Полиуретаны и пенополиуретаны (ПУ и ППУ) – являются классом лёгких полужёстких, интегральных и жёстких пенопластов-полимеров, которые обладают полезными эксплуатационными свойствами для сектора строительства, области теплоизоляции сооружений и конструкций, и ещё для иных секторов промышленности – автомобильной, мебельной, текстильной, обувной, металлургической и других. Различные технологии приготовления изделия-полимера различаются в зависимости от требований изготовления его и используются в виде исходного сырья разные составы и рецептуры компонентов ПУ и ППУ.

Современные варианты потребления полимеров ПУ и ППУ подразумевают потребление материалов или изделий в трёх главных видах: 1. готовые пеноматериалы – скорлупы, плиты, сиденья, подлокотники и др., которые дальше необходимо крепить, монтировать; 2. в виде изделий с нанесёнными на них пенополиуретанов, к примеру, трубы предизолированные в пенополиуретановой изоляции, когда конструкция с нанесённым на неё пенополиуретаном уже готова и пенополиуретан не требуется накладывать; 3. жидкие компоненты различной рецептуры.

Есть возможность получить эластичные или жёсткие поропласты и пенопоропласты, это зависит от системы и соотношения в рецептуре начального материала компонентов. Изготовление их может происходить в один-два или даже три этапа.

Большее количество жёстких ППУ (около 75%) изготавливают в один этап.

Хорошей демонстрацией технологии в один этап производства жёстких пен – изготовление изолированных предварительно труб пенополиуретана и фасонных элементов в пенополиуретановой изоляции по способу сборки и нанесения теплоизоляции ППУ «труба в трубе». Сборка из внутренней стальной трубы (теперь возможно производить трубы этого типа и с несущей полимерной трубой, также гибкой – но с использованием не жёстких, а полужёстких пенополиуретановых пен) и трубы наружной из ПЭ или стали тонкостенной собирается в одну конструкцию и залитый между ними ППУ, став твёрдым даёт комбинированное изделие в три слоя типа сэндвич-панель. Эта технология построена на потреблении вспенивания в один этап пенополиуретановой композиции.

Изготовление материалов-полимеров с различными свойствами и характеристиками эксплуатации основано на особенностях их химического построения и в очень большом числе вариантов по регулировке параметров строения данных полимеров. Также в случае с иными полимерами (полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид и прочие пластмассы) за счёт смены структуры и степени пошивки находящихся в структуре композиций из полимера можно получить ПУ и ППУ с различными характеристиками и свойствами – термоактивными и термопластичными показателями. За счёт разных вариантов начальных химических групп, возможно изменять механико-физические свойства изготовляемых под различные цели материалов-полимеров.

Продукты взаимодействия полиэфирной (элемент А) и изоциианатной (элемент Б) композиций позволяется вспенивать физическим и химическим методами. В первом варианте вспенивающим вариантом является углекислый газ (компоненты водных систем), а во втором варианте – пары фреона специального вводимой для этого, который имеет свойство испарения под воздействием тепла, что выделяется при реакции и производит вспенивание полимерной массы. В общем химический механизм изготовления ППУ сложен, так как получается взаимодействие структуры газ-жидкость, которая довольно быстро изменяет структуры начальных веществ, вошедших в реакцию и соприкосновение, смесь очень быстро увеличивается в размере при единовременном изменении уровня вязкости и температуры вещества. Время, проходящее от начала композиции до конца периода образования геля обычно составляет от 10 до 40 секунд, после чего начинается фаза формирования жёсткого ППУ-полимера, когда ППУ получает свой окончательный вид. В зависимости от варианта используемого фреона или основы на воде – в изготовленных в процессе получения ячеек пенополиуретана остаётся углекислый и фреоновый газовый состав, либо фреон в данной композиции не присутствует. Также используя фреон можно производить вспенивание композиции в много этапов, производя эластомеры с различными свойствами. К главным способам формировки ППУ относятся ниже описанные технологии:

1. Автоматизированная заливка элементов пенополиуретана не вспененных (тип вспенивания в один этап) или вспененных ступенчато (вспенивание элементов в два этапа и более) композиций потребляется при накладывании теплоизоляции заливкой в ограниченные и замкнутые технической оснасткой (стальные прочные пресс-формы) объёмы с потреблением спецоборудования по перемешиванию элементов в спец.ёмкостях под давлением до заливания в форму. Вспенивание ступенчатое наоборот не требует ограничивающих форм. При производстве со сложной формой изделий для равномерного качественного по плотности заполнения всего пространства нужно организовать внутренне давление, именно поэтому употребляется технология не вспененного одноэтапного типа.

