Poliüretan köpükler veya poliüretan esaslı ürünler, poliol sistem (Component A) ve izosiyanat (Component B) olarak adlandırılan iki ana bileşenin kimyasal reaksiyonuyla oluşur. İşte bu bileşenlerin daha detaylı açıklamaları:

I. Bileşen (Component A): Poliol Sistem
Poliol sistem, polieter veya poliester bazlı poliollerin uygun oranlarda karıştırılmasıyla oluşturulan bir karışımdır. Bu karışıma katalist, silikon, renklendirici, kabartıcı ajan ve diğer kimyasallar da eklenebilir. Poliol sistem, serbest hidroksil (OH) grupları içerir.

II. Bileşen (Component B): İzosiyanat
İzosiyanatlar, poliol sistemle karıştırıldığında ekzotermik reaksiyona giren ve serbest NCO (izosiyanat) gruplarını içeren kimyasallardır. İzosiyanatlar, NCO yüzdesine bağlı olarak tanımlanır ve adlandırılır. Örneğin, MDI'nin NCO yüzdesi 31'dir, TDI'nın NCO yüzdesi ise 48'dir.

Poliol sistem (Component A) ve izosiyanat (Component B), belirli oranlarda ve sıcaklıkta karıştırıldığında ekzotermik bir reaksiyon gerçekleşir ve bu reaksiyon sonucunda poliüretan köpük veya ürün oluşur. Reaksiyon sırasında ısı ve gazlar açığa çıkar.

Reaksiyon (Köpürme) üç boyutta ilerler, bu nedenle poliüretan köpük, içine yerleştirildiği kabın veya kalıbın tüm boşluklarını doldurarak onun şeklini alır. Poliüretan köpüklerin yayılma özelliği diğer kimyasal ürünlerden daha üstündür.

Poliüretan köpüklerin sert, yarı-sert veya esnek olması, bileşenlerdeki OH ve NCO yüzdelerine bağlıdır. Sert köpüklerde OH yüzdesi genellikle 300'den fazladır, yarı sert köpüklerde ise 100'dür. Bu oranlar, oluşan köpüğün mekanik özelliklerini belirler.

Poliüretan köpükler, yalıtım malzemeleri, dolgu malzemeleri, ambalaj malzemeleri, mobilya üretimi, otomotiv sektörü, inşaat sektörü ve birçok endüstriyel uygulamada kullanılır. Esnek poliüretanlar, yastık, döşeme, minder gibi konfor sağlayan ürünlerde kullanılırken, sert poliüretanlar, yalıtım panelleri, çekirdek mal

zemeleri ve yapısal parçalar gibi dayanıklılık gerektiren uygulamalarda tercih edilir.

Poliüretan özellikleri:

1. Kimyasal Yapı: Poliüretanlar, bir poliol ve bir izosiyanat bileşiğinin reaksiyonuyla oluşan poliüretan reçinelerinin genel adıdır. Bu reaksiyon sonucunda, poliüretanın ana yapı birimlerini oluşturan üreton ve üretil grubu içeren karbonil grupları oluşur. Bu yapı, poliüretanın elastik, dayanıklı ve çok yönlü özelliklerini sağlar.

2. Esneklik ve Dayanıklılık: Poliüretanlar, elastik bir yapıya sahip olduğu için çeşitli uygulamalarda esneklik sağlarlar. Bu elastiklik, malzemenin şekil değiştirebilmesini ve geri dönüş yapabilmesini mümkün kılar. Ayrıca poliüretanlar, yüksek dayanıklılık özelliği sayesinde darbelere ve aşınmaya karşı dayanıklıdır.

3. Hafiflik: Poliüretan malzemeler genellikle hafif olup, uygulandığı alanda ağırlık artışına neden olmazlar. Bu özellikleri, özellikle otomotiv, havacılık ve denizcilik gibi endüstrilerde yakıt verimliliğini artırmak ve taşıma kapasitesini optimize etmek için tercih edilir.

4. Yalıtım Özellikleri: Poliüretanlar, yüksek ısı ve ses yalıtım performansı sağlar. Bu özellikleri nedeniyle inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılırlar. Poliüretan köpük, binalarda duvar, çatı ve zemin yalıtımı için kullanılırken, poliüretan sprey köpük, boşlukları doldurmak ve izolasyon sağlamak için tercih edilir.

5. Kimyasal Direnç: Poliüretanlar, çoğu kimyasal maddeye karşı dirençlidir. Bu özellikleri, poliüretanların endüstriyel kaplamalarda, boya ve verniklerde, sızdırmazlık malzemelerinde ve kimyasal depolama tanklarında kullanılmasını sağlar.

6. Çeşitlilik: Poliüretanlar, birçok farklı formda bulunabilir. Sert, elastik veya köpük formunda üretilebilirler. Bu çeşitlilik, poliüretanların farklı uygulama ihtiyaçlarına göre özelleştirilebilmesini sağlar.

