Poliuretano cheminės savybės ir panaudojimas šiuolaikinėse statybose bei pramonėje

Kylantys klausimai Kai statome namą ar įrenginėjame patalpas, susiduriame su begale klausimų ir apšiltinimo klausimai atsiduria ne paskutinėje eilėje: Kokias medžiagas naudoti ir kuri jų geriausia? Kas atliks šiltinimo darbus - pats ar samdysiu specialistus? Kokią įmonę pasirinkti, kai rinkoje tiek pasiūlymų ir kiekvienas giria savo parduodamą produktą ir paslaugas?

Šiuolaikinė Europa ir JAV lenkia Lietuvą daugiau nei 40 metų naudodama šiltinimo medžiagas su purškiamomis uždarų ir atvirų porų poliuretano putomis. Poliuretano putos jau buvo gerai žinomos dėl savo išskirtinių šiluminės izoliacijos savybių: uždaryta ląstelių struktūra efektyviai sulaiko orą, o atviros poros suteikia puikias garso ir šilumos izoliacines savybes. Taigi, šio straipsnio tikslas - apžvelgti poliuretano cheminių grupių ypatybes, jų paskirtį ir praktinį panaudojimą įvairiose srityse.

Kas yra poliuretanas ir iš ko jis susideda

Poliuretanas yra polimeras, susidarantis iš uretaninių ryšių, kuriuos formuoja reakcija tarp izocianatų ir poliolių. Polimeras gali būti ir kietas, ir minkštas, priklausomai nuo mišinio sudėties ir gamybos sąlygų. Poliuretano putos skirstomos į dvi pagrindines rūšis: atvirų porų (minkštesnės, lengvos, „kvėpuojančios“) ir uždarų porų (tankios, sandarios). Abi rūšys turi skirtingas savybes ir taikymo sritis.

Atvirų porų poliuretano putos

• Mažas tankis: 8-14 kg/m³; naudojamos vidinėms sienoms, pertvaroms, luboms, pastogėms.
• Didelis plėtumo koeficientas - užpurškus išsipučia iki 85-120 kartų; užtikrina gerą sandarumą.
• Šilumos laidumo koeficientas 0,036-0,038 W/m·K; garso izoliacijos savybės taip pat geros.
• Pore struktūra lemia drėgmės įgeriamumą, todėl po apipūtimo būtina garų izoliacinė plėvelė nuo vidinės pusės.
• Vidaus drėgmės pokyčiai gali prarasti dalį R vertės; tarnavimo laikas - virš 40 metų.

Uždarytų porų poliuretano putos

• Aukštos kategorijos tankis: 37-60 kg/m³; dažniausiai naudojamos išorės ir vidaus sienoms, stogams, pastogėms ir pamatai.
• Šiluminės izoliacijos koeficientas 0,025-0,028 W/m·K; mažesnis už atvirų porų įverčius.
• Nebūtina garų izoliacinė plėvelė; turi tvirtą sandarumo plėvelę, dažnai naudojama kartu su atvirų porų pučiama izoliacija.
• Didelis sandarumas ir gebėjimas užpildyti plyšius - 22-33 kartus išsipučia po purškimo.
• Tarnavimo laikas virš 40 metų; gali pasiekti 50% didesnę šiluminę varžą nei kai kurios kitos izoliacinės medžiagos.

Pagrindiniai poliuretano privalumai ir jų įtaka praktikoje

Purškiamosios poliuretano putos pasižymi puikiais šilumos izoliacijos parametrais, lengva montavimo eiga ir gebėjimu užpildyti ertmes bei nelygumėtes vietas. Dėl uždaros ląstelių struktūros uždaros poros puikiai tinka dėka didelio sandarumo, o dėl atvirų porų - dėl žemesnės tankio bei puikaus garso izoliavimo gebėjimo.

Tarp jų išskiriamos ir aplinkosaugos savybės: poliuretane nėra žalingų medžiagų, jis neturi didelio dulkiavimo lygio, nedulka, atsparios pelėsiui, o po apipūtimo kenkėjai ar mikroorganizmai neįsiveisia. Tačiau reikia pridėti, kad dėl garų izoliacijos poreikio kartais reikia papildomos plėvelės.

