Пінополіуретан (ППУ) - теплоізоляційний і гідроізоляційний матеріал, що має малу вагу і відмінну міцність, своєрідну структуру, завдяки якій має найменший коефіцієнт теплопровідності у порівнянні з іншими теплоізоляційними матеріалами.
Пінополіуретан (ППУ) - різновид пластмас з комірчастою структурою. Згідно своїми властивостями, пінополіуретан визнаний у всьому світі полімером № 1.
Пінополіуретан (ППУ) - ізоляційний матеріал з низьким коефіцієнтом теплопровідності, в якому тільки 3% від обсягу ППУ складає твердий матеріал, що представляє каркас з ребер і стінок, решта 97% складають закриті пори, заповнені ізоляційними газами і повітрям, які є поганим провідником тепла.

Пінополіуретан (ППУ) - це двокомпонентна суміш складається з:

• Поліольні компоненти (компонента «А»), що містить поліоли, каталізатори, стабілізатори, спінювач і антипірени
• Ізоціонатного компонента (компонента «Б»).

В результаті синтезу компонента А і компонента Б (обидві речовини є похідними нафти) отримують пінополіуретан, а за рахунок зміни рецептури та режимів переробки вдається отримати великий асортимент кінцевих продуктів - від м'яких еластичних матеріалів до жорстких і твердих, з різними густиною і фізико-механічними параметрами.

1. Пінополіуретан (ППУ) - має високий ступінь зчеплення з різними будівельними матеріалами такими як: цегла, метал, деревина, штукатурка і т.п.
2. Пінополіуретан (ППУ) - матеріал, стійкий до кислотних і лужних середовищ, не схильний до гниття, цвілі, не цікавий гризунам, не впливає на фізіологію людини, що підтверджують сертифікати видані МОЗ України.
3. Пінополіуретан (ППУ) - або поліуретанова піна - теплоізоляційний матеріал, який дозволяє покривати поверхні будь-якої складності і форми, повністю повторювати форму конструкції на яку він напилюється, отримуючи покриття без єдиного стику з високим ступенем вологостійкості, перешкоджаючи утворенню корозії.
4. Пінополіуретан (ППУ) - матеріал з гарантованим терміном служби від 25 років.

В даний час розрізняють наступні види пінополіуретанів: жорсткий, еластичний і інтегральний. Головними споживачами еластичних ППУ - є звичайно ж меблева промисловість і машинобудування; жорстких ППУ систем - будівництво, холодильна техніка, кораблебудування.

Сфери застосування Пінополіуретану

Сфера використання пінополіуретану дуже і дуже широка, і охопити всі напрямки в рамках однієї статті неможливо. Але спробуємо розібрати основні з них, де пінополіуретан отримав широке поширення і зустрічається практично повсякденно. Хоча ми і не замислюємося про це - але без полімерів і поліуретану зокрема наше повсякденне життя дуже сильно б змінилося. Отже, пінополіуретан використовується:

• у автомобільній промисловості, для наповнення автокрісел і шумоізоляції салону транспортних засобів;
• у меблевій та легкій промисловості в основному використовуються, так звані, м'які пінополіуретани у вигляді наповнювача і матеріалу для м'яких меблів, подушок, матраців, при формуванні манекенів і ін. З огляду на те, що ППУ буває різний по щільності, - це позначається на рівні пружності кінцевих виробів;
• у м'яких дитячих іграшках теж вельми часто використовують саме ППУ в якості наповнювача - це легко пояснюється тим, що даний матеріал повністю екологічно і біологічно нейтральний;
• у взуттєвій промисловості, у вигляді підошви, супінаторів та інших елементів взуття;
• в якості холодоізолятора в побутових, у промислових холодильниках, великих морозильних камерах і в транспортній холодильній техніці;
• в якості теплоізолятора в магістральних трубопроводах, а так само ізоляції низькотемпературних трубопроводів хімічної промисловості;
• у будівництві швидко-монтованих, модульних, каркасних промислових та інших конструкцій (всередині сендвіч панелей);
• ну і звичайно ж однією з поширених сфер використання ППУ є застосування його в якості теплоізоляції, звукоізоляції та гідроізоляції у будівництві, капітальному ремонті житлових будинків, складів, ангарів, приватних будинків, виробничих цехів, гаражів та інших будівель чи споруд. 

