в каком году появился поролон
Поролон
Пороло́н — торговое название эластичного пенополиуретана. В Советском Союзе пенополиуретан был в основном скандинавской фирмы Porolon, откуда и пошло нарицательное имя поролон.
Поролон (пенополиуретан или сокращенно ППУ) — мягкая полиуретановая пена, состоящая на 90 % из воздуха, используется как смягчающий и как опорный материал, а также для придания упругости изделиям и изоляции. Благодаря мелкоячеистой структуре, поролон обладает хорошими показателями эластичности и воздухопроницаемости.
Поролон является испытанным и безопасным материалом. Принято считать, что производство поролона экологически опасно. Для производства ППУ, прежде всего, необходимы: полиол, изоцианат (в основном ТДИ или МДИ), катализаторы, пеностабилизаторы и вода. Некоторые из этих компонентов при испарении токсичны, но они разлагаются на неопасные ингредиенты под действием влаги и воздуха. (Распространено убеждение, что все материалы, которые появились вследствие химических реакций, вредны для здоровья, а те, что изготовлены путём механической переработки природных веществ, более безопасны.)
История производства поролона
Поролон – воистину универсальный материал. Благодаря его удивительным свойствам было создано множество его разновидностей: поролон строительный, упаковочный поролон, поролон для мебели, поролоновые губки и так далее. Но как же появился такой удивительный, безопасный и гипоаллергенный материал, и как люди поняли, насколько выгодно использовать его повсеместно?
В 1941 году в Германии были произведены исследования процесса вспенивания при изготовлении твердых полиуретанов. Этот процесс мешал получать качественные полиуретаны в промышленном производстве, поэтому исследования были направлены на то, чтобы избавиться от него. В результате этого был получен первый в мире образец пенополиуретана, то есть поролона.
Ученые увидели, что новый материал обладает множеством положительных качеств. Несмотря на то что получен он был химическим путем, он совершенно безопасен для здоровья.
В 1945 году специалисты из США присоединились к исследованиям, поскольку поролон очень заинтересовал их правительство. В 1952 г. было создано первое устройство по производству поролона, а уже в 1954 г. производство пенополиуретана было поставлено на поток. Именно тогда началось его массовое распространение.
Примерно до 1960 года технологии производства поролона развивались очень медленно из-за прошедшей войны, мирового экономического кризиса и прочих неблагоприятных факторов. Однако жизнь людей становилась все благополучнее, и они стали больше внимания уделять собственному комфорту, обустройству быта. Военная промышленность тоже не обделила вниманием поролон, поскольку он мог обеспечить температурную изоляцию военной техники (танков, боевых самолетов и т.д.), а также удерживать распространение огня в случае попадания в технику снарядов.
Все это резко повысило спрос на поролон. Спрос рождает предложение, поэтому заводы стали расширять производство поролона и создавать новые технологии его получения. Стали появляться виды пенополиуретана с различными свойствами жесткости, плотности, тепло- и шумоизоляции, гибкости и т.д. Чем больше видов материала появлялось, тем сильнее расширялась сфера его применения.
В конечном счете поролон стал неотъемлемой частью жизни современного человека. Он является одним из самых востребованных материалов как во многих видах промышленности, так и в быту.
История возникновения поролона (ППУ, высокоэластичной пены)
Изобретатель : Отто Байер
Страна : Германия
Время изобретения : 1941 г.
Поролон или мягкий пенополиуретан имеет ячеистую структуру, он эластичный и стенки его ячеек довольно тонкие, заполненные воздухом. Области применения поролона разнообразны – его используют как опорный материал, для придания формы и упругости изделиям, а также используют в качестве амортизатора.
Свойства химической структуры поролона – полиуретана, хорошо изучены, этот элемент достаточно стабилен. Многолетние испытания подтвердили безопасность поролона и изделий из него.
Поролоновые изделия не содержат веществ-аллергенов, плохо накапливают пыль, при этом удалить ее из поролона довольно легко, не подвержены заплесневению. Для человека поролон абсолютно безопасен, гигиеничен.
История изобретения и внедрения поролона довольно длительная и интересная. Впервые в лаборатории при разработке новых полиуретановых эластомеров сотрудники немецкой компании Вауег случайно получили вещество, в котором было очень много пузырьков воздуха. Продукт заинтересовал химиков и его изучением занялись вплотную. Нежелательные газовые пузыри стали основным преимуществом поролона. В результате исследований и опытов ученые получили ячеистый материал многоцелевого назначения – пенополиуретан.
Впервые был открыт метод получения невспененного высокомолекулярного материала – полиуретана, в 1937 году немецкими учеными во главе с Отто Байером (I.G. Farben Industrie, Германия). Пять лет спустя, в 1941 году, при разработке полиуретанов процесс вспенивания рассматривался как нежелательный, мешающий изготовлению монолитных материалов. Возникающий побочный эффект вспенивания позволил получить первые образцы поролона в лабораторных условиях.
Уже в 1954 году на базе компании Bayer была разработана первая установка производства поролона непрерывным методом. Эластичный полиуретан стали производить с коммерческими целями. Он отличался высокой прочностью и небольшой плотностью.
