Poliüretan

Poliüretan karbamat bağlantıları ile birleştirilen organik üniteler zincirinden oluşan bir polimerdir. Esnek ve esnemeyen köpükler, dayanıklı elastomerler ve yüksek performanslı yapıştırıcılar, sentetik lifler, contalar, prezervatifler, halıların alt kısmı ve sert plastik yapımında kullanılırlar. Esnek poliüretan köpükler, poliüretan süngerler olarak da bilinirler ve yataklarda, mobilyalarda konfor malzemesi olarak vazgeçilmezdirler. Esnemeyen köpükler ise daha çok ısı ve ses izolasyonunda kullanılırlar. Poliüretan ürünlere çoğu zaman üretanlar da denir. Ancak etil karbamat olarak da bilinen özel üretan maddesi ile karıştırılmamalıdır. Poliüretanlar etil karbamattan yapılmaz ve onu içermezler.

−NH−(C=O)−O− üretan grupların moleküler birimlere bağlandığı poliüretan sentezi
Poliüretan köpükten sünger

Poliüretanlar ilk kez Alman bilim adamı Otto Bayer tarafından 1937 yılında sentezlenmiş ve diizosiyanatın, diol ile reaksiyonuyla elde edilmiştir. Eğer ortamda su da varsa diizosiyanatın bir kısmı diol ile polimerleşirken küçük bir kısmı da su ile gaz (karbondioksit) çıkışı reaksiyonu vererek gözenekli poliüretan yapıyı (köpük veya sünger yapısı) meydana getirir. Olgunlaşma süresi (24-72 saat) sonunda oldukça sağlam bir polimer yapı elde edilir. Daha sonraları diollerin yerini daha büyük molekül ağırlıklı, polieter veya poliester yapısındaki polioller almıştır. Bu şekilde oluşan poliüretan daha sağlam ve daha esnek bir elastomer oluşturur.

Diizosiyanatın bir poliolle reaksiyonu ile oluşturulan bir poliüretan

Günümüzde poliüretanların esnek köpükler (süngerler), esnek ve şişmeyen yapıdaki elastomerler, yapıştırıcılar, kaplamalar, hem elastomer hem köpük yapısını içinde barındıran integral ürünler, rijit köpükler (yalıtım malzemeleri), rijit ve şişmeyen yapıdaki tahta taklidi ürünler gibi uygulamaları mevcuttur. Bunlardan köpük yapısındaki poliüretanlarda genellikle polieter polioller kullanılır. Esnek köpüklerde şişirme ajanı olarak su, rijit köpüklerde ise şişirme ajanı olarak suyun yanında ısı yalıtımı sağlayan gazlar da kullanılır. Esnek köpükler genellikle konfor sağlama amacıyla üretildiği için açık hücre yapısında olmak zorundadır, rijit köpükler ise kapalı hücre yapısında olmalı ve içerdiği gazı dışarıya salmamalıdır. Şişmeyen poliüretanlarda ise bileşenlerdeki nem tamamen uzaklaştırılmalıdır. Bunların dışında poliester polioller kullanılarak üretilen terlik ve ayakkabı tabanları da poliüretan uygulamaları arasındadır. Ayrıca koltuk döşemelerinde, çanta ve ayakkabılarda kullanılan suni deri de poliüretandır.

Görüldüğü üzere hayatımızda giydiğimiz ayakkabının tabanı olarak, oturduğumuz koltuklarda ve yattığımız yataklarda sünger ve suni deri olarak, aynaların ve koltukların süslemelerinde tahta taklidi olarak, buzdolaplarının ve termosifonların yalıtım malzemesi olarak, arabaların konsolu ve direksiyonu olarak, fabrikaların ve soğuk odaların duvarlarını ve çatılarını kaplayan paneller olarak poliüretan her yerdedir.

Kaynakça

Szycher's Handbook of Polyurethanes, Second Edition.

Ham Maddeler

Poliüretan yapmak için ana bileşenler di- ve tri - izosiyanat’lar ve poliol’ler dir. Polimerin işlenmesine yardımcı olmak veya polimerin özelliklerini değiştirmek için başka malzemeler de eklenir.

İzosiyanatlar

Poliüretan yapmak için kullanılan izosiyanat, her molekülde iki veya daha fazla izosiyanat grubuna sahiptir. En yaygın olarak kullanılan izosiyanatlar aromatik diizosiyanatlar, toluen diizosiyanat, TDI ve metilen difenil diizosiyanat, MDI'dır.

TDI ve MDI genellikle diğer izosiyanatlardan daha ucuz ve daha reaktiftir. Endüstriyel tip TDI ve MDI izomerlerin karışımlarıdır ve MDI genellikle polimerik malzemeler içerir. Esnek köpük (örneğin yatak için kalın döşemelik köpük veya araba koltuğu için kalıplanmış köpük),[1] sert köpük (örneğin buzdolabının ısı yalıtım köpüğü) elastomerler (örneğin ayakkabı tabanları) vb. izosiyanatlar, kısmen poliollerle reaksiyona sokularak veya izosiyanatların uçuculuğunu (ve dolayısıyla zehirliliğini) azaltmak, işlemeyi kolaylaştırmak veya nihai polimerlerin özelliklerini geliştirmek için donma sıcaklık noktalarını azaltarak başka malzemeler katılarak değiştirilebilir.

MDI izomerleri ve polimer

.Alifatik ve sikloalifatik izosiyanatlar, daha küçük miktarlarda, çoğunlukla renk ve şeffaflığın önemli olduğu kaplamalarda ve diğer uygulamalarda kullanılır, çünkü aromatik izosiyanatlarla yapılan poliüretanlar ışığa maruz kaldıklarında koyulaşma eğilimindedir.[2] En önemli alifatik ve sikloalifatik izosiyanatlar 1,6-heksametilen diizosiyanat (HDI), 1-izosiyanato-3-izosiyanatometil-3,5,5-trimetil-sikloheksan (izoforon diizosiyanat, IPDI) ve 4,4'-diizosiyanato disikloheksilmetan, (H12MDI ya da hidrojene MDI).

Polioller

Polioller, epoksitlerin reaksiyonu ile aktif hidrojen içeren bileşikler kullanılarak yapılan polieter polioller olabilir. Polyester polioller, çok fonksiyonlu karboksilik asitleri ve polihidroksil bileşiklerinin polikondensasyonu ile yapılır. Son kullanımlarına göre ayrıca sınıflandırılabilirler. Daha yüksek molekül ağırlıklı polioller (2000 ila 10000 arasındaki molekül ağırlıkları) daha esnek poliüretanlar yapmak için kullanılırken, daha düşük molekül ağırlıklı polioller (300 ila 700 arasındaki molekül ağırlıkları) daha sert (rijit) ürünler yapar.

en.m.wikipedia.org/wiki/Polyurethane

  1. "Technical data sheet from Dow Chemical". 13 Ekim 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Eylül 2007.
  2. Randall, David; Lee, Steve (2002). The Polyurethanes Book. New York: Wiley. ISBN 978-0-470-85041-1.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.