폴리우레탄 플라스틱:접착제에서 요가 바지까지

폴리우레탄은 종종 플라스틱처럼 보이지 않습니다. 그것은 무엇이며 어떻게 생산됩니까?

폴리우레탄은 우레탄 링크로 연결된 폴리머입니다. 이러한 연결은 디- 또는 폴리-이소시아네이트를 폴리올과 반응시켜 형성됩니다. 폴리우레탄은 다른 많은 플라스틱처럼 제조되지 않는다는 점에서 독특합니다. 폴리에틸렌과 같은 대부분의 폴리머는 분말 형태로 생산된 다음 원하는 형태로 성형됩니다. 대조적으로 폴리우레탄은 일반적으로 최종 제품으로 직접 형성됩니다.

폴리우레탄 플라스틱은 무엇에 사용됩니까?

폴리우레탄은 다양한 상업용 및 건축 자재의 기본 구성 요소입니다. 의류, 스포츠 용품 및 교통 관리 장치에서도 찾을 수 있습니다.

폴리우레탄 플라스틱은 종종 서핑 보드 및 해양 장비의 기본 구성 요소로 사용됩니다.

플라스틱 부품

폴리우레탄 플라스틱은 단단하거나 유연할 수 있습니다. 경질 폴리우레탄은 산업 및 상업용 구조 부품에 사용됩니다. 또한 전자 기기 베젤뿐만 아니라 서핑 보드 및 보트 부품에도 사용됩니다. 유연한 폴리우레탄은 골프 클럽 및 테니스 라켓과 같은 스포츠 장비의 그립을 만드는 데 흔히 사용되는 소재입니다.

유연한 볼라드는 내구성이 뛰어나고 비용 효율적입니다.

유연한 볼라드

폴리우레탄 유연한 볼라드는 주차장과 도시 거리에서 교통 관리 솔루션을 제공합니다. 충격이 덜한 볼라드는 내구성이 뛰어나고 비용 효율적이며 자전거 차선 표시로 사용하거나 주차 공간의 끝을 표시하는 데 사용됩니다. 변화하는 교통 요구 사항이 있는 지역의 경우 탈착식 유연한 볼라드를 사용하여 다양한 구성이 가능합니다.

폴리우레탄이 85% 이상 함유된 스판덱스는 활동복에 많이 사용됩니다.

직물

폴리우레탄은 건식 방적 기술을 사용하여 섬유로 변환될 수 있습니다. 이 섬유는 스포츠웨어에서 양말류에 이르기까지 의류용 직물에 널리 사용됩니다. 화학적으로 스판덱스, 라이크라 또는 엘라스테인으로 알려진 직물은 85% 이상의 폴리우레탄으로 구성됩니다.

폴리우레탄의 높은 내하중 특성은 내구성 있는 엘라스토머 휠을 만듭니다.

바퀴

폴리우레탄은 내하중이 높으며 엘라스토머 휠 및 타이어의 기본 소재입니다. 쇼핑 카트, 엘리베이터, 롤러 코스터 및 롤러 스케이트에서 찾을 수 있습니다.

폴리우레탄 코팅 바닥은 마모와 충격으로부터 보호됩니다.

바닥재 및 기반 시설

폴리우레탄 코팅은 견목 바닥 및 실외 기반 시설과 같이 내마모성과 내식성이 필요한 표면에 이상적입니다. 정기적인 유지 관리를 통해 이러한 표면을 일상적인 마모로부터 보호할 수 있습니다.

반연질 폴리우레탄 폼은 더 단단한 특성을 가지며 자동차 대시보드 및 도어 라이너에 이상적입니다.

폼 및 쿠션

연질 폼은 부드럽고 높은 흡수 특성을 가지고 있습니다. 반유연 폴리우레탄 폼은 더 단단하며 자동차 대시보드 및 도어 라이너에 사용됩니다. 고탄성 폼 제품은 폼 시트, 씰 및 단열 패널에 적합합니다.

폴리우레탄 폼 스프레이는 단열 효과를 높이기 위해 창문 주변의 틈새를 메웁니다.

접착제 및 실런트

폴리우레탄은 고성능 접착제 및 표면 실런트에 사용됩니다. 이 실런트는 건축 자재의 팽창 및 수축을 허용하면서 틈을 메웁니다. 실런트의 엘라스토머 특성은 25-50%의 움직임을 허용합니다. 폼 스프레이는 또한 폴리우레탄으로 개발되었으며 더 나은 건물 단열을 위해 틈을 메웁니다.