Американские производители использовали для производства поролона простые полиэфиры, в результате чего получалась пена с повышенными качествами устойчивости, отличными свойствами комфорта, которая имела более продолжительный срок эксплуатации.
В 1958 году была внедрена новая технология производства поролона, в состав которого вошли простые полиэфиры, новейшие катализаторы и силиконы. Изготовленный на основе данных веществ поролон имел высокое качество и меньшую стоимость.
В начале 1960-х годов фирмой Dow Chemical на рынке были представлены специальные простые полиэфиры для производства высокоэластичных пен (HR-пен), которые обладали заметно лучшими комфортными свойствами.
В середине 1980-х годов благодаря изобретению особых полимер-полиолов на рынке БЭППУ появились пены повышенной жесткости (EL и HLB-пены).
К середине 1990-х годов производители БЭППУ начали выпускать сверхмягкие пены (HS-пены). В конце 1990-х годов были найдены способы получения вязкоэластичных (с памятью) пен (LR-пены) и латексоподобных пен на основе МДИ (дифенилметандиизоцианат) (HR-пены «особенного» качества).
На сегодняшний день поролон представлен многочисленными марками, различающимися по своей структуре, свойствам, составу, что позволяет применять данный материал в самых разнообразных сферах от мебельного производства до строительной отрасли.
Ликбез КО. Лекция №5 Поролон.
Блочный поролон с последующей порезкой на станках контурной резки в виде деталей по своим физико-механическим свойствам лучше своих формованных аналогов. Кроме того, детали из блочного поролона «дышат», а формованные изделия покрыты коркой, которая не пропускает воздух.
Формованные изделия более экономичны и могут иметь различную стереометрию, в то время как станки контурной резки не позволяют вырезать из блочного поролона детали любой формы.
Блочный поролон с последующей порезкой на станках контурной резки в виде деталей по своим физико-механическим свойствам лучше своих формованных аналогов. Кроме того, детали из блочного поролона «дышат», а формованные изделия покрыты коркой, которая не пропускает воздух.
Формованные изделия более экономичны и могут иметь различную стереометрию, в то время как станки контурной резки не позволяют вырезать из блочного поролона детали любой формы.
С точки зрения химических компонентов поролон бывает сделанным на простых и сложных полиэфирах. Последний не может использоваться для производства мягкой мебели, поскольку разрушается под действием влаги.
реклама
В настоящее время поролон производится периодическим или непрерывным способом. Периодический, или, так называемый, «ящичный» способ имеет 50-летнюю историю и предполагает вылив порции пены в ящик, боковые стенки которого, после поднятия пены (как дрожжевого теста), открываются. Полученные блоки отличаются друг от друга своими свойствами и обладают, по сравнению с непрерывным, худшими качественными показателями.
Физико-механические свойства поролона отражают следующие характеристики: плотность, жесткость, воздухопроницаемость, размер ячейки, эластичность, остаточная деформация, прочность на разрыв, относительное удлинение.
Для высокоэластичных пен применяется еще два показателя: коэффициенты опоры и комфорта.
Нужно иметь в виду, что блок поролона неоднороден, поэтому измеряют плотность в различных точках по высоте среза, а потом определяют среднюю величину плотности.
Напряжение сжатия. Эта величина характеризует жесткость поролона и показывает согласно международному стандарту ISO 3386 DIN 5377, какую силу в кПа нужно приложить к образцу поролона, чтобы сжать его на 40%.
Отдельные производители искусственно повышают жесткость поролона, сознательно используя рецепты его получения с полузакрытой структурой (для такого поролона характерен треск при его нажатии). Однако после механического открытия ячеек, вследствие нажатия, поролон приобретает естественную более низкую жесткость.
Эластичность. Эластичность поролона определяется по высоте отскока специального шарика после его свободного падения на образец поролона с определенной высоты. Очевидно, что чем жестче поролон, тем он менее эластичен.
реклама
Остаточная деформация. Это один из важнейших показателей качества поролона, характеризующий его способность сохранять свои размеры и форму в процессе эксплуатации. Для его определения образец поролона сжимают на 50%, и в таком состоянии он находится в течение определенного времени при определенной температуре и влажности окружающего воздуха. После прекращения воздействия у образца измеряют (в процентах) величину отклонения от его первоначальных размеров. Очевидно, что поролон с высокой остаточной деформацией нельзя использовать для изготовления сидений у мебели. Важно отметить, что чем выше плотность поролона, тем меньше его остаточная деформация.
Коэффициент комфорта = сила при 20% сжатии (кПа)/сила при 5% сжатии.
Коэффициент опоры = сила при 65% сжатии/сила при 25% сжатии.
Чем выше показатели комфортности, тем лучше поролон. Данные показатели применяются обычно для высокоэластичных марок поролона.
ТИПЫ ПОРОЛОНА.
При производстве мебели и матрасов используют следующие типы поролона: стандартные, повышенной жесткости и жесткие, мягкие, супермягкие, высокоэластичные, специальные (негорючие и вязкоэластичные).
