پلی یورتان(پلی اورتان)

پلی‌اورتان‌ها را اولین بار اوتو بایر در سال ۱۹۳۷ در آلمان کشف کرد و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند. اولین پلی‌اورتان، از واکنش دی‌ایزوسیانات تولید شدند. آلیتان‌ها ترکیباتی هستند که در ساختار آن‌ها پیوند اورتانی وجود دارد. پلی‌اورتان (PU) نام عمومی پلیمرهایی است که دارای پیوند اورتانی می‌باشند. پیوند اورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل تشکیل شده‌است. گروه‌های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آن‌ها نیاز به افزایش دما ندارد. (واکنش در دمای محیط صورت می‌گیرد) مهم‌ترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار به وجود می‌آید. خلاصه اینکه، پلی‌اورتان در اشکال مختلف مانند: فراورده‌های فوم، فیلم، الاستومرها، پودرها، مایعات و امولسیون‌ها قابل تولید هستند. ترکیباتی که دارای گروه ایزوسیانات هستند عبارتند از:

1. ۲و۴ یا ۲و۶ تولوئن دی ایزوسیانات
2. ۴و۴ یا ۲و۴ دی فنیل متان دی ایزوسیانات
3. ۱و۶ هگزا متیلن دی ایزوسیانات

علاوه بر موارد ذکر شده، ترکیبات ایزوسیاناتی دیگری نیز وجود دارند. ترکیباتی که دارای دو گروه هیدروکسیل (OH) یا بیشتر باشند را پلی اُل می‌نامند و به‌طور معمول از گونه‌های زیر استفاده می‌شود:

1. پلی اتر پلی ال
2. پلی استر پلی ال
3. پلی کربنات پلی ال
4. پلی کاپرولاکتون پلی ال

به علاوه، به جای گروه‌های هیدروکسیل، ترکیباتی مثل اسیدهای کربوکسیلیک و آمین‌ها که دارای هیدروژن فعال هستند نیز می‌توانند در ترکیب با ایزوسیانات ها مورد استفاده قرار گیرند. به همین دلیل، زمانی‌که صحبت از پلی‌اورتان‌ها می‌شود، می‌توان گفت که گونه‌های بیشماری از آن‌ها وجود دارد. با توجه به آنچه گفته شد می‌توان نتیجه گرفت، پلی‌اورتان‌ها در موارد گوناگونی مانند: فوم‌های نرم، فوم‌های سخت، الاستومرها، چسب‌ها، روکش‌ها و پایه‌های رنگی بکارگرفته می‌شوند.

کاربرد Polyurethane

پلی‌اورتان‌ها به شکل‌های مختلف از جمله فوم‌های نرم، فوم‌های سخت؛ الاستومرها، ترموپلاستیک الاستومرها، رزین، رنگ، پوشش و… در دنیا کاربرد دارند. یکی از کاربردهای پلی‌اورتان‌ها، استفاده به عنوان پوشش لوله‌های مدفون در خاک با هدف حفاظت در برابر خوردگی می‌باشد. پلی‌اورتان مورد استفاده در این روش، از نوع ۱۰۰٪ جامد و با مواد اولیه دو جزئی است ولی نبایستی چسبندگی زیادی به سطح لوله از این پوشش توقع داشت.

پلی اورتان‌ها در شرایط کاربری خاص مانند دمای بالای خط لوله یا تعمیرات پوشش اصلی کاربرد دارند و کمتر به عنوان پوشش اصلی خطوط انتقال استفاده می‌شوند. استفاده از پوشش‌های پلی‌اورتان جهت پوشش داخلی خطوط انتقال کاربرد بسیار محدودی داشته و به علت آزادکردن ترکیبات سمی ایزوسیانات جهت پوشش داخلی توصیه نمی‌گردد. کاربرد ترکیبات پلی اورتان نیز به‌طور پیوسته رو به توسعه است.

ماستیک‌های پلی اورتان و سیلیکون با توجه به خواص شیمیایی و مکانیکی خود داری کاربردها مختلفی می‌باشند. در کانال ها و مخازن آب و فاضلاب، کف‌سازی سالن‌ها، پیاده‌روها، درز قطعات پیش‌ساخته و کلیه درزهایی که باید در برابر نفوذ آب و دیگر مایعات محافظت گردد و همچنین برای ساخت زیره کفش استفاده می‌شود.

فوم پلی یورتان | Polyurethane Foam

این فوم از دو ماده اصلی پلی ال و ایزوسیانات که هر دو ماهیت مایع دارند تشکیل شده‌اند. پس از ترکیب، این دو ماده باهم واکنش می‌دهند و به‌صورت فوم گسترش می یابند و حجم زیادی پیدا می کند.. و پس از مدتی جامد می‌شوند. این خشک شدن سریع، باعث ایجاد عایقی نسبتاً دائمی خواهد شد که نه ترک می‌خورد و نه تغییر شکل می‌دهد. اگر فوم فراتر از منطقه موردنظر گسترش بیابد، فوم اضافی را می‌توان به اندازه موردنظر برش داد. یکی از کاربردهای فوم پلی یورتان، عایق‌کاری اجسام است.در بازار این فوم به شکل اسپری های کوچک در ابزار فروشی ها نیز موجود می باشد که به اسم اسپری فوم یا فوم اسفنجی معروف می باشد. در تصویر زیر مراحل واکنش دادن فوم پلی اورتان را مشاهده بفرمایید.

