Classificatie en toepassing van polyurethaanschuim

Polyurethaan (PU) schuim is een belangrijk materiaal dat veel wordt gebruikt in de bouw, auto's, meubels en andere gebieden. Het heeft een verscheidenheid aan uitstekende eigenschappen, zoals lichtgewicht, geluidsisolatie, hittebehoud, brandwerendheid, enzovoort, en is daarom zeer geliefd bij verschillende industrieën. Afhankelijk van het toepassingsscenario en de chemische structuur kan het worden onderverdeeld in verschillende soorten, zoals hard polyurethaanschuim, flexibel polyurethaanschuim en halfhard polyurethaanschuim, elk met verschillende kenmerken en toepassingsgebieden. Dit artikel introduceert in detail de classificatie van polyurethaanschuimen en hun toepassingen in de bouw, auto-industrie, meubels en andere toepassingen.

Overzicht van polyurethaanschuim

Polyurethaanschuim is een soort polymeermateriaal met een holle bellenstructuur, dat vele uitstekende eigenschappen heeft, zoals lichtgewicht, geluidsisolatie, hittebehoud en brandwerendheid. De basisstructuur is een belstructuur gevormd door een polymeer geproduceerd door de reactie van isocyanaat en polyol, gekatalyseerd door een belmiddel. Polyurethaanschuim kan worden onderverdeeld in hard polyurethaanschuim, elastisch polyurethaanschuim en halfstijf polyurethaanschuim.

Het proces van de productie van polyurethaanschuim wordt kort beschreven in de volgende stappen:

• Eerst worden isocyanaat en polyol gemengd en onder bepaalde temperatuuromstandigheden gereageerd om een ​​prepolymeer te produceren.
• Vervolgens worden belmiddelen toegevoegd om onder bepaalde verwarmingsomstandigheden bellen te produceren.
• Tenslotte wordt na een bepaalde uithardingstijd het polyurethaanschuimmateriaal gevormd.

Polyurethaanschuim heeft de volgende kenmerken:

1. Lichtgewicht: lichte dichtheid, die de structurele belasting kan verminderen.
2. Geluidsisolatie: goede geluidsabsorptieprestaties, die geluid effectief kunnen verminderen.
3. Thermische isolatie: uitstekende thermische isolatieprestaties, die warmteverlies kunnen verminderen.

Over het algemeen is polyurethaanschuim een ​​zeer belangrijk materiaal dat veel wordt gebruikt in de bouw, auto-industrie, luchtvaart, meubels en andere gebieden.

Chemische structuur

De belangrijkste componenten van polyurethaanschuim zijn isocyanaat en polyol. Isocyanaat is een organische verbinding die NCO-groepen bevat, die gewoonlijk reageert met polyolen om polymeren te vormen. Polyol daarentegen is een organische verbinding met meerdere hydroxylgroepen (-OH-groepen), die bij reactie kunnen worden aangevallen door de NCO-groepen in isocyanaat om een ​​gesloten ringstructuur te vormen. Wanneer de twee reageren, zal de NCO-groep een ureumbinding (NHCONH) of een acyl-ureumbinding (RCO-NH-) vormen met de OH-groep, d.w.z. een polyurethaanstructuur.

De chemische reactie van polyurethaanschuim is gebaseerd op de reactie van isocyanaat en polyol en is onderverdeeld in de volgende stappen:

• Verkrijging van prepolymeer: ​​Isocyanaatprepolymeer kan worden verkregen door het mengen en laten reageren met polyol.
• Schuimreactie: voeg een schuimmiddel toe aan het prepolymeer om CO2-gas te produceren, en het polymeer zal onder invloed van het gas fysiek uitpuilen en verschillende gatenstructuren vormen, terwijl de oplossing in het gemengde materiaal schuimmateriaal wordt.
• Uitharding: Het oppervlak van het schuimmateriaal wordt verwarmd om de uitharding na het vormen te versnellen.

