کشف پلی یورتان
پلیمر پلی یورتان ها را اولین بار اوتو بایر در سال ۱۹۳۷ در آلمان کشف نمود و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند. اولین پلی یورتان ، از واکنش دیایزوسیانات تولید شدند. آلیتانها ترکیباتی هستند که در ساختار آنها پیوند اورتانی وجود دارد.
پلی یروتان (PU) نام عمومی پلیمرهایی است که دارای پیوند اورتانی میباشند. پیوند یورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل تشکیل شدهاست. گروههای ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد. (واکنش در دمای محیط صورت میگیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار به وجود میآید. در مجموع، پلی یورتان در اشکال مختلف مانند: فراوردههای فوم، فیلم، الاستومرها، پودرها، مایعات و امولسیونها قابل تولید هستند. ترکیباتی که دارای گروه ایزوسیانات هستند عبارتند از:
۲و۴ یا ۲و۶ تولوئن دی ایزوسیانات
۴و۴ یا ۲و۴ دی فنیل متان دی ایزوسیانات
۱و۶ هگزا متیلن دی ایزوسیانات
علاوه بر موارد ذکر شده، ترکیبات ایزوسیاناتی دیگری نیز وجود دارند. ترکیباتی که دارای دو گروه هیدروکسیل (OH) یا بیشتر باشند را پلی اُل مینامند و بهطور معمول از گونههای زیر استفاده میشود:
پلی اتر پلی ال
پلی استر پلی ال
پلی کربنات پلی ال
پلی کاپرولاکتون پلی ال
به علاوه، به جای گروههای هیدروکسیل، ترکیباتی مثل اسیدهای کربوکسیلیک و آمینها که دارای هیدروژن فعال هستند نیز میتوانند در ترکیب با ایزوسیانات ها مورد استفاده قرار گیرند. به همین دلیل، زمانیکه صحبت از پلی یورتان میشود، میتوان گفت که گونههای بی شماری از آنها وجود دارد. با توجه به آنچه گفته شد میتوان نتیجه گرفت، پلی یورتان در موارد گوناگونی مانند: فومهای نرم، فومهای سخت، الاستومرها، چسبها، روکشها و پایههای رنگی بکارگرفته میشوند.
کاربردهای پلیمر پلی یورتان
پلی یورتان ها به شکلهای مختلف از جمله فومهای نرم، فومهای سخت؛ الاستومرها، ترموپلاستیک الاستومرها، رزین، رنگ، پوشش و… در دنیا کاربرد دارند. یکی از کاربردهای پلی یورتان ها استفاده به عنوان پوشش لولههای مدفون در خاک با هدف حفاظت در برابر خوردگی میباشد.
پلی یورتان مورد استفاده در این روش، از نوع ۱۰۰٪ جامد و با مواد اولیه پلی یورتان در شرایط کاربری خاص مانند دمای بالای خط لوله یا تعمیرات پوشش اصلی کاربرد دارند و کمتر به عنوان پوشش اصلی خطوط انتقال استفاده میشوند.
استفاده از پوششهای پلی یورتان جهت پوشش داخلی خطوط انتقال کاربرد بسیار محدودی داشته و به علت آزادک ردن ترکیبات سمی ایزوسیانات جهت پوشش داخلی توصیه نمیگردد. کاربرد ترکیبات پلی یورتان نیز بهطور پیوسته رو به توسعه است.