Статистичні дані застосування Пінополіуретану ППУ

Дослідження показали, що Пінополіуретан ППУ більш універсальний в застосуванні, ніж ПВХ, пінополістирол або мінеральна вата. Наприклад, у США використання пінополіуретану в якості утеплювача покрівлі почали використовувати з початку 70-х років минулого сторіччя, а в даний час частка ППУ на ринку теплоізоляції промислових і адміністративних будівель більш ніж значна. Споживання жорстких ППУ в 1975 р. в США склало 163 тис . тонн з них на цілі будівництва 55%, виробництво холодильних камер і приладів - 20%, решта розподілилася в транспорті, ракетній і космічній техніці та інших галузях промисловості.

Приклад:

Покрівля 2-го за величиною в світі стадіону з куполоподібним дахом (185 000 м2) в Луїзіані (США) була побудована із застосуванням технології напилення ППУ в 1974 році. В 1989году проведена заміна верхнього захисного шару, після чого покрівля продовжує нести свою службу, не маючи жодного протікання.

Порівняння ППУ з традиційними тепло-ізоляторами:

Застосування ППУ дозволяє збільшити корисний об'єм виробів, будівель і споруд за рахунок зменшення в 2-3 рази товщини теплоізоляції в порівнянні з традиційними теплоізоляційними матеріалами. Наприклад, згідно з діючими нормативами (СНиП П-3-79) товщина теплоізоляції під підлоговим покриттям 1-го поверху в житлових будинках становить:

Де застосовувати?

• Для утеплення веранд, горищ, стін і дахів, мансмард будинків і котеджів;
• Балконів, лоджій, металевих ангарів, контейнерів, гаражів і торгових павільйонів;
• При виготовленні і ремонті яхт, катерів, трейлерів і рефрижераторів;
• В ролі герметизуючої піни;
• Для зазорів, тріщин, порожнин і стиків у всіх будівельних конструкціях
•  По периметру вікон і дверей, по стику стін і перекриттів;
• Для ізоляції та герметизації каналів, з'єднань.

Від демпфуючих властивостей, ступеня еластичності, повітропроникності, товщини ізоляційного шару і інших властивостей залежить звукопоглинаюча  здатність пінополіуретану.
Звукопоглинаючі властивості пінополіуретанів можна підвищити різними способами:

•  в зоні високих частот. При перфоруванні плівкових покриттів.
• в зоні середніх частот. Необхідно підібрати рецептуру так, щоб резонансні частоти полімерних перегородок були поза межами робочого діапазону частот звукових коливань.
• в зоні низьких частот. Необхідно підібрати величину повітряного простору між вібруючою конструкцією і шаром пінополіуретану.

Пінополіуретани мають високу хімічну стійкість. Навіть на межі допустимої концентрації, пари хімічних речовин не руйнують пінополіуретан.
Стійкість пінополіуретанів до бензолу, бензину, розбавлених кислот, олив, пластифікаторів, спиртів, обмежена стійкість до кетонів, ефірів, концентрованих кислот розширює використання їх в нафтохімічній та хімічній промисловості.

Пінополіуретани, нанесені на металеву поверхню, захищають її від корозії. ППУ наноситься безшовним шаром у вигляді плівки, яка утворюється в процесі спінювання на поверхні  і з середини, і з зовні. Залежно від щільності шару покриття і від марки пінополіуретану визначається ефективність захисту.

Водопоглинання пінополіуретану залежить від особливостей його композиції і щільності. За 24 год водопоглинання пінополіуретан не перевищує 1-3%. Водопоглинання знижується, в міру збільшення щільності. У деяких пінополіуретанів знизили водопоглинання в 4 рази за рахунок введення в рецептуру касторової олії або гідрофобізуючих домішок.

Особливо важлива водостійкість пінополіуретанів для судноплавства. Проводилися дослідження тривалого впливу води на пінополіуретан. Стінки пінополіуретану повільніше поглинають воду. Пінополіуретан, спінений фреоном-141, за 3 роки абсорбував не більш 0,95кг / м², а пінополіуретан, спінений вуглекислим газом, за той же період абсорбує 1,1 кг / м², але в даний час розроблені і перебувають на стадії дослідження новітні види пінополіуретанів, з покращеними характеристиками і не тільки щодо водопоглинання. Залежність водопоглинання від тривалого впливу води виражається формулою           W = W01b, в якій W - це водопоглинання за час г; W0 - це водопоглинання за 1 годину тесту, б - це коефіцієнт (для пінопластів б дорівнює 0,22). За такою формулою визначається водопоглинання пінополіуретану. за результатами короткочасних випробувань при тривалій витримці. Було встановлено, що при тривалому впливі води, стурктура пінополіуретану не втрачає форми, і зчасом відновлює всі свої видатні характеристики.

