Poliüretan,
kauçuk yerine kullanılmak üzere yeni bir ürün bulma
çalışmaları yapan ünlü bilim adamı Prof. Otto Bayer
tarafından 2. Dünya Savaşının ilk yıllarında üretildi.
Laboratuar çalışmalarının hemen ardından savaş boyunca
birçok uygulama alanında kullanılmaya başlandı.
1950'lerde esnek sünger endüstrisinde, sonraki yıllarda
ucuz maliyetli poliol'lerin bulunması ile birlikte
otomotiv endüstrisinde büyük çapta tüketim alanı buldu.
O yıllardan bu yana bilim adamlarınca sürekli
geliştirilen poliüretan formülasyonları sayesinde artık
günlük yaşantımızın her evresinde poliüretan içeren bir
ürün yer almaktadır. Poliüretan tüketimi dünyada her yıl
yaklaşık % 5 civarında artmaktadır. Bu oran gelişmekte
olan ülkeler arasında yer alan Türkiye'de % 7-8'e
ulaşmaktadır.
Enerjinin maliyetinin artış gösterdiği her geçen
gün,poliüretan gibi mükemmel bir yalıtım malzemesinin
değerini yükseltmekte ve kullanım alanlarını
çoğaltmaktadır.
1937
Prof. Otto Bayer poliüretan kimyasallarını keşfederek
batı Avrupa'da Sanayi devrimi aşamasında çığır açan
buluşuna imzasını attı.
1940
Sert köpük, ilk kez uçak endüstrisinde ve uzay
teknolojilerinde kullanılmaya başlanarak ısı yalıtımında
çığır açan sürecine adımlarına başladı.
1941
Metal, cam ve kauçuk malzemelerini birbirine bağlayıcı
malzeme olarak endüstri sektöründe ve yan sanayide
önemli kimyasal olmayı başardı.
1948
İlk kez yalıtım malzemesi olarak bira fıçılarında
uygulamaları başladı.
1953
Yaşam gereksinimlerinde Sünger Sanayinde kullanılmaya
başlanmasıyla hızlı tüketim oluştu.
1960
Yapı sektörüne girmesiyle sandviç panel ve püskürtme
sistemleri geliştirilerek ilk adımlarını attı.
1966
Ayakkabı endüstrisi poliüretan kullanmaya başladı
1969
Otomobilin bir çok parçalarında poliüretan kullanımı
süreci başladı.
1979
Binalarda büyük çapta poliüretan sistemleri ile yalıtım
yapılmaya başlandı.
Gelişmiş ülkelerde yaklaşık 45 yıldan beri bilinen ve
kullanılan Sprey Poliüretan Köpük uygulaması ülkemizde
de yavaş yavaş tanınmaya başlanmış
Yalıtım sektöründe daha dayanıklı, uzun ömürlü, daha çok
enerji tasarrufu sağlayan ve az bakım gerektiren
malzemelere olan talep gün geçtikçe artmaktadır. Son
yıllarda kullanımı gün geçtikçe artan ve her türlü
binanın yalıtılmasında kullanılabilen poliüretan
türlerinden biri de Sprey Poliüretan Köpük’lerdir.
TEKNiK BiLGiLER
Poliüretan iki ana kimyasal,izosiyanat ve
hidroksil grubu içeren poliol karışımlarının reaksiyonu
sonucunda oluşan plastiğin bir alt grubudur.
Kimyasal olarak molekül yapısında NCO grubuna sahip
izosiyanatlar ile OH grubuna sahip Poliollerin tekrarlar
şeklinde devam eden polimer yapısı poliüretanı
oluşturur. Farklı molekül yapısındaki poliol ve
izosiyanatların kullanılması değişik yapıdaki polimer
strüktürlerine neden olmuştur. Bu özelliğinden dolayı
Poliüretan yaşantımızın her alanına girmeyi başarmıştır.
Izosiyanat yapısındaki NCO bileşeni ile Poliol
yapısındaki OH bileşeni arasındaki reaksiyonların 1850
li yıllara dayandığı bilinmektedir.
Yeni bir kimyasal olarak keşfedilmesi ise 1937 yılında,
kauçuk yerine kullanılmak üzere malzeme arayışında olan
ve bilimsel araştırmalar yapan Prof. Otto Bayer
tarafından gerçekleştirilmiştir. Poliüretan, ilk
uygulama alanını Esnek Sünger endüstrisinde bulmuş, bu
sektörü otomotiv ve sert poliüretan köpük uygulamaları
takip etmiştir. Poliol ve izosiyanatların farklı
formulasyonlarda bir araya getirilmesi,uygulamadaki
kolaylığı, poliüretanın çeşitliliğine neden olmuş ve
hayatımızın her alanına girmesi hızlı bir şekilde
gerçekleşmiştir.
