Polyurethane là gì? Những kiến thức ít người biết về PU

Polyurethane có tên gọi viết tắt là PU là một chất liệu rất phổ biến và được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, cũng như được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là một chất liệu rất phổ biến ở nước ngoài, và ở Việt Nam thì chỉ mới xuất hiện và được ứng dụng thôi.

Nên chắc ít người biết Polyurethane là gì, cũng như vai trò và ứng dụng của nó đúng không? Vì vậy trong bài viết hôm nay, Sen Tây Hồ sẽ chia sẻ đến bạn tất cả kiến thức càn biết về chất liệ PU này. Cùng theo dõi bài viết nhé!

Tổng quan Polyurethane là gì?

Polyurethane là một chất liệu được tạo thành từ những hạt nhưa polymer linh hoạt nhất, chất liệu này ban đầu được tạo ra để thay thế cao su trong Thế chiến II. Chất liệu này thường được viết tắt là P

Polyurethane được gọi tắt là PU, loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. PU có đặc điểm là độ bền cao, có khả năng kháng các tác nhân đến từ môi trường và gần như miễn nhiễm với các chất vô cơ và hữu cơ.

Đặc biệt, polyurethane còn chống chịu được mài mòn tốt hơn hẳn các loại cao su thông thường, nên được ứng dụng rất rộng rãi.

Nhờ nhiều phát triển mà ngày nay chúng ta có thể sử dụng PU theo nhiều cách khác nhau, như trong các vật dụng như gối cao su non, trong ngành xây dựng, điện tử, lĩnh vực y tế và nhiều lĩnh vực khác trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Ví dụ như

Vải polyurethane là gì?

Đây là loại vải tổng hợp được tạo thành từ: (1) một hoặc nhiều lớp nhựa polymer được nối với nhau bằng liên kết urethane và (2) lớp lót bằng vải dệt hoặc không dệt như polyester, cotton, nylon hoặc da thật.

Nhựa công nghiệp polyurethane được áp dụng lên một mặt của vải và sau đó được xử lý để trông giống như da động vật. Mục đích là để làm cho vải chống nước, trọng lượng nhẹ và linh hoạt. Loại vải này tuy là da giả nhưng lại mang đến cảm giác rất giống với da thật.

Công thức hóa học của chất liệu Polyurethane

Cấu trúc phân tử vật liệu đàn hồi polyurethane gồm các đoạn cứng và mềm. Các đoạn cứng được hình thành từ thành phần disocyanate. Các đoạn mềm được hình thành từ thành phần polyol. Các đoạn cứng được nối với nhau bằng liên kết hydro đề hình thành pha cứng. Mạch chính thẳng, không phân nhánh, liên kết chặt không trượt lên nhau giúp PU có mô-đun đàn hồi cao.

Các loại Polyurethan cơ bản

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại PU với các thành phần hóa học và tính năng khác nhau. Nhưng để lựa chọn cho mình sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng. Cấu trúc phân tử vật liệu đàn hồi polyurethane gồm các đoạn cứng và mềm.

Các đoạn cứng được hình thành từ thành phần disocyanate. Các đoạn mềm được hình thành từ thành phần polyol. Các đoạn cứng được nối với nhau bằng liên kết hydro đề hình thành pha cứng. Mạch chính thẳng, không phân nhánh, liên kết chặt không trượt lên nhau giúp PU có mô-đun đàn hồi cao.

Cách sản xuất polyurethane

Polyurethane thường được sản xuất bằng cách trộn hai hoặc nhiều dòng chất lỏng với nhau bao gồm các dòng polyol chứa chất xúc tác, chất hoạt động bề mặt, chất thổi… Vật liệu này được chế tạo ở nhiều mật độ và độ cứng khác nhau bằng việc thay đổi khi hàm lượng isocyanate, polyol hoặc các chất phụ gia.

Trước kia, polyurethane được đồn thổi là chất gây nguy hiểm cho sức khỏe con người, có khả năng gây ung thư. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của cơ quan quản lý an toàn sức khỏe nghề nghiệp và hội nghị vệ sinh công nghiệp chính phủ Hoa Kỳ đã khẳng định rằng, polyurethane hoàn toàn không gây ung thư.

Theo thống kê năm 2007, mức tiêu thụ polyurethane trên toàn cầu ước tính là 12 triệu tấn, con số này hàng năm luôn có xu hướng tăng với tốc độ bình quân 5%. Điều này cho thấy rằng, các ngành công nghiệp hiện nay đều có xu hướng sử dụng vật liệu polyurethane thay thế cho các vật liệu thông thường khác.

Đặc điểm của vật liệu polyurethane

Polyurethane có khả năng chịu mài mòn tốt. Được ứng dụng nhiều để làm vật liệu sơn bề mặt các vật. Khả năng chịu mài mòn này có tốt hơn hẳn một số loại cao su cũng như những kim loại thông thường.

Polyurethane không bám dính dầu mỡ, chất béo hay các dung môi hữu cơ khác.

