قابلیت تزریق و قالب‌گیری برخوردار است و می‌تواند در برابر تغییرات دمایی مقاومت بالایی داشته باشد.
- فوم پلی یورتان انعطاف‌پذیری بالایی داشته و در برابر حلال‌ها و مواد خورنده مقاومت بالایی دارد.
- قیمت فوم پلی اورتان همانند قیمت یونولیت در مقایسه با انواع عایق‌های دیگر مناسب‌تر بوده و استفاده از آن صرفه اقتصادی بالایی دارد.
- این عایق‌ها در کنار مزیت‌های متعدد می‌توانند معایب و ایراداتی هم داشته باشند که مهم‌ترین آن‌ها شامل مواردی همچون سخت کنده شدن بعد از چسبیدن به سطوح مختلف، تجزیه سخت در طبیعت و … اشاره کرد.
مهم‌ترین کاربردهای پلی اورتان فومی (PU Foam) چیست؟
همان‌طور که گفته شد فوم‌های پلی اورتان از نظر میزان سختی و دانسیته به ۳ دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام از ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی برخوردارند و می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند. از جمله مهم‌ترین کاربردهای این فوم‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- استفاده در صنعت خودروسازی
- استفاده در صنعت بسته‌بندی و حمل‌ونقل
- استفاده در صنعت لوازم‌خانگی
- استفاده در صنایع نظامی، دریایی و ریلی
- استفاده در صنایع ورزشی
- استفاده در صنعت عمران، کشتی‌سازی و …
- استفاده در صنعتی ساختمان‌سازی
- استفاده در صنایع غذا و دارو، پزشکی، کشاورزی و …
در اصل فوم‌های پلی اورتان در صنایع مختلف به شیوه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند و می‌توانند قابلیت‌های منحصربه‌فردی داشته باشند.
- شیوه تزریق که در زمان زیادی صورت گرفته و نیازمند قالب‌های مخصوص است
- شیوه اسپری کردن که در زمان کمی انجام می‌شود
- شیوه ریختن که زمان زیادی به دلیل نیاز به شکل‌دهی لازم دارد
قیمت فوم پلی اورتان
قیمت فوم‌های پلی یورتان همچون انواع عایق‌های پلیمری دیگر می‌تواند تحت تأثیر فاکتورها و پارامترهای مختلفی قرار داشته باشد که مهم‌ترین آن‌ها شامل نوع مواد اولیه به کار رفته در تولید، برند و شرکت تولیدکننده، نوع فوم و درجه سختی آن، کاربردهای فوم، استانداردهای تولید و مدت زمان گارانتی، حجم و مقدار فوم و … می‌باشند.
جمع‌بندی نهایی
فوم پلی اورتان نوعی ماده پلیمری است که از ترکیب دی ایزوسیانات و پلیول تولید می‌شود و می‌تواند به شکل بلوکی، تخته‌ای، اسپری و تزریقی عرضه شود. این فوم به صورت کلی به سه دسته نرم، نیمه نرم و سخت تقسیم‌شده و از ویژگی‌های و کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی برخوردار است.