Piany poliuretanowe – właściwości i zastosowanie

Choć polimer uretanowy jest bazą przy powstawaniu pianek, to w rzeczywistości decyduje on jedynie o właściwościach mechanicznych tego materiału i zajmuje tylko 3% objętości pianki. Pozostałe 97% objętości zajmuje gaz wypełniający komórki i to on odpowiada za wartość współczynnika przewodzenia ciepła. W zależności od technologii produkcji, przeznaczenia oraz miejsca zastosowania izolacji z piany poliuretanowej – używa się zróżnicowanych środków spieniających. Różnią się one wartościami współczynnika przewodzenia ciepła, rozpuszczalnością w kompozycji, palnością oraz zdolnością do dyfuzji.

Poliuretan w historii

Historia poliuretanu nie jest zbyt długa. Wynaleziono go bowiem w latach trzydziestych ubiegłego wieku. Na szerszą skalę zaczęto stosować ten materiał w czasach II wojny światowej. Wówczas był głównie zamiennikiem drogiej i trudnej do zdobycia gumy. Wykorzystywano go do wykańczania samolotów oraz do produkcji wytrzymałej odzieży. Dopiero w kolejnych latach skala stosowania poliuretanu wzrastała, a aktualnie trudno jest wyobrazić sobie bez niego życie. Dzisiaj, tworzywa poliuretanowe są przede wszystkim materiałami pozwalającymi ograniczyć straty energii.

Rodzaje pian poliuretanowych

Do sytemu natryskowego stosować można dwa rodzaje pian poliuretanowych. Są to piany otwartokomorowe i zamkniętokomorowe. Piana o otwartych komorach dostępna jest w gęstościach od 6 do 25 kg/m³. Materiał o niższych gęstościach jest wydajniejszy, a w związku z tym jego stosowanie bywa zwykle bardziej ekonomiczne. Nawet mimo faktu, że współczynnik izolacyjności jest w tym przypadku nieco gorszy niż współczynnik izolacyjności pian o zamkniętych komorach. Piana otwartokomorowa dobrze przepuszcza parę wodną i pozwala na kontrolowanie jej dyfuzji. Jest też bardzo skuteczną barierą dźwiękową. Jednak oprócz zalet posiada również i wady. Zasadniczymi są mniejsza wytrzymałość mechaniczna i mniejsza twardość niż w pianach o komorach zamkniętych.

Piana zamkniętokomorowa to jeden z najbardziej efektywnych materiałów izolacyjnych, jakie aktualnie dostępne są na rynku handlowym. Zawiera w swojej strukturze pęcherzyki gazu, dzięki którym można uzyskać odpowiednie właściwości izolacyjne. Jest doskonałą barierą dla powietrza oraz dla wody. Posiada dużą wytrzymałość, w związku z czym znajduje zastosowanie w większości izolacji wykonywanych w budownictwie. Najczęściej stosowaną pianą zamkniętokomorową jest piana o gęstościach 35 – 60 kg/m³. 

Właściwości nowoczesnych pianek poliuretanowych

Pianki poliuretanowe charakteryzują się przede wszystkim doskonałymi właściwościami izolacyjnymi. Mogą być wykorzystywane jako izolacja termiczna oraz jako hydroizolacja. Wykonanie w pomieszczeniach natrysków z urządzeń wysokociśnieniowych, pozwala na utworzenie jednolitej warstwy, o wysokiej klasy izolacyjności. Piany te nie nasiąkają wilgocią i są wysokoodporne na działanie środków chemicznych. Parametry fizyczne tego materiału nie zmieniają się też wraz z upływem czasu. Przy prawidłowej aplikacji – pianką poliuretanową można zabezpieczyć tak metal przed korozją, jak i drewno przed pleśnią i działaniem na nie grzybów. Pianka stosowana jako materiał izolacyjny charakteryzuje się:

• bardzo dobrymi parametrami izolacyjnymi (współczynnik przewodzenia ciepła na poziomie 0,025 – 0,035 W/m²•K);
• dobrymi właściwościami wygłuszającymi,
• wysokim stopniem twardości;
• niską chłonnością wody;
• dobrą wytrzymałością mechaniczną przy niewielkim ciężarze;
• silną przyczepnością do podłoża;
• możliwością zastosowania w miejscach trudnodostępnych;
• możliwością zastosowania na istniejące warstwy izolacji;
• szybkością nanoszenia na podłoże (natrysk umożliwia pokrycie pianką 1000 m² w ciągu jednego dnia).

Zastosowanie poliuretanu

Poliuretan ma bardzo szerokie spektrum zastosowania. Znajduje uznanie m.in. w chłodnictwie, ponieważ doskonale izoluje tak powietrze ciepłe, jak i zimne. Ze względu na szybkość nanoszenia tego materiału sprawdza się przy konieczności izolowania dużych powierzchni, np. hal produkcyjnych, fabryk, itp. Dla celów branży budowlanej sztywną pianę poliuretanową oferuje się w następujących formach:

• płyty izolacyjne – płyty w okładzinach elastycznych, np. z włókna mineralnego lub szklanego, które nadają się do zastosowania na dachach, sufitach podwieszanych, posadzkach, ścianach oraz fundamentach;
• natryski – wykonywane w miejscu pożądania izolacji, doskonałe na dachy, stropy, ściany, posadzki, zwłaszcza o skomplikowanym kształcie oraz utrudnionej dostępności;
• izolacje techniczne – wykonywane jako wycinane, odlewane, zalewane, itp., dostosowujące się swoim kształtem do elementu, który ma być izolowany, np. do izolacji rur, zbiorników oraz wszelkiego rodzaju urządzeń.