کاربرد های فوم پلی یورتان یا فوم پلی اورتان

افشانه یا اسپری فوم پلی یورتان رایج‌ترین نوع از این فوم عایق است که در سال ۱۹۴۰ تولید شد و توسط ارتش ایالات‌متحده آمریکا برای استفاده در هواپیماها بکار گرفته شد و در آغاز دهه ۱۹۷۰ به‌عنوان عایق فوم به‌صورت عمومی مورد استفاده قرار گرفت. یکی از کاربردهای فوم پلی یورتان، عایق‌کاری اجسام است. این دسته‌ از مواد شیمیایی از دو ماده اصلی پلی ال و ایزوسیانات که هر دو ماهیت مایع دارند تشکیل شده‌اند. پس از ترکیب، این دو ماده باهم واکنش می‌دهند و به‌صورت فوم گسترش میابند و پس از مدتی جامد می‌شوند. این خشک شدن سریع، باعث ایجاد عایقی نسبتاً دائمی خواهد شد که نه ترک می‌خورد و نه تغییر شکل می‌دهد. اگر فوم فراتر از منطقه موردنظر گسترش بیابد، فوم اضافی را می‌توان به اندازه موردنظر برش داد.

فوم پلی یورتان در مجسمه سازی و مدل سازی

این ماده در صنایع ساختمانی و عایق بندی ، در صنایع مدل سازی و مجسمه سازی و ساخت اجسام تحولی بسیار بزرگ ایجاد کرد.اساتید برجسته ای فوم پلی یورتان را برای ساخت و خلق مدل های کوچک و بزرگ جایگزین متریال دیگر کرده اند.فقط کافیست که حجم دلخواه را با فوم پلی یورتان ساخته شود و سپس شروع به تراش دادن و ساخت مدل و زیر ساخت مورد نشر می کنیم.

همانطور که قبلا گفتیم مدل سازی و خلق آثار نیاز به تخصص و آموزش های لازم را دارد.من فقط طریقه های ساختن و مواد مورد استفاده و انواع روش ها را به شما معرفی می کنم.ولی برای شروع کار و خلق آثار و المان ها باید به صورت عملی آموزش های لازم را ببینید.

در ویدیو زیر می توانید نمونه مجسمه ساخته شده از قالب سیلیکونی با مواد پلی اوتان را مشاهده کنید

تفاوت فوم پلی یورتان و فوم یونولیت

یونولیت های آماده را در سایز های مختلف در بازار دیده اید.در ساختمان های بیشترین مصارف را دارند.در دانسیته های مختلفی تولید می شوند و به صورت آماده می توانید خریداری کنید.فوم های یونولیت نیز در مدل سازی کاربرد بسیار بالا و راحتی دارند.شما می توانید به صورت آماده خریداری کنید و روی هم قرار دهید و حجم مورد نظر را بسازید. در شغل مدل سازی بدون شک باید با علم فایبرگلاس آشنا باشید.تفاوتی که فوم پلی یورتان با یونولیت دارد در تجزیه شدن و واکنش دادن با مواد دیگر است.به عبارتی یونولیت ها پس از مدلسازی و استفاده از رزین و فایبر گلاس مقاوتی ندارند و به سرعت آب می شوند.حتما باید از یک ماده مکمل برای عایق شدن آن استفاده کرد و یک لایه روی آن زد.سپس از مواد فایبرگلاس استفاده کرد. ولی فوم پلی یورتان(Polyurethane Foam) کاملا مقاوم در برابر فایبرگلاس و یا هر مواد دیگری می باشد.به طوری که می توان یکی از معایب آن را تجزیه شدن طولانی آن در طبیعت(بیش از 400 سال) نام برد.ولی برای از بین بردن یونولید کافیست از کمی بنزین استفاده کنید و روی آنها بریزید.به سرعت ذوب می شود و حجم خود را از دست می دهد.

مزایای فوم پلی یورتان

• هدایت حرارتی کم که از تمامی مصالح عایق متداول دیگر کمتر است
• وزن سبک
• استحکام بالا
• قابلیت بسیار زیاد در پذیرش تغییر در فرمولاسیون جهت برآورده کردن انتظارات کاربردی
• چسبندگی قوی به بسیاری از مواد
• نفوذپذیری کم در برابر بخارآب
• مقاومت حرارتی بالا

فوم سخت پلی یورتان در گستره وسیعی از دما به‌عنوان عایق حرارتی به‌کاربرده شده است. برای مثال این نوع فوم در عایق‌کاری ازت مایع در ۱۹۶- درجه سلسیوس و بخار در ۱۲۶+ درجه سلسیوس به ‌کار برده شده است

• قابلیت فوم شوندگی در محل برای پر کردن شکل‌های پیچیده
• قبل تولید بودن در رنج وسیعی از چگالی‌ها است. به‌طوری‌که چگالی این فوم از ۸ کیلوگرم بر مترمکعب به بالا قابل‌دسترس است.