Стандартные марки (ST) производятся на базе одного, так называемого стандартного полиола. Их жесткость целиком определяется плотностью. Для остальных типов используют как минимум два вида полиола. Изменяя соотношение составных частей в рецептуре, можно получить широкий спектр материалов с различными свойствами.
Поролон повышенной жесткости (EL) или жесткий (HL) получают, используя специальные виды полиолов. Мягкие и супермягкие марки поролона (HS) получаются путем применения специального полиола вместо стандартного или в дополнение к стандартному. Высокоэластичные марки (HR) производятся только на базе специальных полиолов, причем обычно используется комбинация из двух-трех.
Вязкоэластичные марки поролона нашли в последнее время широкое применение в матрасном производстве. Для их получения требуется не только специальные полиолы, но и специальные изоцианаты.
Стандартные марки в мире сейчас постепенно вытесняются марками с улучшенными характеристиками. Но на нашем рынке стандарт по-прежнему занимает главенствующие позиции.
Важно помнить, что поролон плотностью 25 кг/м3 и ниже в Европе используется как упаковочный, в то время как на рынке СНГ он преобладает и зачастую используется мебельщиками.
Для спинок, подлокотников и подголовников может использоваться стандартный поролон плотностью 25-30 кг/м3, а для сидений и матрасов можно применять материал с плотностью выше 30 кг/м3.
реклама
Поролон повышенной жесткости плотностью 25-30 кг/м3, в отличие от стандартных марок, может использоваться при изготовлении сидений и матрасов с учетом планируемых на них нагрузок (от 60 до 80 кг). При плотности свыше 30 кг/м3 ограничений по нагрузке нет, но такой поролон лучше использовать в сочетании со смягчающим настилом из марок HS.
Тут нельзя не сделать одно важное замечание. Дело в том, что производителям мебели и матрасов стран СНГ поролон поступает обычно в упакованном виде, сжатом по объему в 4-6 раз. После распаковки и раскрутки рулона он существенно теряет в качестве (например, качественный поролон марки EL2540 после раскрутки имеет жесткость 3,2 кПа вместо 4 кПа, а некачественный еще меньше). Поэтому в странах Западной Европы поролон не сжимают при транспортировке.
Высокоэластичный поролон используется для изготовления дорогой мебели. Для обеспечения максимальной комфортности своей продукции производители мягкой мебели и матрасов часто используют принцип многослойности: в качестве верхнего настилочного слоя они используют марку с высоким показателем коэффициента комфорта, а внизу марку с высоким коэффициентом опоры.
Несмотря на относительную дороговизну, высокоэластичные марки с каждым годом находят все большее применение: во Франции их производство достигло 30% от общего объема производимого в стране поролона.
Про поролон
Это пенополиуретан — пластмассовая пена, которая на 90 % состоит из воздуха. Материал стали так называть в советское время по имени норвежской фирмы-поставщика Porolon.
Первый поролон появился в Германии в 1941 году, когда изучали пену, которая получается при изготовлении твёрдой пластмассы. Сначала образование пены считали негативным процессом, потому что он мешал получить плотный полиуретан без воздуха. Потом придумали, как из негативного процесса извлечь пользу. С 1954 года компания Байер (Bayer) стала производить поролон для набивки мебели и игрушек, изоляции, изготовления губок, как упаковочный материал.
Первый поролон был недолговечным — быстро терял эластичность, крошился — и легко возгорался. Сейчас добавляют специальные смеси, которые мешают воспламеняться.
Марки поролона
Определяются тремя свойствами:
1. Плотность — количество полиуретана в одном кубическом метре.
2. Жёсткость — сила, необходимая, чтобы сжать поролон на 40%.
3. Остаточная деформация — способность поролона сохранять форму. Материал помещают в условия нужной температуры и влажности, сжимают на 50% и замеряют, насколько материал отклонился от первоначальной формы.
Буквы обозначают тип материала, а первые две цифры после букв — плотность, вторые — жёсткость.
Для набивки мебельных подлокотников, сидений, подголовников
HS — мягкий и сверхмягкий
Для сидений, матрасов
HR — высокоэластичный, с добавлением латекса
Для мебели высокого качества, ортопедических матрасов
LR — мягкий, эластичный. Распределяет нагрузку по всей плоскости
В медицине для накладок от ожогов
RTC — ретикулированный (с открытыми ячейками)
Для изготовления фильтров, амбушюр наушников, губок, валиков
Жёсткий поролон плотностью 40 кг на м3 и жёсткостью 65 ньютонов на метр
Виды поролона
Листовой — прямоугольной формы, толщиной 5–1000 миллиметров. Подойдёт для теплоизоляции.
Рулонный — разной ширины и толщиной до 30 миллиметров. Может быть на подкладке из ткани, синтетических материалов. Подойдёт для подкладки под обивку мебели, автомобильных сидений, теплоизоляции.
Блочный (формовочный) — разных форм. Используют для игрушек, валиков и губок, упаковки хрупких вещей.
Акустический — с рельефом и без. Нужен для звукоизоляции.
Акустический поролон с рельефом
От солнечного цвета белый поролон желтеет, но своих качеств не теряет — если есть возможность, укройте его материалом, который не пропускает ультрафиолет.