Polyurethaanschuimen hebben een chemische structuur die bestaat uit een polymeer bestaande uit polyol en isocyanaat, en een bellenstructuur gevormd in het polymeer. De specifieke moleculaire structuur en het mechanisme zijn afhankelijk van het type polyurethaanschuim en het productieproces.

Classificatiemethode

Classificatie volgens hardheid

Het kan worden onderverdeeld in twee categorieën: hardschuim en zacht schuim. De hardheid van hardschuim is relatief hoog en kan worden gebruikt voor de productie van hardschuimproducten van polyurethaan, zoals stoelen, kussens, handvatten, enzovoort. De hardheid van flexibel schuim is relatief laag, wat wordt gebruikt voor de productie van flexibele polyurethaanschuimproducten, zoals kussens, kussens, matrassen, enzovoort.

Classificatie volgens dichtheid

Het kan worden ingedeeld in drie categorieën: polyurethaanschuim met hoge dichtheid, polyurethaanschuim met gemiddelde dichtheid en polyurethaanschuim met lage dichtheid. Polyurethaanschuim met hoge dichtheid heeft een dichtheid van> 800 kg/m3, polyurethaanschuim met gemiddelde dichtheid heeft een dichtheid van 200-800 kg/m3 en polyurethaanschuim met lage dichtheid heeft een dichtheid van <200 kg/m3. Over het algemeen is polyurethaanschuim met hoge dichtheid geschikt voor toepassingen met hoge belasting, zoals autostoelen en autodaken.; Polyurethaanschuim met gemiddelde dichtheid kan worden gebruikt voor de vervaardiging van meubels en matrassen; polyurethaanschuim met lage dichtheid is geschikt voor licht Polyurethaanschuim met lage dichtheid is geschikt voor lichte toepassingen, zoals verpakkingsmaterialen.

Classificatie volgens toepassing

Afhankelijk van de toepassing kan polyurethaanschuim worden onderverdeeld in polyurethaanschuim voor de bouw, polyurethaanschuim voor de lucht- en ruimtevaart, polyurethaanschuim voor transport en polyurethaanschuim voor huishoudens. Polyurethaanschuim voor de bouw wordt bijvoorbeeld voornamelijk gebruikt voor muurisolatie, warmtebehoud, schokabsorptie en geluidsreductie; polyurethaanschuim voor de ruimtevaart wordt gebruikt voor de productie van ruimtevaartuigen, raketten en satellieten; polyurethaanschuim voor transport wordt voornamelijk gebruikt voor auto-interieurdecoratie, stoelen; polyurethaanschuim voor een huishouden wordt gebruikt voor matrassen, kussens, banken, kussens, enzovoort.

Praktisch voorbeeld:
De classificatiemethode van hardschuim en zachtschuim kan worden gebruikt bij de vervaardiging van matrassen. Meestal wordt bij matrassen de harde schuimlaag met hoge stevigheid gebruikt om het lichaam goed te ondersteunen, terwijl de zachte schuimlaag met gemiddelde zachtheid wordt gebruikt om de druk van het lichaam te verlichten met goed comfort.
De dichtheidsclassificatiemethode kan worden gebruikt in de autoproductie. Wat de carrosserie-isolatie betreft, is polyurethaanschuim met hoge dichtheid geschikt voor autodakliftsystemen en andere onderdelen die een hoge draagkracht nodig hebben; polyurethaanschuim met gemiddelde dichtheid is geschikt voor verschillende onderdelen, zoals deurpanelen en vloeren; polyurethaanschuim met lage dichtheid is geschikt voor lichter belaste onderdelen zoals hemelbekleding en airbags.
De gebruiksclassificatiemethode kan worden gebruikt voor de productie van kussens. Zacht schuim kan bijvoorbeeld worden gebruikt als kussen, terwijl hard hard schuim kan worden gebruikt voor de rugleuning van een armleuning.

