LEXIKONU PUR

LEXIKONU PUR

Polyuretany, zkráceně PUR, jsou vyráběny z vícefunkčních polyizokyanátů a dvou a vícevrstvých vysoce hodnotných alkoholů (polyolů). Charakteristickou pro polyuretany je uretanová skupina s následující chemickou strukturou:

Materiály této třídy zahrnují obvykle také jiné typy vázání, např. močoviny, amidů, biuretů, allofanátů, esterů a/nebo etherů. Proto je název polyuretan souhrnným pojmem pro naprosto rozdílně sestavné polymery.

Podle volby a stechiometrického poměru výchozí látky se docílí velmi rozdílných vlastností polyuretanů, které jsou používány jako součásti lepidel a laků (polyuretanové pryskyřice) a své možnosti užití naleznou jako termoplastický materiál pro díly ložisek, role, pneumatiky, válce a jako více či méně tvrdé elastomery ve formě vláken nebo jako polyetherový resp. polyuretanový kaučuk, jako duroplastové odlévací živice ale především jako pěnové látky.

Zdroj: BASF

Polyuretanové pěny vznikají při polyadici, když je přítomna voda a/nebo palivo. Voda reaguje s izokyanáty za oddělení oxidu uhelnatého, který působí jako palivo a tvůrce pěny.
Podle volby reakčních komponentů, jejich stechiometrických poměrů a chemických reakčních podmínek se dosáhne měkkých polyuretanových měkkých pěn, polyuretanových tvrdých pěn a strukturovaných nebo integrovaných pěn.

Integrální pěny (strukturní pěny) jsou pěny, které jsou celým svým průřezem chemicky identické, a jejichž hustota se ale zvenčí směrem dovnitř souvisle snižuje. Jsou charakteristické svým pórovitým jádrem a téměř masívní okrajovou zónou. Klesání nastavené teploty z nitra formy k jejím stěnám během procesu vypěňování způsobuje při výrobě integrálních pěn rozdílnou roztažnost vypařovaného hnacího prostředku, který kondenzuje na studené okrajové zóně nad průřezem formy a to způsobuje popsané rozdíly v hustotě pěny.
Dodatečně potřebnými pomocnými látkami nebo aditivy při polyadici mohou být katalyzátory, emulgátory, pěnové stabilizátory, pigmenty, ochranné prostředky proti stárnutí a plamenům atd. Ty jsou obsaženy např. v komponentu A (polyolová směs). Polyadice je stupňovitě probíhající spojovací reakce dvou-, tří- či vícefunkčních základních molekul (monomerů) do velkého řetězce molekul (polymery). V protikladu k polykondenzaci se u polyadice žádné molekuly neodštěpují. Známý případ polyadice je reakce diizokyanátu s diolenem (vícefunkční alkoholy), jejímž výsledkem je polyuretan. Přitom reaguje skupina izokyanátů (-N=C=O) se skupinou hydroxidů (-OH), načež výsledkem je uretanový most (-NH-CO-O-).

baur-hauptformel-czCelkově se v chemii označují všechny organické sloučeniny jako alkoholy, jejichž charakteristickou funkční skupinou je skupina hydroxidů (-OH). V polyuretanech jsou použity hlavně vícemolekulární polyetheroly a / nebo polyesteroly a ty jsou v dvoukomponentovém systému obsaženy v komponentu A. Zkráceně bývají označovány také jako polyoly.
Polyizokyanáty (komponent B) mohou členěny na alifatické resp. cykloalifatické a aromatické izokyanáty. Mohou být shrnuty následujícím všeobecným strukturním vzorcem.
R-(N=C=O)n
Aromatické polyizokyanáty mají větší hospodářský význam. Jsou nasazovány při více než 90% případů použití polyuretanu. Obě hlavní látky jsou 4,4‘-dimethylen (fenylizokyanát), zkráceně MDI, a toluen-diizokyanáty, zkráceně TDI. Alifatické a cykloalifatické izokyanáty jsou používány na základě jejich stálosti na světle především v lacích.

Výroba polyuretanových pěn se realizuje takzvaným vypěňováním forem, při kterém je zpěněná rekční směs dopravena do vyhřátých forem, které jsou po ukončení zpěňovací reakce zcela naplněny. K výrobě komplikovaně tvarovaných předmětů z polyuretanových dílů se v 70. letech vyvinula tzv. technika RIM (Reaction Injection Moulding – reakční vstřikové lití). Postup dle RIM spočívá v rychlém naplnění a smíchání komponentů (např. 2 komponenty: komponent A a komponent B) ve směšovací komoře a vstřiku reaktivní směsi např. do formy (dále u pěn: vypěnění reakční směsi, naplnění formy a rychlé vytvrdnutí). Doba cyklu zabere několik málo minut.