Poliüretan Nedir?

Poliüretan; 1937 yılında Otto Bayer ve çalışma arkadaşları tarafından (Leverkusen, Almanya) bulunan, karbamat bağlantıları içeren organik üniteler zincirinden oluşan polimerlerdir.

İzosiyonat ve hidroksil grupları arasındaki reaksiyon ürününü (üretan) tekrarlar şeklinde ihtiva eden polimer "Poliüretan" olarak adlandırılmaktadır. Polimerin morfolojisi; kullanılan diol ve İzosiyanat ın molekül, strüktür ve karakterine göre şekil alır.

İlk sert poliüretan köpük 1947 yılında, esnek poliüretan köpükler 1954 yılında üretildi.

1960 lı yılların başında ise otomobil sanayinde yarı sert poliüretan köpükler üretilerek oldukça yaygınlaşan ve sanayileşen hammaddenin günümüzde bilinen yaklaşık 11 bin türevi üretilmektedir.

Günlük hayatımızda hemen elimizin altında bile kullanılmasına karşın farkında olmadığımız poliüretan artık otomotiv, sünger, ayakkabı, taşıma, soğutma, yalıtım, mobilya, tekstil, gıda, elektronik, boya, sanayi parçaları üretimi ve sağlık sektörü (biyouyumlu) gibi branşların değişmez parçası olmakla birlikte inşaat ve yapı sektöründe henüz yerini tam olarak bulamamıştır.

Poliüretan Hakkında Bilgi

Bir diizosiyanatın, diol, diamin veya dikarboksilli asit gibi en az iki aktif hidrojen bulunduran bir bileşikle meydana getirdiği polimer madde

nOCN (CH 2 ) 6 NCO+n HO-(CH 2 ) 4 -OH› 1,6-hekzametilen + 1,4-bütandiol › Poliüretan diizosiyanat

Diizosiyanatlar içinde ençok kullanılanlar toluen diizosiyanat ve hekzametilen diizosiyanattır. Hekzametilen diizosiyanattan elde edilen poliüretan üstün bir elyaftır. Bu elyaf poliamidlere benzemesine rağmen yumuşama sıcaklığı düşüktür.

Kaplama köpük için olan poliüretan en çok toluen ile, reaksiyona girmemiş -OH’a sahip olan bir poliesterin reaksiyonundan elde edilir.

Poliüretan köpük elde etmek için önce izosiyanat su veya monokarboksilli asitle reaksiyona sokulur.

Su ile reaksiyondan amin ve CO 2 , asitle reaksiyondan amid ve CO 2 elde edilir. Bu ürünler üzerine

tekrar izosiyanat ilave edildiğinde izosiyanat ile amin (veya amid) birbirlerine bağlanırlar. Bu elde edilen üzerine de serbest (-OH) grubu bulunan poliesterden belirli miktarda ilave edilerek, oldukça hafif poliüretan köpük elde edilir.

Poliüretan sert, parlak, çözücülere dayanıklı kaplamalardan, aşınma ve çözücülere dayanıklı lastiklere, esnek veya sert köpüklere kadar çok çeşitli şekilde üretilir.

Poliüretan köpükler, ısı ve ses izolasyon maddesi olarak, mobilyaların, kırılacak maddelerin taşınmasında ve döşemelerde kullanılır. Sert poliüretan köpükler ince yapıya sahip uçak kanatlarının içine konur.

Esnek poliüretanla kaplı lastikler, çözücülere ve aşınmalara karşı dayanıklı olurlar.

POLİVİNİL ALKOL (Bkz. Reçine) POLİVİNİL ASETAT (Bkz. Reçine) POLİVİNİL FLORÜR (Bkz. Reçine)

Kullanım Alanları – Avantaj ve Dezavantajları

Poiüretan esaslı ürünler veya poliüretan köpükler 2 basit malzeme olan izosiyanat ve poliol’un reaksiyonu sonucu katalizler ve kabarmalarını imkanı sunan ajanlardan meydana gelen bir plastiğin bir alt grubudur .

Bu 2 ana malzeme şunlardır :

1 . Bileşen ( Component A ) : Poliol Sistem

2 . Bileşen ( Component B ) : İzosiyanat

ÖRNEK : MDI ===> NCO’su 31 , TDI ====> NCO’su 48

Poliol sistem ( Component A ) ve İzosiyanat’ın ( Component B ) belli oran ve sıcaklıkta karışımı ve ekzotermik bir reaksiyonla kabarması sonucu meydana çıkan köpüğe veya ürüne Poliüretan denir . Kısaca PU olarak da adlandırılır .

