Polyurethane (PU) là gì? Những ứng dụng của Polyurethane

Polyurethane (PU) là gì ?

Polyurethane có tên viết tắt là PU, đây là một loại cao su được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, số ít dùng trong dân dụng. Polyurethane có độ bền cao và khả năng kháng lại các tác nhân môi trường như : thời tiết, sự oxy hóa, và đặc biệt Polyurethane có khả năng chịu được mài mòn tốt hơn so với các loại cao su thông thường khác. Chính nhờ những ưu điểm này mà PU được ứng dụng nhiều trong công nghiệp.

Polyurethane (PU) đã được tìm thấy từ rất lâu, tuy nhiên nó chỉ mới được đưa vào sử dụng thời gian gần đây ở Việt Nam, đặc biệt là ở dạng vật liệu PU có khả năng đàn hồi tốt dùng để đổ khuôn.

Công thức hóa học của Polyurethane

Về cấu trúc phân tử, Polyurethane gồm có các đoạn cứng và mềm :

• Đoạn cứng : có thành phần cấu tạo từ disocyanate, các đoạn cứng được nói với nhau bằng liên kết Hydro để hình thành pha cứng.
• Đoạn mềm : có thành phần cấu tạo từ Polyol
• Mạch chính thẳng, không phân nhánh, liên kết chặt không trượt lên nhau giúp PU có modun đàn hồi cao.

Tính chất của Polyurethane

• PU có khả năng chịu mài mòn rất tốt, thường được sử dụng để làm vật liệu sơn bên ngoài các bề mặt để bảo vệ các vật liệu. Điều đặc biệt là khả năng chịu mài mòn của PU còn tốt hơn so với một số loại cao su nhựa và ngay cả kim loại.
• Không bị bám dầu mỡ, chất béo, và các dung môi hữu cơ.
• Khả năng chịu áp lực tốt hơn hẳn so với các loại cao su thông thường, do đó mà PU là một trong những chất liệu lý tưởng dùng để sản xuất các loại bánh xe tải nặng, khớp nối, tấm chống sốc,…
• Khó bị kéo xé trong quá trình sử dụng, có thể chịu được một lực kéo 500 – 100lbs/inch, cao hơn rất nhiều so với các loại cao su khác.
• Khả năng chịu tác động từ thời tiết, bao gồm cả sự oxy hóa, khả năng chịu được ánh sáng mặt trời, ozone, và một số điều kiện thời tiết thông thường.
• Khả năng cách điện cao, nên được sử dụng làm lớp bọc dây điện, dây cáp.
• Chống co giãn và va đập tốt.

Ứng dụng của Polyurethane (PU)

• Nhờ có khả năng kháng hóa chất và dung môi tốt, nên Polyurethane thường được sử dụng để bọc các trục trong ngành in, thép, dệt nhuộm và sản xuất giấy.
• Khả năng chịu lực cao nên có thể sử dụng làm nệm, làm gioăng (roong), làm kín các ứng dụng động lực.
• Một số được sử dụng trong ngành dầu khí, được sử dụng để làm pig làm sạch đường ống, lớp lót ống,…
• PU với khả năng chống thấm rất tốt nên cũng được dùng trong ngành khai khoáng, làm khuôn đổ bê tong, nhựa, sáp, hay các hoa văn tinh xảo trên các đồ gốm, sứ.
• Ngoài ra, sản phẩm PU này còn có khả năng cách âm rất tốt, thường được dùng để làm các tấm kính cách âm mang lại hiệu quả kinh tế rất cao cho người dùng.

Một số sản phẩm thực tế của 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.

Các sản phẩm 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 như 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.
• PU còn được sử dụng trong sản xuất các loại găng tay phủ pu chống tĩnh điện, thảm cao su chống tĩnh điện hàn quốc,…

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.

Sản phẩm lĩnh vực ẩm thực và gia dụng đời sống

Ngoài các ứng dụng trong công nghiệp kể trên, PU được sử dụng khá nhiều trong các sản phẩm lĩnh vực ẩm thực và đời sống. Polyurethane đóng vai trò là chất bảo ôn rất tốt cho các sản phẩm gia dụng. Tác dụng chính của nó là để giữ nhiệt và cách nhiệt. Tiêu biểu phải kể đến các sản phẩm như nồi nấu phở điện, tủ nấu cơm công nghiệp hay tủ lạnh… Giữa các thành sản phẩm này có 1 lớp PU đóng vai trò giữ nhiệt và cách nhiệt gần như tuyệt đối cho sản phẩm. Giúp chúng giữ nóng giữ lạnh vô cùng tốt mà không bị truyền nhiệt ra ngoài.