فوم های پلی یورتان

فوم های پلی یورتان

به طور کلی فوم های پلی یورتان را می توان به ۳ دسته کلی فوم های نرم، فوم های نیمه نرم و سخت تقسیم بندی نمود.

فوم های نرم

فوم های نرم پلی یورتان فوم هایی با سلول باز هستند که هوا به راحتی از داخل آن ها عبور می کند و دانسیته آن ها در محدوده ۹۳ بر اینچ مکعب ۳ می باشد. از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، استحکام کششی و ازدیاد طول بهتری از خود نشان می دهند.
این فوم ها دارای خواص عالی جذب صوت و ضریب هدایت حرارت پایین هستند و در برابر اغلب حلال ها مقاومت خوبی دارند. در صورتی که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند به سرعت رنگ خود را از دست می دهند. همچنین در برابر اسید ها و بازهای قوی مقاومت ضعیفی دارند.

فوم های نیمه نرم

در این فوم ها مانند فوم های نرم با تغییر در فرمولاسیون، تغییرات قابل ملاحظه ای در سختی و سایر خواص حاصل می گردد. اگر چه این مواد جاذب آب هستند ولیکن رطوبت هوا را جذب نمی کنند

فوم های سخت

فوم های سخت پلی یورتان در سال ۱۹۴۰ به میزان کم در ساختارهای ساندویچی به کار رفتند ولی در سال ۱۹۶۰ توسعه واقعی تولید و مصرف فوم های سخت پلی یورتان تحت تاثیر دو عامل زیر تشدید شد :

-استفاده از مونوفلوئوروتری به عنوان عامل پف زا
– استفاده از MDIپلیمری که علاوه بر بهبود خواص باعث ساده شدن فرآیند گشت.
ضریب هدایت حرارتی فوم های سخت پلی یورتان از تمام فوم های پلیمری دیگر کمتر است و همین امر باعث شده است که از فوم های سخت پلی یورتان برای کاربردهای عایق بیشتر استفاده گردد.

فرآیند فیزیکی فوم شدن

وقتی که اجزای فرمولاسیون فوم با یکدیگر اختلاط پیدا کردند، واکنش های شیمیایی به طور هم زمان شروع می شوند و پس از گذشت زمان اندکی، رنگ سیستم در حال واکنش ، کدر می گردد. در این مرحله تشکیل حباب های گاز، با چشم قابل مشاهده است. پس از این مرحله، عمل بالا آمدن فوم شروع می گردد . با ادامه فرآیند تولید گاز، عمل انتقال مولکول های گاز تولید شده از مایع به داخل سلول های به وجود آمده صورت می پذیرد. با ادامه این فرآیند، از تعداد سلول ها کاسته شده و بر اندازه آن ها افزوده می شود.

دانسیته فوم ها

یکی از مهمترین مشخصه های هرفومی، دانسیته آن می باشد که باعث تغییر خواص فیزیکی فوم می شود. در فوم های قالبگیری شده، با توجه به ثابت بودن حجم قالب، دانسیته مواد به مقدار موادی که به داخل قالب ریخته می شود بستگی دارد. اما در روش های تولید فوم به روش غیرقالبگیری یا آزاد، پارامترهای مختلف دیگری هم بر دانسیته فوم تاثیر دارند. یکی از این پارامترها، اندازه و یکدست بودن ساختمان سلول های فوم می باشد، که این امر توسط راندمان اختلاط و هسته گذاری در مخلوط فوم کنترل می شود.
درجه حرارت مواد اولیه از دیگر پارامترهای موثر بر دانسیته فوم ها می باشد. این دما بر سرعت فوم شدن، سرعت پلیمریزاسیون و درجه حرارت نهایی واکنش موثر است. به طور کلی درجه حرارت بالای مواد اولیه باعث ایجاد فوم با دانسیته نسبتا پایین، با کمی زبری می شود.

