Qu'est-ce qu'une éponge en polyuréthane ?

L'éponge de polyuréthane (éponge PUR et PU) est un polymère composé d'unités organiques reliées par des liaisons carbamate (uréthane). Alors que la plupart des polyuréthanes sont des polymères thermodurcissables qui ne fondent pas lorsqu’ils sont chauffés, des polyuréthanes thermoplastiques sont également disponibles.

Les polymères de polyuréthane sont traditionnellement et le plus souvent formés par réaction d'un di- ou tri-polyisocyanate avec un polyol. Les isocyanates et les polyols utilisés pour fabriquer les polyuréthanes contiennent en moyenne deux groupes fonctionnels ou plus par molécule.

Les polyuréthanes sont utilisés dans la fabrication de sièges en mousse à haute résilience, de panneaux isolants en mousse rigide, de joints d'étanchéité en mousse microcellulaire, de roues et de pneus en élastomère durables (tels que les montagnes russes, les escaliers mécaniques, les caddies, les ascenseurs et les roues de skateboard), les bagues de suspension automobile. , composés d'enrobage électriques, adhésifs haute performance, revêtements de surface et produits d'étanchéité de surface, fibres synthétiques (par exemple, spandex), sous-tapis, pièces en plastique dur (par exemple pour instruments électroniques), préservatifs et tuyaux.

Matières premières

Les principaux ingrédients pour fabriquer un polyuréthane sont les di- et triisocyanates et les polyols. D'autres matériaux sont ajoutés pour faciliter le traitement du polymère ou pour modifier les propriétés du polymère.

Production

Les éponges de polyuréthane sont produites en mélangeant deux ou plusieurs flux liquides. Le flux de polyol contient des catalyseurs, des tensioactifs, des agents gonflants, etc. Les deux composants sont appelés système polyuréthane, ou simplement système.

L'isocyanate est communément appelé en Amérique du Nord le « côté A » ou simplement « l'iso ». Le mélange de polyols et d'autres additifs est communément appelé « côté B » ou « poly ». [citation nécessaire] Ce mélange peut également être appelé « résine » ou « mélange de résines ».

En Europe, les significations du « côté A » et du « côté B » sont inversées. [citation nécessaire] Les additifs de mélange de résine peuvent inclure des allongeurs de chaîne, des agents de réticulation, des tensioactifs, des retardateurs de flamme, des agents gonflants, des pigments et des charges. Le polyuréthane peut être fabriqué dans une variété de densités et de duretés en faisant varier l'isocyanate, le polyol ou les additifs.

Santé et sécurité

Le polymère polyuréthane ayant entièrement réagi est chimiquement inerte. Aucune limite d'exposition n'a été établie aux États-Unis par l'OSHA (Occupational Safety and Health Administration) ou l'ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists). Il n'est pas réglementé par l'OSHA en matière de cancérogénicité.

Test à la flamme nue. La mousse de polyuréthane non traitée supérieure brûle vigoureusement. Fond, avec traitement ignifuge.

Le polymère de polyuréthane est un solide combustible et peut s'enflammer s'il est exposé à une flamme nue. La décomposition due au feu peut produire des quantités importantes de monoxyde de carbone et de cyanure d'hydrogène, en plus des oxydes d'azote, des isocyanates et d'autres produits toxiques. En raison de l'inflammabilité du matériau, il doit être traité avec des produits ignifuges (au moins dans le cas des meubles), qui sont presque tous considérés comme nocifs.

La Californie a ensuite publié le bulletin technique 117 2013 qui permettait à la plupart des mousses de polyuréthane de passer avec succès les tests d'inflammabilité sans utiliser de retardateurs de flamme. Le Green Science Policy Institute déclare : « Bien que la nouvelle norme puisse être respectée sans retardateurs de flamme, elle n'interdit PAS leur utilisation. Les consommateurs qui souhaitent réduire l'exposition de leur foyer aux retardateurs de flamme peuvent rechercher une étiquette TB117-2013 sur les meubles et vérifier auprès des détaillants. que les produits ne contiennent pas de retardateurs de flamme.