Toepassingen van hard polyurethaanschuim

Stijf polyurethaanschuim is een polymeermateriaal met hoge sterkte, hoge stijfheid en lage dichtheid dat vaak wordt gebruikt in de bouw, luchtvaart, auto-industrie, elektronica, meubels en andere gebieden.

• Bouwveld: Het kan worden gebruikt als isolatie, dak- en muurscheidingen, deur- en raamkozijnen, bodembedekkingsmaterialen, enzovoort. De hoge sterkte en duurzaamheid maken het tot een effectief bouwmateriaal dat de energie-efficiëntie en de stabiliteit van bouwconstructies kan verbeteren.
• Lucht- en ruimtevaart: Het wordt veel gebruikt in schotten, stoelen, frames en banden in vliegtuigen en ruimtevaartuigen. Het lichte gewicht en de hoge stijfheid kunnen de energiebesparing en de vluchtefficiëntie van vliegtuigen verbeteren.
• Automotive veld: Het wordt gebruikt in autostoelen, vulling in deuren, aluminium platen en glasvezelversterkte materialen in de carrosseriestructuur, enzovoort. In de automobielproductie kunnen de hoge sterkte en duurzaamheid het gewicht verminderen en de veiligheid vergroten.
• Elektronisch veld: het kan worden gebruikt voor de elektronische beschermhoes, ingebedde printplaat, kabelisolatie, enzovoort. De uitstekende elektrische isolatieprestaties en stabiliteit kunnen de veiligheid en stabiele werking van elektronische apparatuur garanderen.
• Meubelveld: Het wordt gebruikt als vulmateriaal voor banken, stoelen, tafelbladen, enzovoort. De lichtgewicht, hoge sterkte, vochtbestendige en vuurvaste warmte-isolerende eigenschappen maken het tot een soort meubelmateriaal met lage kosten en hoge productie-efficiëntie.

Concluderend wordt hard polyurethaanschuim op veel gebieden veel gebruikt en kan het uitstekende eigenschappen bieden, zoals hoge sterkte, lichtgewicht, duurzaamheid, vocht- en brandwerendheid, en thermische isolatie.

Toepassingen van flexibel polyurethaanschuim

Flexibel polyurethaanschuim is een licht, zacht en flexibel polymeermateriaal dat veel wordt gebruikt in meubels, schoenmaterialen, matrassen, autostoelen, verpakkingsmaterialen en andere gebieden.

• Meubelveld: Het kan worden gebruikt als vulmateriaal voor banken, stoelen, kussens, enzovoort. De zachtheid en elasticiteit ervan kunnen een comfortabele zitervaring garanderen en kunnen het comfort en de schoonheid van het meubilair verbeteren.
• Veld schoenmateriaal: het wordt gebruikt in inlegzolen van sportschoenen, vrijetijdsschoenen, pantoffels, enzovoort. De hoge elasticiteit en slijtvastheid kunnen een gevoel van voetpassing en een dempend effect geven, waardoor de druk en schade aan de voeten door langdurig gebruik worden verminderd.
• Matrasveld: gebruikt als vulmateriaal in matras. De zachte prestaties en het ademend vermogen kunnen voor een goede slaapervaring zorgen.
• Autostoelveld: gebruikt als vulmateriaal in autostoelen. De hoge elasticiteit en slijtvastheid kunnen zorgen voor een comfortabele zitervaring voor bestuurder en passagiers en kunnen het gevoel van vermoeidheid langdurig verminderen.
• Verpakkingsveld: gebruikt als opvulmateriaal in productverpakkingen. De lichtgewicht- en elasticiteitsprestaties kunnen goede dempings- en beschermende effecten voor de verpakking bieden en de stabiliteit en veiligheid van producten tijdens transport garanderen.

Flexibel polyurethaanschuim wordt op veel gebieden veel gebruikt en kan uitstekende eigenschappen bieden, zoals zachtheid, elasticiteit, comfort, enzovoort. Het kan ook vrij worden gevormd en aan verschillende vraagdoelen voldoen.