ظرفیت تولید نیز از دو طریق بر روی دانسیته فوم موثر است . فوم های تولیدی توسط ماشین های کوچک (مثلا ظرفیت خروجی ۵۰ کیلو پلی ال در دقیقه) نسبت به فوم های تولیدی مشابه توسط ماشین های بزرگتر دارای توزیع دانسیته پهتری هستند، به طوری که در این فوم ها دانسیته مرکز فوم نسبت به دانسیته متوسط فوم از اختلاط بیشتری برخوردار است.
تنظیم هم زمان سرعت ژل شدن و سرعت رشد فوم نیز بسیار مهم است. کوچکترین تغییرات در موازنه این سرعت ها، تاثیر بسزایی در دانسیته و نفوذپذیری فوم های نرم دارد.
تغییرات فشار جو نیز برروی دانسیته فوم موثر است . دانسیته یک فوم با فرمولاسیون معین، رابطه مستقیمی با فشار جو در لحظه تولید دارد. این تغییرات جو می تواند در اثر تغییر در شرایط آب و هوایی و یا تعویض فصول ایجاد شود. مثلا در بعضی از کارخانه ها تحت تاثیر جو، علی رغم استفاده از یک فرمولاسیون یکسان، کاهش ۳۰ درصدی در دانسیته، مشاهده شده است.”

دلایل انتخاب فوم پلی یورتان به عنوان ماده ای موثر و متفاوت در صنعت ساختمان برخلاف تصور عمومی مبنی بر هدر رفتن بیشترین میزان انرژی از راه درها و پنجر ه ها، بیش از ۴۰ % اتلاف انرژی ساختمان ها از راه پوسته و بدنه آن ها می باشد. کوچکترین عیب و نقص در ساختمان، باعث تغییر در درجه حرارت و میزان فشار هوا می شود، و می تواند نفوذ و حرکت هوا را از بین درزهای موجود به وجود آورد و در نتیجه کار آمدی سیستم ساختمان از نظر مصرف انرژی را کاهش دهد. همراه با هوا، رطوبت نیز می تواند وارد درزهای بنا شود و باعث نگرانی هایی از بابت سلامت ساختمان شود . فوم پلی یورتان اجازه حرکت هوا و نفوذ رطوبت غیر قابل کنترل از راه دیوارها را نمی دهد و باعث ایجاد پوسته ای کاملا بدون درز و نفوذ ناپذیر برای ساختمان می شود و می تواند محیطیبا آسایش بیشتر در داخل بنا به وجود آورد.

درزها و سورا خ ها را می پوشاند و محافظی بسیار با ارزش در مقابل نفوذ غیر قابل کنترل هوا، کوران هوا، رطوبت وارده به دیوارها و صدا می باشد. همچنین به دلیل سبکی زیاد ، باعث کاهش بار مرده ساختمان می گردد و از چسبندگی خوبی برخوردار است به طوری که نیاز به هیچ نوع بست، گیره و یا قاب جهت چسبیدن به محل مورد نظر ندارد.

سرمایه گذاری اولیه جهت استفاده از فوم پلی یورتان، در طولانی مدت به شکل مصرف پایین انرژی، آسایش، کنترل کیفیت هوای داخلی، سلا متی و ایمنی بالا قابل بازگشت می باشد. به علت ساختار فوم پلی یورتان که به صورت سلول های بسیار نزدیک به هم و فشرده می باشد (و در نتیجه بیشترین میزان مقاومت حرارتی ۱ در هر واحد را به ما می دهد). وسایل و تجهیزات گرمایشی- سرمایشی نیز بسیار کارآمدتر بوده و سوخت کمتری مصرف می کنند.

همچنین فوم پلی یورتان می تواند باعث کمتر شدن هزینه تهیه وسایل و تجهیزات ساختمانی نیز بشود، به طوری که می توان وسایل گرمایشی- سرمایشی کم قدرت تری را خریداری نمود. و نیز فوم پلی یورتان در مقایسه با سایر عایق ها دارای پایینترین قابلیت هدایت حرارتی است.