폴리우레탄 특성

폴리우레탄의 폴리머 밀도를 제어할 수 있어 다양한 특성을 얻을 수 있습니다. 폴리우레탄의 장점에는 높은 탄성과 성형성이 포함되어 위에서 볼 수 있듯이 많은 플라스틱 제품에 이상적인 기본 소재가 됩니다.

폴리우레탄 속성

장점

단점

높은 마모 및 내용제성

낮은 열 성능

높은 하중 지지력 및 탄성

독성 특성(이소시아네이트)

높은 단열

햇빛에 대한 낮은 내성

우수한 성형 품질

가연성

폴리우레탄 구조 및 생산

폴리우레탄은 우레탄 결합을 생성하는 이소시아네이트와 폴리올의 두 분자 사이의 발열 반응에 의해 생성됩니다. 폴리우레탄은 이 두 화합물의 결과이므로 이소시아네이트와 폴리올을 먼저 이해하는 것이 중요합니다.

1) 이소시아네이트

이소시아네이트는 화학식 R–N=C=O를 갖습니다. 반응성이 있으며 종종 고분자 물질을 포함하는 유기 화합물입니다. 이소시아네이트에 2개의 이소시아네이트기가 있는 경우 이를 디이소시아네이트(TDI)라고 합니다. TDI는 폴리우레탄 생산에서 폴리올과 반응하는 데 사용됩니다.

2) 폴리올

폴리올은 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올일 수 있습니다. 폴리에테르 폴리올은 에폭사이드가 활성 수소 함유 화합물과 반응할 때 만들어집니다. 중축합은 다관능성 카르복실산과 폴리히드록시 화합물 사이에서 발생합니다. 고분자량의 폴리올은 유연한 폴리우레탄을 생성합니다. 저분자량 ​​폴리올은 경질 폴리우레탄을 생성합니다.

3) 폴리우레탄

폴리우레탄 생산에 사용되는 이소시아네이트 및 폴리올의 유형은 특성에 영향을 미칩니다. 폴리올은 폴리머의 유연성과 탄성을 조절하는 역할을 합니다. 더 긴 사슬과 낮은 가교결합은 신축성 있는 폴리머를 생성하는 반면, 더 짧은 사슬은 더 단단한 폴리머를 생성합니다. 이소시아네이트 및 폴리올에는 다양한 선택이 가능하며 다양한 가공 조건이 생산에 사용됩니다.

첨가제는 폴리우레탄 제조 공정에도 포함됩니다. 이러한 화학 물질은 폴리우레탄 형성 반응 및 특성을 제어합니다.

폴리우레탄 생산에 사용되는 첨가제

촉매

화학 반응을 가속화

교차 연결 에이전트

기계적 강화

난연제

가연성 감소

가소제

경도 감소

필러

재료 특성 개선 및 비용 절감

발포제 계면활성제

발포 폴리우레탄의 셀 구조 제어

연기 억제제

태울 때 연기의 수준을 줄입니다

안료

미학을 위한 색상 추가

폴리우레탄의 분류

폴리우레탄은 열에 대한 반응에 따라 두 그룹으로 분류할 수 있습니다.

열가소성

열가소성 폴리우레탄은 여러 번 재가열 및 재성형할 수 있다는 점에서 다용도입니다. 열을 가하면 액체로 변해 플라스틱의 물성 변화 없이 원하는 모양으로 성형할 수 있다. 열가소성 폴리우레탄은 250°F 이상의 내열성이 필요한 최종 제품에 가장 적합합니다.

열경화성

열경화성 폴리우레탄은 두 번 이상 형성될 수 없습니다. 열경화성 폴리우레탄이 경화되면 화학 반응을 일으켜 영구적인 변화를 만듭니다. 열경화성 폴리우레탄은 중량 지지 및 내마모성 제품을 위한 보다 내구성 있는 옵션입니다.

폴리우레탄의 종류

폴리우레탄은 엘라스토머, 코팅, 연질 발포체 및 가교 발포체의 네 가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다. 각 유형에 대해 열가소성 또는 열경화성 중 가장 적합한 종류의 폴리우레탄을 선택해야 합니다. 특정 디자인과 응용 분야에 따라 열, 무게 및 마모에 대한 다양한 요구 사항을 고려해야 합니다.