2. При нанесении пенополиуретана широко употребляется технология напыления на открытые поверхности, трубопроводы, оборудование, полости и другие типа внутренних и наружных покрытий. С употреблением автоматически напыляемого оборудования производится напыление объёмное по масштабам (пистолеты, ёмкости, лестницы, шланги и др.). Технология распыления ППУ является довольно перспективной в области строительства из-за простоты и дешевизны. Способность ППУ покрывать поверхность всех форум, цвета, плотности, стойкости к воздействиям внешним, употребляя свойства адгезии пенополиуретана, которая позволяет изготавливать формы и композиции, ранее при использовании иных материалов не доступные, и в данный момент широко употребляется для утепления арок, кровли крыш, утепления кровли крыш, выступов и других поверхностей. Ещё плюс технологии напыления – оперативность (работа прямо на объекте), простота и скорость проведения гидроизоляционных и теплоизоляционных работ. Объём употребления ППУ в области строительства ежегодно растёт.

3. Способ нанесения с помощью аэрозоли употребляется в случаях технической недоступности первых двух методов, как обычно представляет собой работу вручную с ответственными и малоразмерными изделиями, которым необходима пенополиуретановая изоляция. Употребляется обычно при работе с узлами, агрегатами и отдельными изделиями военного и промышленного назначения. Аэрозольный способ изготовления пенополиуретана основан на употреблении начальных рецептур элементов пенополиуретана, находящихся в состоянии аэрозоли. На заводах формируют начальные материалы систем композиций и поставляют для проведения работ в баллонах герметических под давлением. При иных способах получения пенополиуретана приходится употреблять все возможные меры для снижения числа аэрозолей начальных компонентов, оказывающихся в воздухе и его загрязняя при этом. Для аэрозольной технологии накладывания напротив нужны специально подготовленные аэрозоли изоциианатной и полиэфирной композиций. Аэрозоли начальных композиций пенополиуретана получают путём дисперсирования, то есть делением данных композиций на частички коллоидного размера при помощи электрической дуги, так как должно соблюдаться обязательное требование по неизменности материала при разных условиях транспортировки и хранения (также при расширении, сжатии и т.д.). Сложным технологическим процессом является выпуск аэрозольных систем начальных элементов, но технология заливкой и напыления этого материала делается очень легко.

4. В особенных производственных условиях (в космосе, под водой) при работе с ПУ и ППУ в виде теплоизоляционных и изоляционных покрытий употребляются спец. методы с однокомпонентными и заранее замороженными рецептурами, физические параметры которых отличаются от рабочих типовых процедур.

5. Сформированные в заводских условиях и готовые к употреблению изолирующие тепло материалы на основе пенополиуретана композиций и производимые в основном способом непрерывной заливки в оснастку (блоки, плиты, цилиндры, полуцилиндры, трубы, сегменты скорлуп и фасонные изделия в пенополиуретановой изоляции), потребляют для поднятия производительности работ монтажа, поднятию качества изоляторов тепла, а также производства изолирующих тепло материалов с различными гидроизоляционными покрытиями, нанесение на должном уровне которых невозможно в полевых условиях.

6. Изготовление изоляционных, теплоизоляционных и других материалов на основе пенополиуретана и полиуретана, изготавливаемое промышленными выпусками, происходит в заводских условиях с потреблением заранее приспособленного оборудования, допускающего получать изделия в массовом количестве, с большим выбором форм, плотности, покрытий и другими параметрами за маленькие временные сроки.

В денежном эквиваленте производимый пенополиуретан занимает около 90% объёма мирового рынка всех ПУ.