Toepassing op het gebied van de bouw

Als uitstekend isolatiemateriaal heeft polyurethaanschuim een ​​breed scala aan toepassingen in de bouwsector. De belangrijkste toepassingen zijn het bouwen van muren, daken, vloeren, leidingisolatie, geluidsisolatie, enzovoort. Het heeft de volgende voordelen:

1. Goede isolerende eigenschappen: het heeft goede isolerende eigenschappen, zoals warmte-isolatie, geluidsisolatie en vochtbestendigheid, waardoor het energieverlies in het gebouw effectief kan worden verminderd.
2. Lichtgewicht: met de kenmerken van lichtgewicht zal het geen gewichtsdruk aan het gebouw toevoegen en ook de kosten van de bouwconstructie verlagen.
3. Vlamvertragend: na een speciale behandeling heeft het een goede brandwerendheid, die effectief bestand is tegen de schade van brand aan het gebouw.
4. Handige constructie: met een sterke doorlaatbaarheid en hechting hecht het goed aan het bouwoppervlak en is het gemakkelijk en snel te construeren.

Hieronder volgen enkele nadelen van polyurethaanschuim in bouwtoepassingen:

1. Produceren schadelijke gassen: Giftige gassen zoals koolmonoxide, kooldioxide, cyanide, enzovoort. komt vrij bij het branden. Er moet aandacht worden besteed aan brandpreventie.
2. Gemakkelijk te beschadigen: het oppervlak kan gemakkelijk breken of barsten door mechanische schade, ultraviolette straling en andere factoren. Omgevingen met hoge temperaturen moeten worden vermeden.
3. Hogere kosten: Vergeleken met andere bouwisolatiematerialen zijn de kosten van polyurethaanschuim hoger, waardoor de kosten van bouwmaterialen stijgen.

Bij het gebruik van polyurethaanschuim moet aandacht worden besteed aan het rationeel gebruik en de behandeling ervan, zodat de voordelen ervan volledig tot hun recht komen en wordt vermeden dat de nadelen nadelige gevolgen hebben voor het gebouw en het menselijk lichaam.

Toepassing op het gebied van transport

Polyurethaanschuim wordt veel gebruikt op het gebied van transport, en het volgende is een analyse van de belangrijkste toepassingen en voor- en nadelen:

• Als warmte-isolatiemateriaal: Op het gebied van transport kan het in voertuigen of schepen worden gebruikt als warmte-isolatiemateriaal. Met zijn lage dichtheid en waterabsorptie heeft polyurethaanschuim goede warmte-isolatieprestaties, die de temperatuurverandering in het voertuig of de scheepscabine effectief kunnen verminderen en de operationele efficiëntie kunnen verbeteren. Bovendien zijn de eenvoudige constructie en snelle installatie een van de redenen waarom het op grote schaal wordt gebruikt in de transportsector.
• Als verpakkingsmateriaal: het kan de veiligheid van voertuigen, schepen en andere grote voertuigen tijdens het transportproces effectief beschermen. Polyurethaanschuim heeft een lichtere dichtheid en een strakkere structuur, met uitstekende demping en schokbestendige prestaties, die de impact tijdens de botsing effectief kunnen absorberen en het risico op ladingschade kunnen verminderen.
• Als lijm- en vulmateriaal: Het kan worden gebruikt als lijm- of vulmateriaal om componenten op transportgebied te versterken of te verbeteren. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om verschillende materialen (zoals metaal, vezels, glas, enzovoort) te verbinden en ook de holtes in voertuigen of schepen op te vullen om ruimteverspilling te verminderen.

