Пенополиуретан всё чаще заменяет традиционные материалы в строительстве

Популярная механикаHi-Tech

Материал будущего: из космической отрасли в ваш дом

Дмитрий Школьников

Оглядитесь и задумайтесь: из чего сделаны окружающие вас предметы? Вы удивитесь, но многие из них – диванные подушки, лёгкая мебель из IKEA, искусственная лепнина на потолке, амортизатор в подошве любимых кроссовок – изготовлены, по сути, из одного и того же материала – пенополиуретана. Созданный в 30-х годах ХХ века, он менее чем за 100 лет полностью преобразил наш мир и при этом постоянно находит новые области применения. На сегодняшний день вершина эволюции пенополиуретана – выпускаемый в промышленных масштабах материал с труднопроизносимым названием «вспененный полиизоцианурат», обычно именуемый PIR. Сейчас он всё чаще заменяет традиционные материалы в строительстве и многих других областях жизни, а в недалёком будущем возможно даже станет основным материалом на планете. В чём же уникальность PIR?

Как получают «материал будущего»

На сегодняшний день PIR – вершина технологической эволюции пенополиуретана, одного из наиболее универсальных и востребованных полимерных материалов, относящегося к категории газонаполненных реактопластов и впервые синтезированного около 60 лет назад. Его уникальность заключается в том, что изменяя пропорцию двух основных участвующих в реакции химических веществ (всего в ней задействовано более десятка реагентов) можно получить широкий спектр материалов с разными физическими свойствами для различных областей применения.

Исходным сырьём для получения PIR и пенополиуретана в наши дни служат продукты нефтехимического производства – полимерные органические соединения и многоатомные спирты. Альтернативным вариантом является использование некоторых видов растительного масла: касторового, соевого, рапсового, подсолнечного и др. Однако такое сырьё значительно дороже.

Синтез и свойства пенополиуретана

В основе реакции полимеризации лежит взаимодействие двух ключевых реагентов, называемых «компонент А» и «компонент Б»:

  1. Компонент А – полиол: многоатомный спирт, имеющий в своём составе более одной гидроксильной группы —OH. К этой группе химических соединений относятся, в частности, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, сорбит и др.;
  2. Компонент Б – полиизоцианат: органическое соединение, содержащее функциональную группу —N=C=O. В частности, при производстве пенополиуретана и PIR используется полимерный 4,4 метилендифенилдиизоцианат или pMDI, производимый корпорациями BASF, Covestro, Huntsman и Dow.

Реакцию можно описать как взаимодействие полиола и диизационата с образованием полиуретана в присутствии катализатора (обычно аминной группы). Перед реакцией в смесь вводится вспенивающий агент, который заполняет в самом начале пористую, а в дальнейшем - герметично закрытую структуру полиуретана, превращая его в материал под названием пенополиуретан.

Помимо перечисленных реагентов в синтезе участвует ещё примерно 10-13 веществ: катализаторы, стабилизаторы и различные добавки, влияющие на конечные свойства материала.

Практически сразу же после получения пенополиуретана химики заметили, что его свойства зависят от длины цепи газонаполненных микрогранул, которая, в свою очередь, определяется соотношением полиольного и изоцианатного компонентов, а также функциональностью и молекулярной массой самого полиола. Путём варьирования этого соотношения были получены материалы с очень разными свойствами: от мягких губчатых (например, поролон, современные наполнители для матрасов, некоторые виды утеплителей для одежды и пр.) до жёстких пенопластов высокой плотности, используемых в строительстве в качестве изоляции для промышленных холодильников и морозильников, наполнителя сэндвич-панелей, для утепления трубопроводов и производства жёстких плитных утеплителей.

15f46a6d2469d345799db885413eaf25.jpg

PIR: особенности и отличия

Пенополиизоцианурат впервые был синтезирован в 60-х годах XX века. Технология его производства отличается от технологии получения «классического» пенополиуретана. В первую очередь – соотношением компонентов А и Б в реакционной смеси.

Владимир Шалимов, кандидат технических наук, руководитель технической службы направления "Полимерные мембраны и PIR в КМС" компании ТЕХНОНИКОЛЬ: "В обычном пенополиуретане это классическое отношение, равное 1:1, то есть на одну молекулу полиола приходится одна молекула изоцианата. В результате реакции получается молекула полимера с линейной структурой. При синтезе пенополиизоцианурата это отношение зависит от ряда факторов (от молекулярной массы и функциональности полиола, от содержания NCO-групп в изоцианате и от его типа) и должно быть не менее, чем 1:2. В технологическом цикле нашего предприятия оно составляет как минимум 1:3, то есть на одну молекулу полиола приходится три молекулы изоцианата, две из которых остаются свободными. При этом сам процесс протекает при более высокой температуре. В результате происходит так называемая тримеризация: свободные NCO-группы образуют особо прочные соединения – тримеры. Можно сказать, что пенополиизоцианурат – это тримеризованный изоцианат. Высокая прочность химических связей затрудняет разрушение структуры полимера, поэтому полиизоциануратная пена является химически и термически (в том числе при воздействии открытого пламени) более стабильным материалом: разрыв изоциануратных связей начинается при температуре выше 200 °C, тогда как у пенополиуретана – примерно при 100 °С".