Poliuretano istorija ir evoliucija

Poliuretano chemijos raida prasidėjo 1849 m. su izocianatų sintezės atradimais, o pirmasis poliuretanas buvo sukurta 1937 m. Otto Bayerio laboratorijoje. Po Antrojo pasaulinio karo plėtra sustiprėjo JAV ir Didžiojoje Britanijoje, o 1951 m. pradėta naudoti polieterio polioliai. 1954 m. putų poliuretanas pradėjo pasirodyti rinkoje; 1963 m. sukurta pirmoji mobilioji SPF įranga purškimui. Nuo 1970-1980 m. minkštosios putos įgavo plataus užmojo taikymą, o 1990-aisiais rinkoje atsirado alternatyvos ozono skaidymui žalingoms medžiagoms.

Praktiniai įspūdžiai iš Lietuvos naudotojų patirties

Jaunų šeimų patirtis rodo, kad poliuretano putos efektyviai sumažina energijos sąnaudas: Klaipėdoje gyvenanti Rita ir Darius Urbonai teigia, jog per pirmąsias savaites šiltinimo procesas sukėlė laikinus drėgmės ir ventiliacijos iššūkius, tačiau po adaptacijų ir vėdinimo atnaujinimo namo šiluminė ekonomija tapo pastebima. Energetikos ekspertai pataria planuoti šiltinimo darbus šiltojo metų laiku, kad išvengti papildomų žieminių išlaidų šildymo metu.

Akustikos specialistas pažymi triukšmo sumažėjimą, o langų specialistas - būtinybę įvertinti langų būklę prieš šiltinimą. Svarbu prisiminti, kad kai kuriose vietose gali prireikti ventiliacijos sistemos atnaujinimo po šiltinimo darbų. Padidėjęs komfortas ir mažesnės energijos sąnaudos ypač teigiami pasiekimai atsižvelgiant į gyvenimo kokybę ir psichologinę gerovę.

Priežiūra, priedai ir specialiosios savybės

Poliuretano priedai - katalizatoriai, stabilizatoriai, antipirenai, pigmentai, užpildai ir kiti papildomi komponentai - gali pagerinti dangų sukibimą, atsparumą dilimui, atsparumą cheminėms medžiagoms bei UV spinduliams. Biologiniai priedai iš atsinaujinamų šaltinių tampa vis populiaresni dėl tvarumo. Tarp specialiųjų priedų dominuoja antipirenai bei vandens pagrindu pagaminti priedai, skirti aplinkai draugiškoms PU sistemoms.

Poliuretano elastomero savybės priklauso nuo polimerų tipo (polieterio vs poliesterio), karkaso architektūros ir kristalizacijos tendencijų minkštojo segmento atžvilgiu. Tai lemia atsparumą karščiui, laiką iki didelio temperatūrinio aktyvumo bei elastingumą įvairiose temperatūrose. Visi parametrai yra svarbūs pasirenkant sprendimą konkrečiai užduočiai - ar tai putų naudojimas daugiausia kaip šilumos izoliacija, ar kaip mechaninis komponentas, veikęs su pasiūlymais.

Taikymo sritys poliuretanui

• Šilumos izoliacija patalpose: namų, komercinių ir pramoninių pastatų stogams, sienoms ir grindims - tiek atvirų, tiek uždarų porų PU putos.
• Ortakiai ir latakai: PU pre-izoliuoti ortakiai ir plokštės - aukšta energijos taupymo nauda ir platus taikymo spektras.
• Grindų dangos, lakai ir sandarikliai: puikus sukibimas, atsparumas dilimui ir aplinkos sąlygoms.
• Automobilių ir transporto sektorius: lengvi ir tvirti komponentai, sumažintas vibracijų perdavimas, atsparumas karščiui ir chemijai.
• Tekstilės dangos, klijai, spausdinimo rašalai - įvairių pramonės šakų būtinybėms skirtinguose produktuose.

Specialioms patalpoms, pvz., daržovių saugykloms ir šaldymo kameroje, dažnai taikomos uždarų porų poliuretano sistemos dėl jų didelio sandarumų ir atsparumo drėgmei gebėjimo. Kartais naudojamos mišrios sistemos, kai naudojama atvirų porų poliuretano plokštė kartu su uždarų porų poliuretano putomis, siekiant optimalios šilumos izoliacijos ir sandarumo kombinacijos.

tags: #poliuretano #chemine #medziaga