Các loại bánh xe tải nặng, khớp nối hay tấm chống sốc thường sử dụng polyurethane trong thành phần nguyên liệu sản xuất bởi khả năng chịu được áp lực tốt hơn hẳn các loại cao su thông thường.

Lực xé rách của một tấm polyurethane cao hơn rất nhiều so với những loại cao su khác. Trong quá trình sử dụng, vật liệu được làm từ polyurethane rất khó bị kéo xé, hỏng hóc.

Các động từ thời tiết như oxy hóa, ánh sáng mặt trời, các điều kiện thời tiết bất thường điều khó có thể tác động đến polyurethane.

PU có khả năng cách điện cao, sử dụng nhiều để làm lớp bọc dây điện, bọc dây cáp.

Ứng dụng của polyurethane trong các ngành công nghiệp

Ứng dụng lớn nhất của polyurethane đó chính là đọc các trục trong các ngành in, thép, dệt nhuộm vải, sản xuất giấy. Nhờ đặc tính cơ học tốt, PU đóng vai trò làm đệm làm kín các ứng dụng động lực. Không những thế, với khả năng đàn hồi hơn bất kỳ một loại vật liệu nào khác, PU xuất hiện nhiều để làm pig làm sạch đường ống và lớp lót ống.

Sự liên kết chặt chẽ bởi các liên kết hiđrô không trượt khiến polyurethane có tính năng kết dính kỳ diệu và khả năng chống thấm tốt. Vật liệu này thường xuyên có mặt trong các ngành khai khoáng, đổ bê tông, chạm khắc hoa văn tinh sáng trên đồ gỗ, gốm sứ…

Một ứng dụng mà ít ai biết đến của vật liệu polyurethane đó là khả năng cách âm tốt. Người ta thường sử dụng pu để làm các tấm kính cách âm, hiệu quả tốt hơn hẳn các vật liệu thông thường. Với những ưu điểm tuyệt vời và tính ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, polyurethane đang dần trở thành chất liệu cao su nhân tạo được cả thế giới ưa chuộng.

Polyurethane được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực công nghiệp hiện nay. Polyurethane tuy rất thân thiện với môi trường nhưng do đặc tính dễ cháy của vật liệu này nên cần phải được xử lý bằng các chất chống cháy trước khi đưa vào sử dụng.

Một số sản phẩm cao su kỹ thuật làm từ PU

Một ưu điểm khác là quá trình sản xuất sản phẩm PU đổ khuôn tương đối đơn giản. Tuy nhiên, sản xuất PU đổ khuôn thường gặp các vấn đề như nguyên liệu được trộn không đều, xuất hiện bọt khí trong quá trình trộn và rót PU. Hiện tại, trên thị trường có nhiều máy định lượng, trộn, rót tự động giúp vượt qua những trở ngại này và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Sản phẩm trong các ngành công nghiệp

Trước đây, con lăn băng tải bọc cao su nitrile rất dễ hư hỏng do nhanh chóng bị mài mòn. Thử nghiệm bọc PU cho những con lăn này được bọc PU thay vì cao su giúp kéo dài thời gian tuổi thọ của sản phẩm lên gấp hơn 3 lần.

Trong quá khứ, trục EPDM hoặc NBR thường được dùng trong sản xuất tôn mạ màu dễ bị trương nở và hỏng. Do chúng phải tiếp xúc với nhiều loại sơn, phụ gia, dung môi pha sơn, như xăng dầu, acetone, methyl ethyl keotne, butyl acetate. Sau đó, những trục này được bọc PU, và chúng có thể làm việc trong thời gian dài hơn.

PU với tính kháng hóa chất và dung môi tốt cũng được dùng để bọc các trục sử dụng trong ngành in, thép, dệt, giấy.

Ngoài ra, do các đặc tính cơ học tốt mà vật liệu PU được sử dụng làm đệm làm kín trong các ứng dụng động lực.

Vật liệu đàn hồi PU còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác. Chẳng hạn, trong công nghiệp dầu khí, vật liệu PU được dùng làm pig làm sạch đường ống, lớp lót ống. Hay chi tiết giới hạn uốn cong, chi tiết làm cứng phần uốn cong, kẹp nâng và dẫn hướng.

Máy móc công nghiệp khai khoáng và sản xuất

Trong công nghiệp khai khoáng, vật liệu PU cũng được dùng làm sàn, lớp lót ống, băng tải, hydrocyclone, trục và bánh xe.

PU cũng được dùng làm khuôn đổ bê-tông, nhựa, sáp. Đặc biệt sản phẩm có chi tiết hoa văn tinh xảo hoặc dùng bọc cạnh đồ gỗ.

PU là vật liệu rất tiềm năng. Nó hoàn toàn có thể thay thế cho cao su trong một số ứng dụng nhất định. Đặc biệt nó giúp các nhà sản xuất duy trì năng suất và tuổi thọ của máy móc.

Lời kết

Hi vọng bài viết này của Sen Tây Hồ đã đem đến cho bạn những kiến thức bổ ích. Hãy like và share bài viết này nếu bạn thấy hay nhé!!!