Полиуретан существует уже более 80 лет. Его история начинается в 1937 году, когда немецкий промышленный химик Отто Георг Вильгельм Байер и его исследовательская группа изобрели и запатентовали химический состав полиуретана. На тот момент это был новый материал. Интересно то, что вспененный полиуретан был получен случайно, благодаря попаданию воды в реакционную смесь двух жидких компонентов — полиола и изоцианата.
Пенополиуретан — это пенистая пластмасса на основе полиуретанов.
Материал получают путем добавления быстро испаряемых веществ (вода, фреон) к смеси изоцианата и полиола.
Вспененный полиуретан = пенополиуретан (ППУ)
В зависимости от пропорции и скорости реакции этих компонентов можно получить итоговый материал с разными свойствами:
- Perlon U (он же поролон) — гибкий, упругий, эластичный, но не прочный на разрыв;
- Igamid U — плотный, жесткий, прочный, но хрупкий при сгибании.
1940 г.
Полиуретан стал популярным во время Второй мировой войны. Его использовали в качестве замены дорогой и недоступной резины, а также применяли в авиационной промышленности для покрытия самолетов, что помогло облегчить их конструкцию и увеличить скорость. Полиуретаном также пропитывали бумагу и одежду.
В коммерческом производстве полиуретан появился в 1948 году. Он был представлен американской химической компанией DuPont, которая упростила и улучшила производство полиуретана. Представленную ими жесткую пену стали использовать для изоляции пивных бочек.
1950 г.
В эти годы в странах Европы и США начинается массовое производство полиуретанов. Сферы применения расширились: этот материал стали использовать для производства подошв кроссовок, для обивки мебели и автомобильных сидений.
1960 г.
Полиуретан начинают активно использовать в производстве одежды благодаря созданию нового материала — лайкре (спандексу), то есть полиуретановому синтетическому материалу. Лайкра становится неотъемлемой частью мужских и женских купальных и горнолыжных костюмов.
В 1969 году на выставке в Германии компания Bayer представила автомобиль, полностью изготовленный из пластика.
1970 г.
Растущие затраты на электроэнергию привели к сокращению использования ПВХ в строительстве, поэтому полиуретан стали использовать в качестве напыляемой изоляции зданий.
Велосипедисты сменили шорты из шерсти на более удобные, эластичные, дышащие шорты из спандекса. Универсальное спандексное волокно начало находить свое применение в танцевальной одежде, колготках и джинсах-стрейч.
1980 г.
К 1980-м годам спандекс занимал доминирующее положение в чулочно-носочных изделиях, одежда из спандекса заняла крепкую позицию в повседневном и спортивном гардеробе, например, в то время были популярны цветные гимнастические костюмы для занятий аэробикой, которую транслировали по ТВ.
В 1983 году появился первый американский автомобиль с пластмассовым кузовом. Им стал Pontiac Fiero.
1990 г.
В середине 90-х на рынок выходят сверхмягкие пены, а уже к концу прошлого тысячелетия появляются латексоподобные и вязкоэластичные пены с эффектом памяти, которые отлично подходят для изготовления ортопедических матрасов и подушек.
Полиуретан также нашел свое место в медицине, например, в этот период из него начали производить катетеры.
2000 г.
Работа над повышением экологичности материала привела к созданию полиуретанов из полиолов растительного масла, чаще всего на основе сои, которые компания Ford Motor Company использовала в современных автомобильных интерьерах (приборные панели, боковые панели и многое другое).
2010 г.
В 2010 году Mitchell Group представляет первую полиуретановую обивочную ткань, устойчивую к сухим стираниям и пятнам, а в 2017 году эта же компания представила полиуретан, изготовленный из 100% поликарбонатных смол.
А еще у нас есть интересная статья про историю развития теплоизоляции с древних времен, почитать можно тут.
Полиуретан в СССР и России
В Советском Союзе ППУ также применялся в производстве вооружений (самолеты, танки, ракеты, флот). Экипажи современных танков, БТР и БМП и сегодня укрываются от морозов, зноя и распространения огня под слоем пенополиуретана, который пролегает под броней.
В 1957 году в г. Владимир Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол начинает активно развивать химическую промышленность и производство пенополиуретанов в нашей стране. Позже производства открылись в Пермской области, Новомосковске и Киеве.
В 1970-х годах из ППУ начали массово производить обувные подошвы, заготовки для мягкой мебели и формованные подушки сидений для автомобилей.
К началу 2000-х пенополиуретан широко использовали уже в разных областях — мебельной, легкой и пищевой промышленности, медицине, машиностроении и т. д., однако в строительстве его использовали в основном в качестве теплоизоляции трубопроводов в соответствии с технологией, разработанной в 1980-х годах.
Сферы применения пенополиуретана
Сегодня из полиуретана изготавливается удивительное количество изделий в различных сферах производства и промышленности, например:
- шары для боулинга;
- доски для серфинга;
- колеса для американских горок;
- футбольные мячи;
- джинсы;
- беговые дорожки и кровельная плитка;
- автокресла и подкладка мягкой мебели;
- матрасы, подушки, супинаторы;
- мягкие детские игрушки — материал экологически безопасен и не вызывает аллергию;
- тепло- и шумо- и гидроизоляция любых строений и транспорта;
- теплоизоляция магистральных трубопроводов;
- и многое другое.
Тут можно почитать, почему за трубами в пенополиуретановой изоляции стоит будущее.
Достоинства вспененного пенополиуретана
- имеет низкую теплопроводность;
- стойкий к резким и значительным перепадам температур;
- высокая адгезия — отлично сцепляется практически с любыми поверхностями;
- низкая гигроскопичность — плотный ППУ практически не вбирает в себя жидкость;
- стойкий к агрессивным химическим веществам;
- легкий;
- нетоксичен и безвреден для экологии, не вызывает аллергических реакций;
- долговечный — срок службы не мене 30 лет;
- обладает низкой горючестью, не подвержен тлению, не дымит;
- подходит для звукоизоляции помещений;
- отсутствие швов в тепло- или звукоизоляционном покрытии, выполненном способом заливки или напыления;
- в жидком состоянии легко проникает в труднодоступные места, чем успешно пользуются при теплоизолировании труб.
Благодаря своим качествам пенополиуретан успешно используется во всех сферах жизни, в том числе и в нашей работе для теплоизоляции стальных, ПНД труб и деталей трубопровода.