ماستیکهای پلی یورتان و سیلیکون با توجه به خواص شیمیایی و مکانیکی خود داری کاربردها مختلفی میباشند. در کانال ها و مخازن آب و فاضلاب، کفسازی سالنها، پیادهروها، درز قطعات پیشساخته و کلیه درزهایی که باید در برابر نفوذ آب و دیگر مایعات محافظت گردد و همچنین برای ساخت زیره کفش استفاده میشود
چگونگی ساخت ترکیبات پلیاورتان
آمیختن پلی یورتان با پلی اوره امری متداول است و روندی رو به رشد دارد. پلی یورتان دستهای از پلیمرهای پر مصارف با خواص عالی هستند. به همین خاطر، طراحان و متخصصان صنایع پوشش دهی به خوبی توان بهرهبرداری از این ترکیبات را در کاربردهای گوناگون دارند از جمله پوششهای شفاف برای پوشش دهندههای تک لایه مخصوص بامها و رنگهای مورد استفاده برای مشخص کردن محل گذر عابرین پیاده و…
مقاومت پلییورتانها در برابر سایش ضربه و ترک خوردگی بسیار خوب است، از جمله ویژگیهای آنها پخت سریع و کامل در دمای محیط است. پلییورتانها آلیفاتیک از انواع آروماتیک گرانتر هستند. به همین خاطر انواع آروماتیک و نمونههای اپوکسی دار در استرها، رنگهای پایه و پوششهای رابط بکار میروند. در حالی که آلیفاتیکها ویژه پوشش نهایی هستند.
استفاده از پوششهای محافظ برای جلوگیری از پدیده خوردگی در ساختارهای فولادی که آستر و پوشش پایه آنها از نوع سامانهای اپوکسی دار است، نمونهای از کاربردهای مهم پلییورتان محسوب میشوند.
مورد دیگر، سامانههای پوشش دهنده کف است که در آنها نیز انواع پوششهای پایه را میتوان بکار برد، گاهی پوشش نهائی از نوع یورتان برای لایه نهایی کف نیز کفایت میکند. کاربرد پلی یورتانها و پلی اورهها در کفپوشها انواع فناوری کاربرد پوششهای کف همگی بر دو اصل استوارند. یکی از آنها فناوری فیلم نازک است که یک یا چند پوشش با ضخامت حدود ۵۰ تا ۱۲۵ میکرون روی سطح کف پوشش داده میشود. درزگیری و غبارزدایی نیز از جمله مراحل مهم در این روش محسوب میشوند که هدف نهایی آنها رسیدن به کفپوشهایی با طرحهای ریز و مزین است.
پلی یورتان پلیمری پرکاربرد
در اواخر سال ۱۹۸۰ تعدادی از دانشمندان شیمی، ساختار و مورفولوژی سطح پلی یورتان ها را مورد بررسی قرار دادند و به تدریج روشهای جدید پوشش دهی سطح به همراه پیوندهای مواد دیگر به سطح پلی یورتانها، با هدف بهبود سازگاری با خون ابداع شد.
الاستومرهای پلی یورتانی، خانوادهای از کوپلیمرهای تودهای بخش شدهاست که کاربردهای مهمی در زمینههای گوناگون صنعتی و پزشکی پیدا کردهاست. اولین پلی یورتان، از واکنش دی ایزوسیانات آلیفاتیک با دی آمین به دست آمد. اتو بایر و همکارانش اولین بار این پلی یورتان را معرفی نمودند که به شدت آب دوست بود و بنابراین به عنوان پلاستیک یا فیبر نمیتوانست مورد استفاده قرار گیرد. واکنش بین دی ایزوسیاناتهای آلیفاتیک و گلیکولها منجر به تولید پلی یورتانی با خصوصیات پلاستیکی و فیبری گردید. به دنبال آن، با استفاده از دی ایزوسیانات آروماتیک و گلیکولهای با وزن مولکولی بسیار بالا، پلی یورتانی به دست آمد که خانواده مهمی از الاستومرهای ترموپلاستیک بهشمار میرود.
خواص یورتانها از مواد ترموست بسیار سخت تا الاستومرهای نرم تغییر
میکند. از پلیاورتانهای ترموپلاستیک، در ساخت وسایل قابل کاشت بسیار مهمی استفاده میشود، چرا که دارای خواص مکانیکی خوب نظیر استحکام کششی، چقرمگی، مقاومت به سایش و مقاومت به تخریب شدن، به علاوه زیست سازگاری خوب میباشند که آنها را در گروه مواد مناسب جهت کاربردهای پزشکی قرار میدهد.
