ポリウレタンスポンジとは何ですか？

ポリウレタン スポンジ (PUR および PU スポンジ) は、カルバメート (ウレタン) 結合によって結合された有機単位で構成されるポリマーです。ほとんどのポリウレタンは加熱しても溶融しない熱硬化性ポリマーですが、熱可塑性ポリウレタンも入手可能です。

ポリウレタン ポリマーは、伝統的かつ最も一般的には、ジポリイソシアネートまたはトリポリイソシアネートとポリオールを反応させることによって形成されます。ポリウレタンの製造に使用されるイソシアネートとポリオールの両方には、平均して 1 分子あたり 2 つ以上の官能基が含まれています。

ポリウレタンは、高反発フォームシート、硬質フォーム断熱パネル、マイクロセルラーフォームシールとガスケット、耐久性のあるエラストマーホイールとタイヤ（ジェットコースター、エスカレーター、ショッピングカート、エレベーター、スケートボードの車輪など）、自動車のサスペンションブッシュの製造に使用されています。 、電気ポッティングコンパウンド、高性能接着剤、表面コーティングおよび表面シーラント、合成繊維 (スパンデックスなど)、カーペットの下敷き、硬質プラスチック部品（電子機器用など）、コンドーム、ホースなど。

原材料

ポリウレタンを製造する主成分は、ジイソシアネートおよびトリイソシアネートとポリオールです。ポリマーの加工を促進したり、ポリマーの特性を変更したりするために、他の材料が追加されます。

生産

ポリウレタンスポンジは、2 つ以上の液体の流れを混合することによって製造されます。ポリオールの流れには、触媒、界面活性剤、発泡剤などが含まれています。この 2 つの成分は、ポリウレタン システム、または単にシステムと呼ばれます。

イソシアネートは、北米では一般に「A サイド」または単に「イソ」と呼ばれます。ポリオールと他の添加剤のブレンドは、一般に「B サイド」または「ポリ」と呼ばれます。[要出典] この混合物は、「樹脂」または「樹脂ブレンド」と呼ばれることもあります。

ヨーロッパでは、「A 側」と「B 側」の意味が逆になります。[要出典] 樹脂ブレンド添加剤には、鎖延長剤、架橋剤、界面活性剤、難燃剤、発泡剤、顔料、および充填剤が含まれる場合があります。ポリウレタンは、イソシアネート、ポリオール、または添加剤を変えることによって、さまざまな密度と硬度で製造できます。

健康と安全

完全に反応したポリウレタンポリマーは化学的に不活性です。米国では、OSHA (労働安全衛生局) または ACGIH (米国政府産業衛生士会議) によって暴露制限が確立されていません。発がん性については OSHA によって規制されていません。

直火試験。上部の未処理のポリウレタンフォームは激しく燃焼します。底部は難燃加工が施されています。

ポリウレタンポリマーは可燃性固体であり、裸火にさらされると発火する可能性があります。火災による分解では、窒素酸化物、イソシアネート、その他の有毒生成物に加えて、大量の一酸化炭素とシアン化水素が生成される可能性があります。素材は可燃性であるため、（少なくとも家具の場合は）難燃剤で処理する必要がありますが、そのほとんどすべてが有害であると考えられています。

その後、カリフォルニア州は、ほとんどのポリウレタンフォームが難燃剤を使用せずに可燃性試験に合格することを許可する Technical Bulletin 117 2013 を発行しました。 Green Science Policy Institute は次のように述べています。「新基準は難燃剤なしでも満たせますが、難燃剤の使用を禁止するものではありません。家庭での難燃剤への曝露を減らしたい消費者は、家具に付いている TB117-2013 タグを探し、小売店に確認してください。」製品には難燃剤が含まれていないこと。」

液体樹脂ブレンドとイソシアネートには、危険な成分や規制されている成分が含まれている可能性があります。イソシアネートは、皮膚および呼吸器感作物質として知られています。さらに、スプレーポリウレタンフォームに含まれるアミン、グリコール、およびリン酸塩にはリスクがあります。

ポリウレタン スプレー フォームの塗布中または塗布後に放出される可能性のある化学物質 (イソシアネートなど) への曝露は人の健康に有害であるため、このプロセス中およびプロセス後には特別な予防措置が必要です。

米国では、追加の健康と安全に関する情報は、ポリウレタン製造業者協会 (PMA) やポリウレタン産業センター (CPI) などの組織、ポリウレタン システムおよび原材料のメーカーから入手できます。規制情報は、連邦規則集タイトル 21 (食品と医薬品) およびタイトル 40 (環境保護) に記載されています。

ヨーロッパでは、健康と安全に関する情報は ISOPA (欧州ジイソシアネートおよびポリオール生産者協会) から入手できます。

製造業

ポリウレタン スポンジ完成品の製造方法は、小規模な手作業によるピース部品の流し込み作業から、大規模な大量のバンストックおよびボードストックの生産ラインまで多岐にわたります。最終製品に関係なく、製造原理は同じです。液体イソシアネートと樹脂ブレンドを指定された化学量論比で計量し、均一なブレンドが得られるまで混合し、反応液を型または表面に分配します。 、硬化するまで待ってから、完成したパーツを型から外します。

アプリケーション

詳細は「ポリウレタンスポンジ用途一覧」「ポリウレタンワニス」を参照

2007 年、世界のポリウレタン原材料の消費量は 1,200 万トンを超え、平均年間増加率は約 5% でした。世界市場で PUR によって生み出される収益は、2020 年までに約 800 億米ドルに増加すると予想されます。

可視光の影響

芳香族イソシアネートを使用し、紫外線を照射したポリウレタンフォーム。時間の経過とともに生じる変色がすぐにわかります。

ポリウレタン、特に芳香族イソシアネートを使用して作られたポリウレタンには、光と相互作用する発色団が含まれています。これは、光安定性が重要な要素であり、ポリウレタン コーティングの製造に脂肪族イソシアネートが使用される主な理由であるポリウレタン コーティングの分野で特に興味深いものです。

芳香族イソシアネートを使用して作られた PU フォームは可視光にさらされると変色し、オフホワイトから黄色、そして赤褐色に変化します。黄変を除けば、可視光はフォームの特性にほとんど影響を及ぼさないことが一般に受け入れられています。これは、外側部分の特性の劣化がフォーム自体の全体的なバルク特性にほとんど影響を及ぼさないため、大きなフォームの外側部分で黄変が発生する場合に特に当てはまります。

可視光への曝露は、一部の物理特性試験結果の変動に影響を与える可能性があることが報告されています。

高エネルギーの紫外線はフォーム内の化学反応を促進し、その一部はフォームの構造に悪影響を及ぼします。

生分解

エクアドル産の 2 種の真菌ペスタロティオプシスは、埋め立て地の底で見られるような好気条件および嫌気条件でポリウレタンを生分解することができます。博物館に展示されているポリウレタン製品の劣化が報告されています。ポリエステル系ポリウレタンは、ポリエーテル系に比べて菌類により生分解されやすい。

Ningbo Master Clean Commodities Co.,Ltd.の Santos Wang が編集。       

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