Поліуретан (англ. Polyurethane, IUPAC скорочено PUR, загалом скорочено PU) відноситься до типу полімеру, що містить характерні одиниці карбамату в основному ланцюгу. Цей полімерний матеріал широко використовується в клеях, покриттях, низькошвидкісних шинах, прокладках, автомобільних килимах та інших галузях промисловості. У повсякденному житті з поліуретану виготовляють різні піни та пластикові губки. Поліуретан також використовується для виготовлення презервативів (для людей, які страждають алергією на латексні презервативи) та медичного обладнання та матеріалів. Оскільки поліуретан має дуже низьку теплопровідність, нові ізоляційні матеріали для стін на його основі поступово розвиваються та дозрівають у західних країнах, таких як Європа та США.
Дослідження та розробка поліуретану вперше були розпочаті в 1937 році Отто Байєром та його колегами в лабораторії Фаб'єна в Леверкузені, Німеччина. Вони застосували принцип додаткової полімеризації в експериментах, використовуючи рідкий ізоціанат та рідкий поліефір або гліколевий поліефір для отримання нового типу пластика-поліуретану, який відрізнявся від поліолефінів та поліконденсаційних пластмас, виявлених на той час. Нова мономерна суміш також відрізняється від патентів, отриманих Уоллесом Каротерсом на поліефір. Спочатку застосування обмежувалося волокнами та гнучкими пінами, названими англійською: Igamid U, волокно, виготовлене з цієї смоли, називалося англійським: Perlon U, але в 1944 році воно досягло лише 25 т / місяць. Згодом на його розвиток вплинула Друга світова війна (протягом періоду ПУ використовувався лише в авіаційних місцях на невеликій території), лише в 1952 р. Ізоціанати стали комерційно доступними. У 1954 році Monsanto із США та Bayer з Німеччини заснували спільне підприємство Mobay Chemical та почали використовувати толуолдіізоціанат (TDI) та поліефірний поліол для виробництва гнучкого пінополіуретану для комерційних цілей у Сполучених Штатах. Винахід цієї піни (яку винахідники називають імітацією швейцарського сиру) пов’язано з додаванням води в реакційну систему. Ці речовини також використовуються для отримання твердої піни, віскози та еластомерів. Лінійні волокна утворюються в результаті реакції гексаметилендіізоціанату (HDI) та 1,4-бутандіолу (BDO) [1].
Перший комерційно вироблений поліефірний поліол, полі (тетраметиленовий ефір) гліколь, був вироблений шляхом полімеризації тетрагідрофурану компанією DuPont в 1956 році. BASF і Dow Chemical представили дешевші поліалканові діоли в 1957 році. вартість, простота в обігу, відмінна гідролітична стабільність; і може швидко замінити поліефірні поліоли при приготуванні поліуретану. Інші промоутери PU включають Union Carbide та Mobay Chemical. У 1960 р. Випуск гнучкого пінополіуретану досяг 45 000 тонн. Після більш ніж десяти років розвитку, з появою хлорфторалканових барботируючих речовин, дешеві поліефірні поліоли та дифенілметандіізоціанат (MDI) сприяли використанню твердого пінополіуретану у високоефективних ізоляційних матеріалах. Використання. Твердий пінополіуретан на основі полімерного MDI (PMDI) має кращу термостійкість і ефективність горіння, ніж матеріали на основі TDI.
У 1967 р. Вироблено тверду піну з модифікованого уретаном поліізоціанату, а вироблені ізоляційні матеріали низької щільності показали кращу термостійкість та вогнестійкість. Також у 1960-х роках компоненти внутрішньої безпеки автомобілів, такі як приладові панелі та дверні панелі, почали виготовляти із термопластичної засипки з напівжорсткою піною.
У 1969 році Bayer виставив цілком пластиковий автомобіль у Дюссельдорфі, Німеччина. Деякі деталі автомобіля виготовляються за новим процесом, який називається RIM (Reaction Injection Molding). Технологія RIM використовує високий тиск для закачування рідких компонентів, а потім швидкого впорскування реактивних компонентів у порожнину форми. Великі деталі, такі як приладові панелі та панелі автомобіля, також можна лити таким же способом. RIM поліуретану включає багато різних продуктів та процесів: використання подовжувачів діамінних ланцюгів та процес тримеризації уретану, ізоціанату та полісечовини, додавання добавок, таких як мелене скло, слюда, оброблені волокна тощо, для утворення так званого RRIM, він може покращити модуль згинання та термостабільність. У 1983 році США використовували цю технологію для виробництва автомобільних пластикових кузовів. Заздалегідь додане скловолокно в порожнину форми може додатково покращити модуль згинання, так званий SRIM або структуру RIM.
З початку 1980-х років продуті водою мікропористі еластичні пінополіуретанові піни застосовуються як модельні прокладки для автомобільних панелей та повітряних фільтрів шин. З тих пір, завдяки зростанню цін на енергоносії та зростаючим вимогам до зменшення використання ПВХ у автомобілях, частка ринку поліуретану продовжує зростати. Дорогі ціни на сировину компенсуються зменшенням ваги компонентів, таких як зменшення металевих кришок та корпусів фільтрів. Зараз у високотемпературних масляних фільтрах використовуються високонаповнені поліуретанові еластомери та незаповнені пінополіуретанові піни.
При виробництві пінополіуретану (включаючи поролон) до реакційної суміші додають невелику кількість летких речовин, які називаються барботажними агентами. Ці прості речовини надають поліуретану чудові теплоізоляційні властивості. На початку 1990-х років, щоб зменшити вплив на озоновий шар, Монреальський протокол обмежив використання деяких хлорвмісних барботируючих речовин. Такі як трихлорфторметан (CFC-11). Інші галогеновані алкани, такі як хлорфторуглероди, 1,1-дихлор-1-фторетан (HCFC-141b), були віднесені до списку відповідно до Директиви МПКЗ про парникові гази 1994 року та речовини Директиви про леткі органічні гази ЄС 1997 року. До кінця 90-х років, хоча в деяких країнах, що розвиваються, все ще використовували галогенвмісні барботируючі речовини, Північна Америка та Європа все частіше використовували вуглекислий газ, пентан, 1,1,1,2-тетрафторетан (ГФУ-134a)) 1. , 1,1,3,3-пентафторпропан (HFC-245fa) як барботируючий агент.
На основі існуючої технології розпилення поліуретану та хімічної теорії поліетераміну, розпилення еластичних матеріалів з поліуретану було швидко розроблено в 1990-х роках. Їх швидка реакція та відносна нечутливість до вологості роблять їх покриттями вибором для великих проектів. Такі як вторинні захисні кожухи, покриття люків та швелерів, накладки резервуарів. Після належної обробки ґрунтовки та поверхні він добре прилипає до бетону та сталі. У той же період нова двокомпонентна поліуретанова та поліуретанова полісечовина змішана еластомерна технологія була застосована до завантаженої підкладці для будівництва на місці. Ця технологія нанесення покриттів для невеликих вантажівок та інших вантажних ящиків створює міцний композиційний металевий матеріал, стійкий до тертя. Термопластична футеровка заповнює недоліки корозії та крихкості металу'