Les mélanges de résines liquides et les isocyanates peuvent contenir des composants dangereux ou réglementés. Les isocyanates sont des sensibilisants cutanés et respiratoires connus. De plus, les amines, les glycols et les phosphates présents dans les mousses de polyuréthane pulvérisées présentent des risques.

L'exposition aux produits chimiques pouvant être émis pendant ou après l'application de mousse de polyuréthane pulvérisée (tels que les isocyanates) est nocive pour la santé humaine et des précautions particulières sont donc nécessaires pendant et après ce processus.

Aux États-Unis, des informations supplémentaires sur la santé et la sécurité peuvent être obtenues auprès d'organisations telles que la Polyurethane Manufacturers Association (PMA) et le Center for the Polyurthanes Industry (CPI), ainsi qu'auprès des fabricants de systèmes et de matières premières en polyuréthane. Les informations réglementaires peuvent être trouvées dans le Code des réglementations fédérales, titre 21 (Aliments et drogues) et titre 40 (Protection de l'environnement).

En Europe, des informations sur la santé et la sécurité sont disponibles auprès de l'ISOPA, l'Association européenne des producteurs de diisocyanates et de polyols.

Fabrication

Les méthodes de fabrication de produits finis en éponge de polyuréthane vont des petites opérations de coulée manuelle de pièces détachées aux grandes lignes de production de cartons et de cartons à grand volume. Quel que soit le produit final, le principe de fabrication est le même : pour doser le mélange liquide d'isocyanate et de résine selon un rapport stoechiométrique spécifié, les mélanger jusqu'à obtenir un mélange homogène, distribuer le liquide réactif dans un moule ou sur une surface. , attendez qu'il durcisse, puis démoulez la pièce finie.

Applications

Articles principaux: Liste des applications d'éponges polyuréthane et Vernis polyuréthane

En 2007, la consommation mondiale de matières premières polyuréthane était supérieure à 12 millions de tonnes, le taux de croissance annuel moyen étant d'environ 5 %.[51] Les revenus générés par le PUR sur le marché mondial devraient atteindre environ 80 milliards de dollars d'ici 2020.

Effets de la lumière visible

Mousse de polyuréthane à base d'isocyanate aromatique, qui a été exposée aux rayons UV. La décoloration qui se produit avec le temps est facilement apparente.

Les polyuréthanes, en particulier ceux fabriqués à partir d'isocyanates aromatiques, contiennent des chromophores qui interagissent avec la lumière. Ceci est particulièrement intéressant dans le domaine des revêtements polyuréthane, où la stabilité à la lumière est un facteur critique et constitue la principale raison pour laquelle les isocyanates aliphatiques sont utilisés dans la fabrication des revêtements polyuréthane.

Lorsque la mousse PU, fabriquée à partir d’isocyanates aromatiques, est exposée à la lumière visible, elle se décolore, passant du blanc cassé au jaune puis au brun rougeâtre. Il est généralement admis qu’en dehors du jaunissement, la lumière visible a peu d’effet sur les propriétés de la mousse. C'est particulièrement le cas si le jaunissement se produit sur les parties extérieures d'une mousse de grande taille, car la détérioration des propriétés dans la partie extérieure a peu d'effet sur les propriétés globales de la mousse elle-même.

Il a été rapporté que l'exposition à la lumière visible peut affecter la variabilité de certains résultats d'essais de propriétés physiques.

Le rayonnement UV à plus haute énergie favorise les réactions chimiques dans la mousse, dont certaines sont préjudiciables à la structure de la mousse.

Biodégradation

Deux espèces du champignon équatorien Pestalotiopsis sont capables de biodégrader le polyuréthane dans des conditions aérobies et anaérobies telles que celles trouvées au fond des décharges. Une dégradation des objets en polyuréthane dans les musées a été signalée. Les polyuréthanes de type polyester sont plus facilement biodégradés par les champignons que les polyuréthanes de type polyéther.

Edité par Santos Wang de Ningbo Master Clean Commodities Co., Ltd.       

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