Poliüretan tüketimi özellikle Avrupa ve diğer dünya
ülkelerinde hızlı bir şekilde yayılmış,poliüretanın
ısı-su-ses yalıtımındaki üstünlüğü kabul
edilmiştir.Poliüretanın dünyadaki tüketimi her yıl %5-6
oranında artmaktadır. Türkiyede bu oran %7-8
seviyesindedir ve gittikçe artan bir ivmeye sahiptir.
Özellikle Soğuk havanın kendini hissettirdiği kış
aylarında ısınma amaçlı fazla miktarlarda enerji
tüketilmekte bunun sonucunda da yüksek fatura giderleri
ile karşı karşıya kalmaktayız.Son 2-3 yılda yalıtım
talebinin artması insanların bu konuda hızlı bir şekilde
bilinçlendiklerini ortaya koymaktadır.
Yalıtım ile yaşantınızı daha konforlu hale
getirebilir, geleceğe yatırım yapabilirisiniz.
ISI-SU-SES yalıtımında sizlere bu konuda en yakın dost
tartışılmaz Sprey Poliüretan Köpüktür.
Lütfen binanızı yalıtım yaptırmadan önce bir kere daha
düşünün! Sprey poliüretan köpüğün üstünlüklerini ve
avantajlarını sizlerle paylaşalım.
Poliüretan Köpük Kimyası
Poliüretan,hidroksil (OH) grubu taşıyan Poliol ile NCO
grubu taşıyan Izosiyanatın polimerizasyonu sonucunda
oluşan ekzotermik (Isı açığa çıkan) bir reaksiyondur.
Poliol (bileşen I) ve izosiyanat (bileşen II) sıvı fazda
bulunan kimyasallardır.Bileşen I içerisine belli
oranlarda ilave edilen katalizör,şişirici gaz ve diğer
katkı kimyasallarının eklenmesi ile formülize
edilmektedir.
Karışım haline getirilen bileşen I in ,bileşen II ile
gerçekleştirdiği kimyasal reaksiyonun sonucunda sıvı
fazda bulunan yapılar,şişirici gazın etkisiyle
genleşerek katı hale geçer ve köpük halini alır.
POLİOL SİSTEM +IZOSİYANAT ═ > REAKSİYON ═ >POLİÜRETAN
KÖPÜK +ISI+GAZ
*Poliol Sistem:
Poliol sistemler,poliol ve poliüretan köpüğün oluşumuna
yardımcı olan kimyasalların belli oranlarda
karıştırılması ile formülize edilir.
Bunlar;
• Katalizörler
• Yüzey aktifleştiriciler-Silikonlar,
• Yanma geciktiriciler
• Şişirici Gazlar-Köpürtme Ajanları
• Polioller
Polioller yapısında OH (hidroksil) grubu ihtiva eden
kimyasallardır. Polieter ve poliester olmak üzere iki
çeşittir.
Molekül ağırlığı ve hidroksil fonksiyonalitesine göre
çeşitlilik gösteren Polieter polioller,poliester
poliollere göre daha fazla kullanım alanına sahiptir.
Günümüzde tercih edilen polieter polioller in kullanımı
%80 oranındadır.
• Katalizörler
Katalizörler,poliol ve izosiyanatlar arasında
gerçekleşen polimerizasyon reaksiyonunun hızını
ayarlamada etkilidirler.
Poliol sistemlere eklenerek kullanılabileceği
gibi,uygulayıcının proses yapısına bağlı olarak ayrı bir
bileşen olarak da kullanılır.
Poliüretan köpüğün oluşumuna yardımcı olan
katalizörler,köpüğün homojen bir şekilde şişmesinde ve
jelleşmesinde etkilidir.
Genellikle üçüncül amin bazlı katalizörler
kullanılmaktadır.
• Yüzey Aktifleştiriciler-Silikonlar
Poliol sistemler içerisine belli oranlarda ilave
edilerek kullanılırlar.
Poliüretan köpüklerde hücre yapısı oldukça önem teşkil
eder.
Bu nedenle silikonlar; Hücre yapısını düzenlemek,homojen
bir hücre yapısı oluşturmak, Sert poliüretan köpük
uygulamalarında, Poliol sistem ve izosiyanat ın
karıştırılması sonrasında, hammaddelerin yüzey
gerilimini düşürerek köpükte yükselme sonlana kadar
oluşan hücre yapısını stabilizite etmek,
Özellikle izolasyonda önemli bir fiziksel özellik olan
kapalı hücre oranının kontrolünü sağlayan önemli bir
katkı malzemesidir.
• Yanma Geciktiriciler
Yanma önleyici ve geciktirici katkı malzemeleri,Poliol
sistem içerisine belli oranlarda ilave edilir ve hücre
yapısının homojenliğinin sağlanmasında etkilidirler.