Comp A . + Comp . B ==Reaksiyon===>>> Poliüretan ( Köpük ) + ISI + Gazlar

Reaksiyonda , sıvı/akışkan 2 bileşen içerisindeki yani Comp . A ve Comp . B içerisindeki OH gruplarıyla NCO’lar aralarında bağlar oluşmakta ve bambaşka bir mimari meydana çıkmaktadır . Bütün kimyasal reaksiyonlar bunun için benzer bu reaksiyonu da geri çevirmek olanaksızdır . Yani meydana çıkan yeni ürün ayrıştırılarak önceki 2 ürün Comp . A ve Comp . B tekrardan elde edilemez ( Reversible değildir ) .

Reaksiyon ( Köpürme ) 3 boyutta gelişim gösterdiğinden , içerisinde yer aldığı kabın veya kalıbın bütün boşluklarını doldurarak onun şeklini alır . Poliüretan köpüklerin yayılma özelliği diğer kimyasal ürünlerinkinden birçok ek olarak üstündür .

Bileşenlerin OH ve NCO yüzdeleri meydana gelen köpüğün çelik ( rigid ) , yarısı – çelik ( semi – rigid veya integral ) veya esnek ( flexible ) olmasını olanağı sağlar .

Sert Köpük : OH >300
Yarı Çelik Köpük : 100<OH<300
Esnek Köpük : 25<OH<100

Poliüretan köpüğün uygulama alanları köpüğün kimyasal yapısına yönelik farklılık gösterir .

Poliol ve İzosiyanatın birbirlerine istenen oranda karışımından , poliüretan köpüğün oluşumuna civarında geçtiğimiz süre 3 aşamaya ayrılır .

I . Kremleşme Süresi ( Cream Time ) : Karışımdan reaksiyonun başlangıç anına civarında geçtiğimiz zamandır . Köpüğün cinsine ve kullanım adına yönelik genellikle 5 saniye ile 25 saniye aralarında değişebilir . Bu süre döküm süresi ve karışmış bileşenlerin ( componentlerin ) kalıba yayılma süresine bağımlı olarak az veya uzun tutulabilir .

I . Jelleşme süresi ( Gel Time ) : Kremleşme zamanının bitiminden bu yana köpük yükselmeye ve genleşmeye başlar . Bir süre hemen sonra yükselme durur . Yükselmenin başlamasıyla durması aralarında geçtiğimiz süreye jelleşme süresi denir . Bunun Için köpüğün kabarma veya iplikleşme süresi de denir . Poliüretan köpüğün cinsine ve kullanım adına yönelik bu süre 20 saniye ile 100 saniye aralarında değişebilir . Poliol sistem içerisinde bulunan katalizlerin oranı bu zamanın uzunluğunu belirlerler . Kataliz oranlarıyla bu süre istenilen zamana ayarlanabilir .

III . Dokunma Süresi ( Take Free Time ) : Köpüğün yükselmesi durduğu anda köpüğe dokunulursa ele yapışır . Bir süre hemen sonra dokunulduğunda köpük ele veya dokunulan cisme yapışmaz . Kabarmanın bitiminden , dokunulduğunda yapışmadığı ana civarında geçtiğimiz süreye Dokunma Süresi denir .

Yukarıda tanımlanan sürelerin sonrasında Poliüretan köpük oluşmuştur . Ancak hakikat reaksiyonun tamamlanması 24 saat sürmektedir . Köpük üstünde işlem yapılacaksa 24 saat proses şartlarında bekletildikten hemen sonra yapılmalıdır .

Kullanım Alanları:

· Estetik, hijyenik, kaymaz ayrıca çabuk temizlenebilen oyun (basketbol,hentbol, vb.) alanlarında

· Renk çeşitliliği sayesinde görsel etki ortaya konulmak istenen yerlerde yüzme havuzları çevresinde

· Toz tutmayan yüzeyler oluşturan bu kaplama türü aynı zamanda ses kesmeye de yarar

· Zeminde kullanılacak renk farkları ile tozun birikebileceği yerler kontrol edilebilir

· Dekoratif ve dayanıklıdır, bakıma gereksinimi azdır spor, endüstriyel, vb. alanlarda kullanılabilir.

Avantajları

· Püskürtme ya da hazır halde yere serilme şeklinde kaplanabilir

· Aşınmaya karşı yüksek dayanım, esneklik ve kaymaz yüzeyler

· Ultraviole ışınlara karşı dayanıklıdır çatlamaz, matlaşmaz

· 90 C ve – 30 C sıcaklığa kadar dayanabilir

· Kaplandıktan sonra yerinden oynamaz

· Yapıların içinde ya da dışarıda kullanılabilir

· Toz tutmayan bir kaplamadır.