Пенополиуретаны (ППУ) — полимерные материалы с ячеистой структурой. Когда полиол (компонент А) вступает во взаимодействие с изоцианатом (компонент Б), получается полиуретан. Добавление воды или газа в качестве вспенивателя при смешивании этих компонентов позволяет получить вспененный полиуретан, то есть пенополиуретан. Этот материал имеет больший объем за счет заполненных газом полостей внутри, благодаря чему пенополиуретан лучше удерживает тепло.
Нередко может возникать вопрос: вреден или нет для здоровья пенополиуретан и его компоненты? Давайте разбираться.
Компонент А — это органическое соединение класса многоатомных спиртов, содержащее в своей структуре несколько гидроксильных групп [–OH]. Обычно полиолы, которые используют в качестве Компонента А — жидкости, они не ядовиты и не взрывоопасны. В качестве тары для перевозки и хранения, как правило, используют бочки.
Компонент Б — органические вещества, содержащие изоцианатную группу [-N=C=O]. В производстве ППУ используют метилендифенилдиизоцианат (МДИ) и толуилендиизоцианат (ТДИ). Эти вещества летучи и их пары раздражающе действуют на глаза, кожу и органы дыхания при длительном воздействии. Особенно опасны изоцианаты при возгорании, поэтому их перевозят и хранят в герметичных контейнерах.
Хранение компонентов А и Б на складе САЙВЕРХОТ
При этом необходимо подчеркнуть, что сами пенополиуретаны безопасны для здоровья человека. Вследствие химического взаимодействия компонентов А и Б все изоцианатные группы преобразуются в уретановые, и опасных веществ в конечном продукте не остается. Ранее изучалось токсическое воздействие различных полиуретановых композиций на организмы человека и животных. В настоящее время ученые пришли к выводу, что в обычных условиях полиуретан безопасен для здоровья.
Самые первые исследования по получению полиуретанов были начаты в 1937 г. в Германии. В зависимости от скорости реакции и быстроты смешивания исходных компонентов различались и свойства конечного продукта. Были получены мягкие (поролон) и жесткие (игамид) пенополиуретаны. Первые образцы полиуретанов постепенно разлагались на воздухе, вследствие чего имели короткий срок службы. С развитием химии этот недостаток был преодолен путем введения веществ-стабилизаторов, а благодаря добавкам антипиренов (соединений не поддерживающих горение) пенополиуретаны стали трудногорючими материалами.
ППУ экологичный материал. Показательна и высокая химическая устойчивость: и ППУ, и полиуретаны в обычных условиях почти полностью химически инертны. При контроле состава атмосферы помещений, в которых проходило напыление пенополиуретана, не было обнаружено никаких вредных веществ. Стоит отметить и биологическую нейтральность полиуретанов, высокую устойчивость к плесени, микроорганизмам и процессам разложения и гниения.
Благодаря своим полезным свойствам сфера применения полиуретанов весьма широка. Современный мягкий пенополиуретан гипоаллергенен и безопасен в быту — его применяют при производстве детских игрушек, наполнителей матрасов и подушек, обивки мебели, а также в качестве изоляции в холодильном оборудовании и морозильных камерах.
Жесткие составы применяются в строительстве, для звукоизоляции, при изготовлении автомобилей и в качестве теплоизоляционного материала. Кроме того, некоторые композиции на основе ППУ используются в медицине для изготовления катетеров, протезов, имплантов, а также для снятия слепков зубов в стоматологии, для элементов искусственного сердца и многое другое.
Пенополиуретан на 97% состоит из газа и только 3% — это твердая составляющая, поэтому вспененный полиуретан обладает высокими теплоизолирующими свойствами. Благодаря таким характеристикам значительный производимый объем ППУ используется в качестве утеплителя при строительстве домов и других построек. Широко применяются он и при строительстве теплотрасс — им утепляют трубы, фасонные изделия, трубопроводную арматуру.
Труба, теплоизолированная слоем пенополиуретана
Основные преимущества утеплителя из пенополиуретана:
- имеет высокий уровень адгезии к металлу;
- не подвержен процессам гниения и разложения;
- работает в диапазоне внешних температур от -80 до +130 °С;
- минимальный срок службы составляет 25-30 лет, при этом материал не растрескивается и не деформируется;
- плохо горит;
- экологичен и безопасен для здоровья человека.
Перечисленные преимущества ППУ позволяют существенно снизить финансовые затраты на эксплуатацию тепломагистралей, прокладывать утепленные трубы в неблагоприятных климатических условиях и не увеличивать экологическую нагрузку на окружающую среду.