7. Uygulama Alanları: Poliüretanlar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Otomotiv endüstrisinde,

 araç parçalarının üretiminde, dolguların yapılmasında ve yalıtım amaçlı kullanılır. İnşaat sektöründe, yapı malzemeleri, izolasyon ürünleri, yapıştırıcılar ve kaplamalarda kullanılır. Ayrıca mobilya üretiminde, tekstil kaplamalarında, ayakkabı tabanlarında, spor malzemelerinde, elektronik aletlerde ve daha birçok alanda kullanım bulurlar.

Poliüretanın geniş kullanım alanı ve çeşitliliği, onu çok yönlü bir malzeme haline getirir ve birçok endüstriyel uygulamada tercih edilmesini sağlar.

Poliüretanın Genel Özellikleri

Poliüretanın genel özellikleri, büyük ölçüde polimer omurgasının yapısına bağlıdır. Bu özellikler, yüksek mukavemet, yüksek rijitlik veya yüksek esneklik gibi özelliklere adapte edilebilme yeteneğinden kaynaklanır.

• Darbe Direnci: Poliüretanın olağanüstü darbe direnci, düşük sıcaklıklarda bile çatlamaya, yırtılmaya, kırılmaya ve şişmelere karşı direnç sağlar.

• Aşınma Direnci: Özellikle madencilik, petrol ve gaz endüstrilerinde kullanılan poliüretan, önemli aşınma sorunlarına çözüm sunar. Laboratuvar testleri ve saha uygulamalarında diğer malzemelere göre önemli bir aşınma avantajı gösterir.

• Kalıp Dökme Kolaylığı: Poliüretan parçalar, genellikle daha ucuz ve düşük basınçlı kalıplara dökülerek üretilir. Sıvı formdaki poliüretan, yüksek basınçlı kalıplar ve preslere ihtiyaç duymadan karmaşık kalıp boşluklarını doldurabilir.

• Mekanik Dayanıklılık: Poliüretan, hem gerilme hem de sıkıştırma kuvvetlerine dayanabilir. Şekil değiştirebilir ancak yük kaldırıldığında eski şekline dönebilir.

• Hızlı Üretim: Kısa teslim süreleri ve ekonomik takım maliyetleri nedeniyle, poliüretan genellikle tek seferlik parçalar, prototipler veya yüksek hacimli seri üretim çalışmaları için tercih edilir.

Poliüretanın Sıcaklık Özellikleri

Poliüretanlar, geniş bir sıcaklık aralığında dayanabilir ve bu sayede zorlu koşullarda bile orijinal şeklini ve fiziksel özelliklerini koruyabilir. Standart termoset poliüretanlar -26°C ila 93°C arasındaki sıcaklıklara dayanabilir. Ancak, bazı poliüretan ürünleri 148°C'ye kadar yüksek sıcaklıklara daha iyi tolerans gösterebilir. Bu sıcaklıkların dışında, termoset poliüretanlar zamanla zayıflama veya bozulma eğilimi gösterebilir.

Isı İletkenlik Değeri

Isı iletkenliği, malzemenin ısı transferini ifade eder. Poliüretan, yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Bu değer, bir ürünün yalıtım kapasitesini belirler.

Su Buharı Difüzyon Direnci (Su Buharı Geçirgenliği)

Su buharı difüzyon direnci faktörü, havanın su buharı geçirgenliğinin numunenin su buharı geçirgenliğine oranını ifade eder. Poliüretanlar genel olarak asit buharı ve asitlere karşı direnç gösterir.

Boyutsal Stabilite

Poliüretan, termoset yapısı sayesinde mükemmel boyutsal stabilite sergiler. Bu stabilite, kaplamaların yoğunluğuna ve tipine bağlı olarak -30°C ila +90°C sıcaklık aralığında uzun süreli kullanıma olanak tanır.

Mekanik Özellikleri

Poliüretan köpüğünün mekanik özellikleri, iç ve dış yapı, hücrelerin şekli ve boyutu, doldurma hacmi ve kullanılan polimerin özelliklerinden etkilenir. Hızlı ve dinamik durumlarda sıkıştırılan poliüretan köpüklerin mekanik özellikleri, hücresel yapının sürtünmesinden ve hücrelerde bulunan havadan etkilenir.

Yangın Dayanıklılığı

Poliüretanlar, özel formülasyonlar kullanılarak geliştirilmiş yangın direnci sunabilir. Kimyasal yapısı, alevle temas ettiğinde erimek yerine kömürleşerek ateşi koruma özelliğine sahiptir.

Asit Buharı ve Asitlere Dayanıklılık

Poliüretanın kimyasal direnci, formülasyonlarına bağlı olarak değişir. Genel olarak, polyester tipi poliüretanlar yağlara, solventlere ve zayıf asitlere/bazlara karşı daha dirençlidir. Poliüretanlar, birçok metal, kauçuk ve plastikten daha fazla kimyasal dirence sahiptir.

Poliüretanın Kullanım Alanları

Poliüretan, genellikle esnek köpük formunda mobilya, yatak takımı ve halı altlığı gibi ev mobilyalarında yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, ısı ve yalıtım sektörleri, ısıtma ve soğutma sistemleri gibi alanlarda sert köpük formunda kullanılır. Ayakkabı sektöründe de kauçuk bağlayıcı olarak sıkça kullanılır.