엘라스토머

폴리우레탄 엘라스토머는 매우 높은 탄성을 가지고 있습니다. 유연한 볼라드와 같은 교통 안전 장치는 이러한 탄성 특성의 이점을 얻습니다. 차량 아래에서 구부러지도록 설계된 유연한 볼라드는 평평해진 후 빠르게 원래 형태로 돌아갈 수 있습니다.

코팅

폴리우레탄 코팅은 산업용 세제와 같은 가혹한 용매에 대한 내성을 제공합니다. 또한 충격에 대한 보호 기능도 제공합니다. 폴리우레탄 코팅은 내마모성이 필요한 표면에 이상적입니다. 수성 솔루션도 사용할 수 있습니다.

유연한 폼

연질 폼은 충격 강도와 쿠션이 높습니다. 반유연성 폴리우레탄 폼도 더 단단한 대안으로 사용할 수 있습니다.

가교 발포체

가교 발포체는 연질 발포체에 비해 더 단단하고 두꺼운 구조를 제공합니다.

폴리우레탄 플라스틱 관리

폴리우레탄은 관리가 쉽고 유지 보수가 적습니다. 용제, 오일 및 부식에 강하고 풍화 및 마모에 대한 내구성이 뛰어납니다. 정기적인 유지 관리는 젖은 천으로 표면을 닦는 것처럼 간단합니다. 표면 손상이 더 심한 경우 세제 및 세척제를 사용할 수 있습니다. 그러나 거친 세제는 일부 폴리우레탄 마감재의 광택 수준에 영향을 미칠 수 있으므로 가끔 사용하기 위해 보관하는 것이 가장 좋습니다.

폴리우레탄 플라스틱 재활용

폴리우레탄은 기계적 재활용과 화학적 재활용의 두 가지 방법으로 재활용할 수 있습니다. 기계적 재활용은 재료를 폴리머 형태로 재사용하는 반면 화학적 재활용은 재료를 화학적 구성요소로 되돌려줍니다.

1) 기계적 재활용

재결합

폴리우레탄 폐기물을 작은 조각으로 자르고 프리폴리머를 뿌리고 원하는 등급의 폼에 결합합니다. 재활용 카펫 언더레이에 널리 사용되는 방법입니다.

재연마

폴리우레탄 산업용 트림은 미세한 분말로 분쇄됩니다. 그런 다음 분말은 새 재료와 결합하여 새로운 폴리우레탄 폼을 생성할 수 있습니다.

접착제 프레스

폴리우레탄 부품을 알갱이로 만들고 혼합한 다음 열과 압력을 가해 보드나 몰딩을 만듭니다. 생성된 파티클보드는 방음 제품 및 가구 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

2) 화학물질 재활용

당분해

산업용 및 소비 후 폴리우레탄은 고온에서 디올과 혼합됩니다. 새로운 폴리올은 화학 반응을 통해 생성되며, 이를 재활용 폴리우레탄을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

가수분해

사용한 폴리우레탄과 물의 반응으로 연료로 사용할 수 있는 폴리올이 생성됩니다. 중간 화학 물질은 재활용 폴리우레탄을 만들기 위한 원료로 사용할 수 있습니다.

열분해

가스와 기름은 산소가 없는 환경에서 폴리우레탄을 분해하여 생성됩니다.

수소화

사용된 폴리우레탄에서 열, 압력 및 산소를 가하여 가스와 오일이 생성됩니다.

폴리우레탄의 미래

폴리우레탄은 실행 가능한 특성이 결합된 인상적인 자원입니다. 또한 폴리우레탄 제품은 플라스틱, 폼, 코팅, 실런트에 이르기까지 다양한 산업 분야에 도움이 되는 다양성을 자랑합니다.

폴리우레탄 제품은 수명 주기가 끝난 후에도 계속 가치를 유지하기 때문에 주기적인 수명이 있습니다. 2010년에 미국 자동차 제조업체인 Chrysler는 좌석과 머리 받침대에 180,000파운드의 재활용 폴리우레탄 폼을 사용할 것이라고 발표했습니다. 세상이 녹색화됨에 따라 폴리우레탄 산업은 지속 가능한 관행을 따르고 있습니다.