Yanma geciktirici kimyasallar yapısında fosfor,halojen
ve nitrojen içerirler Poliüretan köpüğün kullanıldığı
sektörlere bağlı olarak yanma derecesi B1,B2 ve B3
olarak sınıflandırılır.
B3=Yanar
B2=Yanma önleyici ve geciktirici kimyasallar
B1=Yanmaz
• Şişirici Gazlar-Köpürtme Ajanları
Şişirici gazlar poliol sistemlere belli formulasyonlarda
ilave edildiği gibi,müşterinin prosesine göre uygulama
sırasında da ilave edilebilir.
Şişirici gazlar düşük kaynama noktasına sahip,köpüğün
kabarmasını sağlayan önemli bir bileşendir. Sahip
oldukları düşük izolasyon değerleri poliüretan köpüğün
ısı yalıtımında kullanılmasını sağlamaktadır.
Şişirici gazların izosiyanatla katılma reaksiyonu
sonucunda CO2 gazı oluşur.Oluşan gaz poliüretan köpüğün
kabarmasına neden olur. Şişirici gaz miktarı arttıkça
genleşme artar ve köpüğün yoğunluğu düşer.
Su da köpüğün kabarmasında önemli bir bileşendir.Poliol
yapısında bulunan su,izosiyanatla reaksiyona girerek CO2
gazı oluşur ve köpüğün kabarmasını sağlar.
Poliüretan sektöründe kullanılan şişirici
gazlar,HCFC-141 B,n-Pentan,siklopentan,CO2,HFC
245-fa,HFC-134a..
*Izosiyanatlar
Poliüretanın oluşumunda en önemli 2..bileşendir.
Poliol sistemlerle ile Polimerizasyon reaksiyonunun
gerçekleşebilmesi için izosiyanattaki reaktif NCO
grubuna ihtiyaç vardır.
NCO yapısının yüzde değeri baz alınarak izosiyanatlar
sınıflandırılır.
Poliüretan sektöründe kullanılan aromatik yapıdaki
izosiyanatlar;
• Difenilmetandiizosiyanat-MDI
NCO % si 30-32 olan izosiyanatlar sert poliüretan köpük
uygulamalarında tercih edilir.
• Toluendiizosiyanat-TDI
NCO % si 48 olan izosiyanatlar esnek poliüretan köpük
uygulamalarında kullanılır.
POLİÜRETAN KÖPÜK REAKSİYON ZAMANLARI
Sıvı fazda bulunan bileşenlerin polimerizasyon
reaksiyonu ile poliüretan köpüğü oluşturana kadar geçen
süre 3 aşamada incelenir.
1. Kremleşme Zamanı
Poliol sistem ile izosiyanatın karıştırılmasından
köpüğün şişmeye başladığı ana kadar geçen süre kremleşme
zamanıdır.
2. İplikleşme Zamanı ve Yükselme
Kremleşme zamanının sona ermesi ile,köpük yükselmeye
başlar.Köpüğe temas edildiğinde yapı ipliksi bir görünüm
alır. Kremleşme zamanının sona erdiği, köpüğün
yükselmeye başladığı süre ile yükselmenin sona erdiği
sure iplikleşme zamanıdır.
3. Dokunma Zamanı
İplikleşme sonrası köpük oluşmuştur.Fakat köpüğe
dokunulduğunda ele yapışır.Bir sure sonra dokunma eylemi
tekrarlandığında ele yapışmaz.Karışımın başladığı
andan,köpüğe dokunulduğunda yapışmadığı sürece kadar
geçen zaman dokunmadır.
Poliüretanlar kullanım alanlarına gore sıvı formdaki
hacimlerinin 100 katı kadar genleşebilme özelliğine
sahiptirler.
Bu nedenle poliüretan çok geniş bir kullanım alanına
sahiptir.
Poliol ve izosiyanatlardaki çeşitlilik farklı poliüretan
uygulamalarına neden olmaktadır.
POLİÜRETAN KÖPÜK UYGULAMALARI
Poliüretan uygulamalarını 3 ana başlık altında toplamak
mümkündür.
Esnek köpükler:
-Terlik
-Yatak,Kanepe
Integral Köpükler:
-Otomotiv
-Kolçak,Direksiyon
-Filtre
-Ofis Mobilyaları
Sert (Rijit) Köpükler
-Çatı-Cephe Panelleri
-Soğuk Oda Panelleri
-Buzdolapları, soğutucular
-Boru Tank İzolasyonları
-Sprey Poliüretan Köpük
-Frigofirik Kasa
-Modüler Kabin
-Güneş enerji Panelleri
-Tahta Taklidi |
