Termoset
poliüretanlar çeşitli biçimlerde olabilir; örneğin yumuşak köpük, sert köpük
gibi. Yumuşak köpükler (açık-gözenekli) yatak, yorgan, yastık ve paketleme
malzemeleri üretiminde. Sert poliüretan köpükler ise genellikle soğutucu gibi
sistemlerde izolasyon malzemesi olarak kullanılırlar.
Termoplastik poliüretanlar doğrusal ve
kristalinite dereceleri yüksek moleküllerden oluşur; bunlardan aşınmaya
dayanıklı malzemeler yapılır; örneğin, ayakkabı tabanları, araba çamurluğu,
kapı panalleri, araç dış lastiği, conta, tamponu ve sentetik deri, v.s. gibi.
Poliüretanlar poliyoller ve izosiyanatların
katalizörlü ve bir aktifleyici bileşiğin eşliğinde polimerizasyonuyla elde
edilir. Poliüretanlar kauçuk gibi elastik, metaller gibi dayanıklı ve uzun
ömürlü plastiklerdir. Poliüretanların çoğu çapraz bağlıdır ve ısıtıldıklarında
termoset plastikler elde edilir. Çapraz bağlı olmayan bazı poliüretan polimerler
de vardır; bunlar doğrusal moleküler düzendedirler, termoplastiklerdir.
İzosiyanatlar: Ticari amaçlı poliüretanların üretiminde
kullanılan izosiyanatlar genellikle aromatik yapılıdır. Üretimde kullanılan
izosiyanatın türü, elde edilen poliüretanın özelliklerini, kürleme sistemini ve
işleme sistemini doğrudan etkiler. Bir izosiyanatın en önemli özelliği
fonksiyonalitesidir; yani, herbir molekülde bulunan izosiyanat (-NCO)
gruplarının sayısıdır. Çapraz bağlı poliüretanların üretiminde uygun
izosiyanatlar 2’den fazla fonksiyonel grup içermelidirler.
Difonksiyonlu
bir izosiyanat (diizosiyanat)bir difonksiyonlu poliyolle reaksiyona girdiğinde
uzun, doğrusal poliüretan molekülü meydana gelir.
Poliüretan
üretiminde kullanılan tipik diizosiyanatlar MDI (difenilmetan-4,4-diizosiyanat),
NDI (naftalen-1,5-diizosiyanat, ve TDI (toluen diizosiyanat)dır. Esnek köpük
üretiminde kullanılan poliuretanların çoğu TDI ile elde edilir.
Poliyoller: Poliüretan endüstrisinde başlıca iki tür poliyol
kullanılır. Polieter tip ve poliester tip. Poliester poliyoller etilen glikol
gibi bir diol ile bir dikarboksilik asitin (örneğin, adipik asit) kondensasyon
reaksiyonuyla elde edilir. Polieter dioller genellikle düşük molekül
ağırlıklıdır; propilen oksit ve etilen oksitten elde edilir. Bu tür
poliyollerde temel bileşen propilen oksittir; etilen oksit poliyolün
özelliklerinin modifiye etmek için az miktarda kullanılır. Poli(etilen adipat)
tipik bir poliester poliyol, poli(tetrametilen
eter) glikol de tipik bir polieter poliyoldür.
Poliüretan köpük, aşağıda belirtilen birkaç
kimyasal maddenin, üretilmek istenen ürünün özelliklerine göre değişik
oranlarda karıştırılmasıyla karışımından hazırlanır, bu maddeler:
- Poliyoller: Yüksek molekül ağırlıklı organik bileşiklerdir.
- Toluen Diizosiyanat (TDI): Poliyollerle kuvvetli çapraz-bağlar
oluşturarak süper moleküller meydana gelmesini sağlar. TDI ve su
reaksiyona girerek karbon dioksit gazı çıkar; bu da köpürmeyi sağlar.
- Freon 2 ve Metilen Klorür: bu bileşikler kolayca gaz haline
geçtiklerinden karışımda yeterli gaz konsantrasyonunun oluşması için
kullanılırlar.
- Katalizörler: katalizörler, TDI+su reaksiyonunu (amin tip) ve
poliyol+TDI reaksiyonunu (organo-kalay tip) katalizleyen bileşiklerdir.