Voordelenanalyse

• Goede thermische isolatie: lage dichtheid en lage wateropname kunnen effectief isoleren en energieverlies verminderen.
• Uitstekende anti-schok- en dempingsprestaties: het heeft een goede flexibiliteit en taaiheid, die de trillingen en impact van transportgereedschap zeer goed kan absorberen.
• Handige constructie: met een bepaalde vloeibaarheid en viscositeit is het tijdens de constructie gemakkelijk te spuiten, injecteren en vullen.
• Lichtgewicht: Het is een relatief licht materiaal, waardoor het totale gewicht tijdens transport kan worden verminderd, waardoor energie wordt bespaard.

Nadelenanalyse

1. Ontvlambaar in open vuur: polyurethaanschuim is brandbaar en heeft een brandwerende behandeling nodig.
2. Het duurzaamheidsprobleem: vatbaar voor vergeling, veroudering en verharding door ultraviolette straling, oxiderende gassen, enzovoort.

Toepassing in de meubelproductie

Polyurethaanschuim heeft een breed scala aan toepassingen in de meubelproductie, voornamelijk op het gebied van opvulling, ondersteuning, geluidsisolatie, schokbestendigheid en thermische isolatie.

• Matras: Het wordt veel gebruikt in matrassen vanwege de goede ondersteuning en het ademend vermogen, en het kan veranderen afhankelijk van de vorm van het menselijk lichaam, zodat het menselijk lichaam de beste rust kan krijgen.
• Bank: Het wordt gebruikt om het bankkussen en het rugkussen te vullen om de bank comfortabeler, stabieler en langer leven te maken.
• Stoelen: Het wordt veel gebruikt in stoelkussens, rugkussens en armleuningen om stoelen comfortabeler, duurzamer en met goede ondersteuning te maken.
• Geluidsreductie: Het wordt gebruikt bij meubelisolatie en geluidsisolatie om de geluidsoverdracht te verminderen en de kwaliteit van het huis te verbeteren.

Voordelen

1. Heeft goede ondersteuning en kan veranderen afhankelijk van de vorm van het lichaam, om ervoor te zorgen dat het menselijk lichaam de beste rusttoestand krijgt.
2. Met goede elasticiteit, bestand tegen langdurig gebruik, om langdurig comfort en een lange levensduur te garanderen.
3. Met de voordelen van schokbestendig en hittebehoud kan de kwaliteit van het meubilair en het gebruikseffect worden verbeterd.

Nadelen

1. Hogere productiekosten en hogere eisen voor fabrikanten.
2. Gemakkelijk vervormd door vocht, wat tot slecht gebruik zal leiden. Houd het dus droog en geventileerd.

Als meubelmateriaal kan polyurethaanschuim niet alleen het comfort en het uiterlijk van meubels verbeteren, maar ook de kwaliteit en het gebruik van meubels verbeteren, waardoor consumenten een betere woonervaring krijgen.

Toepassing op het gebied van elektronische apparaten

Polyurethaanschuim wordt veel gebruikt op het gebied van elektronica en elektrische apparaten, voornamelijk voor de verpakking, bescherming en isolatie van elektronische componenten.

Voordelen

• Polyurethaanschuim heeft een goede afdichting, licht materiaal, corrosiebestendigheid, gemakkelijke verwerking en een goed schokabsorptievermogen, waardoor de schade aan elektronische componenten als gevolg van trillingen en andere effecten effectief kan worden verminderd.
• Polyurethaanschuim heeft goede thermische isolatie-eigenschappen, die kunnen voorkomen dat het circuit defect raakt als gevolg van de hoge temperatuur van elektronische componenten.
• Polyurethaanschuim kan ook effectief elektromagnetische golven isoleren om te voorkomen dat elektronische componenten elektromagnetische golven verstoren en de werkstabiliteit en betrouwbaarheid van elektronische componenten verbeteren.

Nadelen

• De lage dichtheid van polyurethaanschuim beschermt elektronische componenten, maar is moeilijk bestand tegen externe krachten, gemakkelijk te breken en moeilijk te gebruiken op het gebied van elektrische apparaten die hoge druk en hoge sterkte moeten weerstaan.
• Sommige polyurethaanschuimen zullen verouderen en breken onder hoge temperaturen, vochtigheid of langdurige blootstelling aan ultraviolet licht, wat de levensduur beïnvloedt.