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Гипнороды: как и кому они помогают Гипнороды: как и кому они помогают

Почему все больше женщин становятся «гипномамами»

Psychologies
Русская Tesla: 5 отечественных автомобилей, которые удивили Русская Tesla: 5 отечественных автомобилей, которые удивили

Все что нужно знать о новых российских электромобилях

РБК
Что в имени тебе моём? 10 звёздных фамилий, которые не являются псевдонимами Что в имени тебе моём? 10 звёздных фамилий, которые не являются псевдонимами

Многие не верят, что имена этих знаменитостей настоящие

Cosmopolitan
Корабль, рожденный в «цифре» Корабль, рожденный в «цифре»

Модель имперского звездного разрушителя из кубиков LEGO весит почти 20 кг

Популярная механика
Почему девочки мечтают о дне свадьбы? Почему девочки мечтают о дне свадьбы?

Лет с пяти некоторые девочки начинают планировать, какой будет их свадьба

Psychologies
Джозеф Стиглиц: Глобальное сотрудничество в 21 веке. Отрывок из книги Джозеф Стиглиц: Глобальное сотрудничество в 21 веке. Отрывок из книги

Почему Америка и другие страны прибывают в затяжном экономическом кризисе

СНОБ
Выживут только не роботы Выживут только не роботы

Что происходит с эмпатией в виртуальную эпоху

GQ
Торжество воды Торжество воды

Петергоф называют столицей фонтанов. Их здесь больше 150!

Лиза
Юрий Анненков. Вкус жизни Юрий Анненков. Вкус жизни

Три страсти безраздельно владели Юрием Анненковым

Караван историй
С ароматом тропиков С ароматом тропиков

Кокосовое масло можно назвать средством три в одном

Лиза
Cтройными рядами Cтройными рядами

Выходим из карантина красиво

Лиза
Как носить мужские сандалии? Вот 5 брендов, с которыми вы точно не ошибетесь Как носить мужские сандалии? Вот 5 брендов, с которыми вы точно не ошибетесь

5 проверенных обувных марок, которые делают отличные сандалии

Esquire
Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров

Опричники — грозные слуги Ивана Грозного

Maxim
Сбежала с акробатом: 7 громких секс-скандалов в королевских семьях разных стран Сбежала с акробатом: 7 громких секс-скандалов в королевских семьях разных стран

Скандалы в королевских семьях чаще всего связаны с любовными похождениями

Cosmopolitan
Антивирус: жизнь после карантина Антивирус: жизнь после карантина

Как привыкнуть к новым реалиям и сохранить психическое здоровье

Cosmopolitan
«Если понадоблюсь, то можем договориться»: как инвесторы Telegram начали выводить средства из проекта Дурова «Если понадоблюсь, то можем договориться»: как инвесторы Telegram начали выводить средства из проекта Дурова

Большинство инвесторов фонда Disruptive Era Fund выводят деньги из проекта TON

Forbes
Сели на шею Сели на шею

Как сохранить молодость шеи и убрать некрасивую «холку» и возрастные «кольца»

Лиза
Как на праздник: самые необычные профессии в мире Как на праздник: самые необычные профессии в мире

Резюме этих высококвалифицированных спецов скучными точно не назовешь

Популярная механика
Роман Певзнер Роман Певзнер

Коммерческий директор «Буше» о том, как работают пекарни в карантин

Собака.ru
Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру

Астрономы обнаружили самого близкого кандидата в черные дыры звездных масс

N+1
«Без серьезной науки людям не прокормиться» «Без серьезной науки людям не прокормиться»

Что Россия ищет в Антарктике?

Огонёк
Правила жизни Бьорк Гудмундсдоттир Правила жизни Бьорк Гудмундсдоттир

Правила жизни исландской певицы Бьорк

Esquire
Почему некоторые не боятся щекотки, а другие ее не переносят? Ответы на все вопросы Почему некоторые не боятся щекотки, а другие ее не переносят? Ответы на все вопросы

В чем секрет?

Playboy
На вкус и цвет На вкус и цвет

Архитекторы из бюро «А+А» использовали цвет как инструмент создания интерьера

SALON-Interior
Положение обязывает: брачный контракт, заключенный Куртом Воннегутом с его женой Джейн на время ее беременности Положение обязывает: брачный контракт, заключенный Куртом Воннегутом с его женой Джейн на время ее беременности

Курт Воннегут обязовался мыть полы, чтобы его беременная жена не ворчала

Esquire
ЗОЖ или фитнес-фанатизм? 9 признаков, что ты занимаешься спортом слишком много ЗОЖ или фитнес-фанатизм? 9 признаков, что ты занимаешься спортом слишком много

Всего хорошего должно быть в меру

Playboy
Пленка или стекло на экран: есть ли разница и что лучше купить Пленка или стекло на экран: есть ли разница и что лучше купить

Поцарапали или разбили дисплей смартфона и хотите впредь этого избежать?

CHIP
Чувство прекрасного Чувство прекрасного

Новый проект Анны Сахаровой и Алисы Лобановой

SALON-Interior
Пространственный анализ австралийских пожаров указал на недостатки природоохранной политики Пространственный анализ австралийских пожаров указал на недостатки природоохранной политики

Производство древесины ставит под угрозу миллионы гектаров земель на континенте

N+1
Открыть в приложении