معایب فوم پلی یورتان

• پاک کردن این مواد از روی سطوح کار سختی است و جاهایی را با این فوم بپوشانید که نیاز به بازرسی و یا تعمیرات نداشته باشد.
• گاز متصاعد شده هنگام کار برای مجریان مضر است و هنگام کار موارد ایمنی را باید رعایت کرد.
• عدم جذب در محیط‌زیست، و چرخه بازیافت ۴۰۰ ساله از معایب انواع پلی یورتان است.

فوم چوب پلی یورتان

امروزه مواد پلی یورتان در بخش های مختلف صنعت مبلمان از جمله در تولید فوم صندلی ( فوم سرد)، تشک، بالشت، زیر آرنجی و دسته صندلی، پایه مبل، قطعات دکوری مانند تاج مبل، پایه ناهار خوری و عسلی و تابلوها استفاده می شود

فوم چوب اورتان

البته باید دانست مواد پلی یورتان که به عنوان فوم چوب استفاده می گردد از نوع  فوم سخت ( فوم ریجید) می باشند در حالی که فوم صندلی از نوع نرم ( فوم فلکس) می باشد. مقاومت فوم پلی یورتان را می توان بسته به نیاز مصرف کننده و کاربرد مورد نظر تنظیم کرد. به عنوان مثال پایه میز ناهار خوری که نیازمند تحمل بار و فشار زیادی می باشد می بایست تا حد امکان محکم باشد به همین منظور از فوم  چوب پلی یورتان با دانسیته بالا ( ۵۰۰ تا ۸۰۰) استفاده می شود. در حالی که در قطعات  دکوری مبل مانند تاج یا پایه عسلی معمولا از فوم پلی یورتان با دانسیته پایین ( حدود ۳۰۰) استفاده می گردد. برای تولید فوم چوب پلی یورتان علاوه بر مواد اولیه که شامل رزین ( پلی ال ) و سخت کننده ( ایزوسیانات) می باشد، نیاز به دستگاه تزریق فوم، قالب تزریق فوم هم دارید. مواد پلی ال و ایزوسیانات برای تشکیل فوم می بایست با نسبت ترکیب مشخص با هم مخلوط شوند که حاصل این ترکیب شیمیایی فوم پلی یورتان خواهد بود. به منظور اطمینان از ترکیب کامل دو مایع با یکدیگر، لازم است از دستگاه تزریق و یا از یک میکسر با دور بالا استفاده شود.

انواع قالب برای فوم چوب پلی یورتان

قالب سیلیکونی، فلزی ( معمولا از جنس آلومینیوم) و قالب آرالدیتی از پر کاربردترین انواع قالب های تزریق فوم پلی یورتان محسوب می شوند. البته قالب های آلومینیومی با وجود سرعت انتقال حرارت بالاتر و مقاومت فیزیکی بهتر به علت گران بودن طرفداران کمتری دارد. در تولید قطعات مبلی و فوم چوب معمولا از قالب سیلیکونی استفاده می گردد. تولید این قالب ها به نسبت کم هزینه تر و سریعتر است اما باید توجه نمود طول عمر این قالب ها کوتاه است و هر چند وقت یکبار دور انداخته شوند. البته نحوه صحیح قالب گیری، استفاده از مواد جدا کننده قالب و بهره گیری از سیلیکون های قالبگیری با کیفیت بالا، عمر قالب ها را افزایش می دهد.

اگر نیاز به آموزش قالبگیری با سیلیکون را داشتید می توانید پکیج آموزشی قالبگیری هنرکده رضا را خریداری بفرمایید

ترکیب مواد

در تعیین مقدار وزنی مواد پلی یورتان مورد نیاز برای پر کردن قالب سیلیکونی باید توجه داشت هر چه دانسیته فوم چوب پلی یورتان بیشتر باشد (میزان پف مواد کمتر است( مواد بیشتری برای پر کردن قالب مورد نیاز دارید.  برای قطعاتی که نیاز به تحمل نیروی فشاری بالایی دارند معمولا از مواد پلی یورتان با دانسیته بالا استفاده می شود. در صورتی که قطعات شما نیاز به تحمل بار زیادی ندارند بهتر است به منظور صرفه جویی و کاهش هزینه تولید از مواد با دانسیته پایین ( پف بیشتر) استفاده شود تا برای واحد حجم مشخصی از قالب، مقدار مواد کمتری مصرف شود. همچنین باید دقت داشت بسته به نیاز مصرف، با تنظیم میزان دانسیته فوم پلی یورتان، فوم چوب تولیدی می تواند سنگین تر و یا سبک تر از قطعه چوب طبیعی باشد.

کپی برداری از مطالب سایت بدون ذکر نام سایت هنرکده رضا مجاز نمی باشد