Polyurethan (anglicky: Polyurethane, IUPAC zkráceně PUR, obecně zkráceně PU), označuje typ polymeru obsahujícího charakteristické jednotky karbamátu v hlavním řetězci. Tento polymerní materiál je široce používán v lepidlech, nátěrech, pneumatikách pro nízké rychlosti, těsněních, autokobercích a dalších průmyslových oborech. V oblasti každodenního života se z polyuretanu vyrábí různé pěny a plastové houby. Polyuretan se také používá k výrobě kondomů (pro lidi, kteří jsou alergičtí na latexové kondomy) a lékařského vybavení a materiálů. Protože polyurethan má velmi nízkou tepelnou vodivost, v západních zemích, jako je Evropa a Spojené státy, se postupně vyvíjely a zraly nové izolační materiály stěn založené na jeho materiálech.
Výzkum a vývoj polyuretanu poprvé zahájil v roce 1937 Otto Bayer a jeho kolegové v laboratoři Fabien v německém Leverkusenu. Aplikovali princip adiční polymerace pomocí experimentů, při kterých pomocí kapalného isokyanátu a kapalného polyetheru nebo glykolového polyesteru vytvořili nový typ plast-polyurethanu, který se lišil od polyolefinů a plastů generovaných polykondenzací, které byly v té době objeveny. Nová směs monomerů se také liší od patentů, které společnost Wallace Carothers získala pro polyester. Zpočátku byla aplikace omezena na vlákna a pružné pěny, pojmenované anglicky: Igamid U, vlákno vyrobené z této pryskyřice se jmenovalo anglicky: Perlon U, ale v roce 1944 dosáhlo pouze 25 t / měsíc. Následně byl jeho vývoj ovlivněn druhou světovou válkou (v období se PU používala pouze v leteckých sedadlech na malé ploše), až v roce 1952 začaly být komerčně dostupné izokyanáty. V roce 1954 Monsanto z USA a Bayer z Německa založily společný podnik Mobay Chemical a začaly používat toluendiisokyanát (TDI) a polyesterpolyol k výrobě pružné polyurethanové pěny pro komerční účely ve Spojených státech. Vynález této pěny (vynálezci ji nazývá imitace švýcarského sýra) je způsoben přidáním vody do reakčního systému. Tyto látky se také používají k výrobě tuhé pěny, viskózy a elastomerů. Lineární vlákna se tvoří reakcí hexamethylen diisokyanátu (HDI) a 1,4-butandiolu (BDO) [1].
První komerčně vyráběný polyetherpolyol, poly (tetramethylenether) glykol, byl vyroben polymerací tetrahydrofuranu společností DuPont v roce 1956. BASF a Dow Chemical představily levnější polyalkandioly v roce 1957. Tyto polyetherpolyoly vykazují technické a komerční výhody, jako například: nízké cena, snadná manipulace, vynikající hydrolytická stabilita; a může rychle nahradit polyesterpolyoly při přípravě polyurethanu. Mezi další promotory PU patří Union Carbide a Mobay Chemical. V roce 1960 dosáhla produkce pružné polyuretanové pěny 45 000 tun. Po více než deseti letech vývoje, kdy se objevily chlorfluoralkanové probublávací prostředky, levné polyetherpolyoly a difenylmethan-diisokyanát (MDI) podporovaly použití tuhé polyuretanové pěny ve vysoce výkonných izolačních materiálech. Použití. Tuhá polyuretanová pěna na bázi polymerního MDI (PMDI) má lepší tepelnou stabilitu a výkon spalování než materiály na bázi TDI.
V roce 1967 byla vyrobena tvrdá pěna z polyisokyanátu modifikovaného urethanem a vyrobené izolační materiály s nízkou hustotou vykazovaly lepší tepelnou stabilitu a zpomalení hoření. Bylo to také v 60. letech, kdy vnitřní bezpečnostní komponenty automobilů, jako jsou palubní desky a dveřní panely, začaly být vyrobeny z termoplastického zásypu s polotuhou pěnou.
V roce 1969 vystavil Bayer v Düsseldorfu v Německu celoplastový vůz. Některé části vozu se vyrábějí pomocí nového procesu zvaného RIM (Reaction Injection Molding). Technologie RIM používá vysoký tlak k vstřikování kapalných složek a následnému rychlému vstřikování reaktivních složek do dutiny formy. Stejným způsobem lze vstřikovat také velké díly, jako jsou palubní desky a panely automobilů. RIM polyurethanu zahrnuje mnoho různých produktů a procesů: použití prodlužovačů diaminového řetězce a proces trimerace urethanu, isokyanátu a polymočoviny, přidání přísad, jako je mleté sklo, slída, zpracovaná vlákna atd., Za vzniku tzv. RRIM, může zlepšit modul ohybu a tepelnou stabilitu. V roce 1983 Spojené státy používaly tuto technologii k výrobě automobilových plastových karoserií. Přidání skleněného vlákna do dutiny formy předem může dále zlepšit modul pružnosti, takzvaný SRIM nebo strukturu RIM.
Od počátku 80. let se jako modelová těsnění pro automobilové panely a vzduchové filtry pneumatik používají vodou rozfoukávané mikroporézní pružné polyuretanové pěny. Od té doby se díky rostoucím cenám energie a rostoucím požadavkům na snížení používání PVC v automobilech podíl na trhu polyurethanu stále zvyšuje. Drahé ceny surovin jsou kompenzovány snížením hmotnosti komponent, jako je snížení kovových krytů a pouzder filtrů. Ve vysokoteplotních olejových filtrech se nyní používají vysoce plněné polyuretanové elastomery a neplněné polyuretanové pěny.
Při výrobě polyurethanové pěny (včetně pěnové gumy) se do reakční směsi přidává malé množství těkavých látek, nazývaných bublinková činidla. Tyto jednoduché látky dodávají polyurethanu vynikající tepelně izolační vlastnosti. Na počátku 90. let Montrealský protokol omezil používání některých bublin obsahujících chlór, aby se snížil dopad na ozonovou vrstvu. Jako je trichlorfluormethan (CFC-11). Jiné halogenované alkany, jako jsou chlorfluoruhlovodíky, 1,1-dichlor-1-fluorethan (HCFC-141b), byly podle směrnice o skleníkových plynech z roku 1994 IPPC a směrnice EU o těkavých organických plynech z roku 1997 uvedeny jako vyřazené. Na konci 90. let 20. století, přestože stále existovaly některé rozvojové země používající probublávací činidla obsahující halogen, Severní Amerika a Evropa stále častěji používaly oxid uhličitý, pentan, 1,1,1,2-tetrafluorethan (HFC-134a)), 1 , 1,1,3,3-pentafluorpropan (HFC-245fa) jako probublávací činidlo.
Na základě stávající technologie stříkání polyurethanu a chemické teorie polyetheraminu byly v 90. letech rychle vyvinuty stříkání elastických materiálů z polyurethanu. Jejich rychlá odezva a necitlivost na relativní vlhkost z nich činí nátěry vhodné pro velkoplošné projekty. Jako jsou sekundární bezpečnostní pláště, povlaky šachet a kanálů, obložení nádrží. Po správném základním nátěru a povrchové úpravě má dobrou přilnavost k betonu a oceli. Ve stejném období byla na vloženou podložku pro stavbu na místě použita nová dvousložková technologie směsného elastomeru polyurethan a polyurethan polymočovina. Tato technologie povrchové úpravy pro malé nákladní automobily a další nákladní skříně vytváří odolný kompozitní kovový materiál odolný proti tření. Termoplastická podšívka vyrovnává nedostatky kovu&# 39 v korozi a křehkosti.