Пенополиуретаны: прошлое, настоящее и будущее
Полимерные пены можно найти практически везде благодаря их преимуществам по сравнению с аналогичными материалами. Возможно, наиболее важным классом полимерных пен являются пенополиуретаны (ППУ), поскольку их низкая плотность и теплопроводность в сочетании с интересными механическими свойствами делают их отличными тепло- и звукоизоляционными материалами, а также конструкционными и комфортными материалами. Несмотря на широкий спектр применения, производство ППУ по-прежнему сильно зависит от нефти, поэтому эта отрасль должна адаптироваться к все более строгим нормам и строгим требованиям потребителей. В этом смысле хорошо зарекомендовавшие себя сырьевые материалы и технологические процессы могут столкнуться с поворотным моментом в ближайшем будущем из-за необходимости использования возобновляемого сырья и новых технологических процессов, таких как трехмерная (3D) печать. Вкратце описаны новые проблемы, с которыми отрасль PUF может столкнуться в ближайшем будущем в отношении методологий процессов.
Полимерные пены
Такие материалы, как пенопласт, пенопласт, ячеистые пластмассы или полимерные пенопласты, представляют собой материалы, которые состоят из твердой фазы и газовой фазы. Полимерные пены могут быть жесткими, гибкими или эластомерными и могут производиться из широкого спектра полимеров, таких как полиуретан (PU), полистирол (PS), полиизоцианурат (PIR), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поли (этилен-винилацетат) (EVA), нитрильный каучук (NBR), поливинилхлорид (PVC) или другие полиолефины. В мировом производстве пенопласта преобладают пенополиуретаны (PUF), за которыми следуют пенополистирол и ПВХ. Мировой рынок полимерных пен в 2015 году составил более 100 миллиардов долларов, при этом объем продаж превысит 22 миллиона тонн, а к 2019 году ожидается потребление 25,3 миллиона тонн. Будучи легкими материалами, свойства которых можно легко регулировать, полимерные пены являются первыми. выбор для широкого спектра применений, таких как упаковка, автомобилестроение, электроника, мебель, обувь, аэрокосмическая промышленность, игрушки, контакт с пищевыми продуктами или строительные материалы. ППУ обычно используются для обеспечения комфорта или в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов, пенополистирол обычно используется в качестве пищевой упаковки, тепло- и звукоизоляционных материалов, а пены ПВХ обычно используются в качестве транспортных и строительных материалов.
Пенополиуретан
ПУ предоставляет собой полимеры, которые образуют реакцию между ОН (гидроксильными) группами полиола с группами NCO (изоцианатная функциональная группа) изоцианата, и это название связано с образующейся уретановой связью. Эта реакция является экзотермической и приводит к образованию уретановых групп.
В настоящее время полиуретаны используются в повседневной жизни, являясь одним из важнейших классов полимеров, которые постоянно меняют качество жизни человека. Мировое потребление полиуретана в 2017 году оценивалось в 60,5 миллиардов долларов США, а к 2021 году прогнозировалось, что оно превысило 79 миллиардов долларов США. В 2016 году на него приходилось почти 9% мирового потребления пластмасс.
Среди потребления ПУ ППУ составляют 67% мирового потребления ПУ. Кроме того, поскольку технология производства настолько хорошо отработана, этот тип пен составляет половину всего рынка полимерных пен. Основными типами ППУ являются гибкие пенопласты и жесткие пенопласты; тем не менее, к ППУ можно отнести и другие классификации, такие как гибкие плиты из полиуретана, гибкие формованные пенопласты, реактивное литье под давлением (RIM), ковровая основа или двухкомпонентные составы и т. д.
На долю ППУ приходится 50% мирового потребления ПУ, поскольку технология их производства хорошо известна по сравнению с пенами, полученными из других полимеров. ППУ обычно классифицируются как гибкие пенопласты или жесткие пенопласты; тем не менее, можно использовать и другие классификации, такие как гибкие полиуретановые плиты, гибкие формованные пенопласты, реактивное литье под давлением (RIM), ковровая основа или двухкомпонентные составы и т. д. Долговечность и универсальность ППУ привели к их использованию в бытовых и промышленных целях. приложений и даже для космических путешествий и медицины. По этим причинам использование PUF за последние годы значительно выросло.