In het algemeen heeft polyurethaanschuim, als een van de meest gebruikte materialen op het gebied van elektronica en elektrische apparaten, een breed scala aan toepassingsmogelijkheden en bepaalde beperkingen en moet het zorgvuldig worden geselecteerd en gebruikt in overeenstemming met de feitelijke gelegenheid.

Toepassing op het gebied van milieubescherming

Op het gebied van milieubescherming wordt polyurethaanschuim voornamelijk op de volgende gebieden gebruikt:

• Geluidsabsorptie en akoestische isolatie Polyurethaanschuim kan door de open celstructuur effectief geluid absorberen en geluiddicht maken en heeft uitstekende geluidsabsorberende eigenschappen. Daarom wordt polyurethaanschuim veel gebruikt voor geluidsisolatie en akoestische behandeling in geluidsstudio's, opnamestudio's, theaters, conferentiezalen en andere plaatsen.
• Energiebesparende warmte-isolatie Polyurethaanschuim heeft uitstekende warmte-isolatieprestaties, waardoor het energieverbruik effectief kan worden verminderd en airconditioningsystemen efficiënter kunnen worden gemaakt. In de bouw, transport in de koudeketen, huishoudelijke apparaten en andere gebieden wordt polyurethaanschuim meestal gebruikt als isolatiemateriaal om energiebesparingen te realiseren.
• Isolatieverpakkingen van polyurethaanschuim kunnen worden verwerkt tot isolatieverpakkingsmaterialen, zoals gekoelde goederen, maaltijddozen, farmaceutische isolatiepakketten, enzovoort. Deze materialen kunnen de houdbaarheid van goederen effectief verlengen en voldoen aan de eisen van een groene omgeving.

Voordelen

1. Het heeft goede warmte-isolatie, hittebehoud en geluidsabsorptie-eigenschappen, die het energieverbruik en de geluidsoverlast effectief kunnen verminderen.
2. Het heeft goede verwerkingsprestaties en kan indien nodig in verschillende vormen en maten worden gemaakt, wat gemakkelijk te gebruiken en te transporteren is.
3. Het materiaal is licht, corrosiebestendig, gemakkelijk te onderhouden en heeft een lange levensduur.

Nadelen

1. De productiekosten zijn relatief hoog en in sommige gebruikssituaties kunnen er kostenbarrières zijn.
2. Polyurethaanschuim is kwetsbaar en moet in sommige gevallen worden voorzien van een sterke externe beschermlaag om de duurzaamheid en bescherming te verbeteren.
3. Polyurethaanschuimmaterialen kunnen beschadigd raken bij blootstelling aan omstandigheden zoals hoge temperaturen en sterke zuren en basen, en moeten vóór gebruik worden geëvalueerd en beschermd.

Polyurethaanschuim, als materiaal dat veel wordt gebruikt op het gebied van milieubescherming, heeft uitstekende voordelen, maar heeft ook enkele beperkingen en gebreken die aandacht behoeven. In de specifieke toepassing moet deze zorgvuldig worden geëvalueerd en geselecteerd op basis van de prestatiekenmerken en de behoeften van de gelegenheid.

Conclusie

Polyurethaanschuim, met zijn veelzijdige eigenschappen en toepassingen, is in tal van industrieën een onmisbaar materiaal geworden. Het aanpassingsvermogen ervan, variërend van constructie tot meubilair, toont de betekenis ervan. Hoewel het talloze voordelen biedt, is het echter essentieel om rekening te houden met de beperkingen ervan in specifieke toepassingen. Naarmate de vooruitgang voortduurt, lijkt het potentieel voor de bredere toepassingen van polyurethaanschuim veelbelovend, waardoor het een centraal punt wordt voor industrieën die streven naar efficiëntie en innovatie.