Регулюючи процес деструкції хімічними, фізичними і енергетичними факторами  можна підвищити термостійкість пінополіуретану. Для того щоб практично підвищити вогнестійкість пінополіуретану можна застосувати один з двох способів: ввести наповнювачі або хімічно модифікувати композицію. Наповнювачі застосовуються частіше. В їх ролі виступають мінеральні наповнювачі, азот, фосфоровмісні сполуки сурми, галоген. А ось хімічна модифікація рецептури досить дорогий і трудомісткий процес.

Варто бути дуже обережними зі значним зниженням горючості, так як це може привести до збільшення маси і теплопровідності пінополіуретану. З цієї причини, рекомендують покрити тонким шаром наповненого пінополіуретану поверхню раніше спіненого пінополіуретану. У такого двошарового покриття не буде спостерігатися погіршення інших властивостей, і їх можна буде використовувати в галузях народного господарства, які потребують підвищеної вогнестійкості.
Немає необхідності вводити вогнезатухаючі добавки в заливні композиції, які використовують, щоб заповнити закриті конструкції з негорючих матеріалів, і до яких немає доступу повітря. Пінополіуретан при горінні виділяє так мало тепла, що осередки полум'я дуже легко локалізувати.

Для того щоб визначити наскільки пінополіуретан пожежонебезпечний, його тестують на тепло- , вогне- та займисту стійкість, а також визначають швидкість поширення полум'я по поверхні.
Ізоціанатний пінополіуретан погано займається і тому його можна використовувати тривалий час при температурах від -60°C до +200 ° С і при більш високих температурах. Він може використовуватися як вогнезахисний, теплостійкий матеріал і як діелектрик. Коли він контактує з вогнем, то утворюється поверхневий шар коксу, який захищає ізольовану поверхню від високих температур і одночасно сприяє гасінню полум'я.
Протягом 10 хвилин при температурі 340 °С, температура поверхні, яка ізольована шаром пінополіуретану в 35 мм, не перевищує 50 °С.

Так як пінополіуретан не викликає корозії і є атмосферостійким, його використовують в нафтохімічній промисловості, авіації, суднобудуванні.

Як і всі інші органічні речовини, пінополіуретани змінюють свої властивості під впливом навколишнього середовища - вони старіють.
Стійкість до старіння - здатність зберігати властивості при експлуатації на рівні технічних умов - визначаються експлуатаційний термін різних матеріалів. З цієї причини в різних кліматичних регіонах протягом 5 років проводилися кліматичні випробування різних  пінополіуретанів. Випробування проводилися для того, щоб поліпшити експлуатаційні властивості, визначити гарантійні терміни служби, вивчити більш раціональне використання пінопластів в різноманітних експлуатаційних умовах. В результаті цього дослідження виявилося, що за вказаний період контрольовані характеристики пінополіуретанів практично не  змінилися і збереглися на допустимому рівні. Випробування проводилися, як в складських приміщеннях, так і на відкритому повітрі. Була помічена незначна деформація зразків – розширення пінополіуретану, спіненого фреоном, - і зсідання пінополіуретану, спіненого вуглекислим газом. З'ясувалося, що зразки без природної шкірки менш формостійкі, ніж зразки з природною шкіркою.

Пінополіуретани, отримані  шляхом  заливки, захищені від безпосереднього впливу навколишнього середовища. Тому експлуатаційні умови для них краще імітувати в складських приміщеннях. Відзначимо, що всі досліджувані композиції пінополіуретанів в складських умовах практично не змінили свої фізико-механічні властивості і продемонстрували задовільну стійкість, стабільність розмірів і форми.

Протягом 15 років експлуатації стійкість пінополіуретанів до старіння і інші основні властивості залишилися в допустимих межах. Також не було проявів ерозії, здуття  покриття, цвілі. Забарвлення пінополіуретану всередині  практично не змінилося, а от ззовні колір змінився зі світло-жовтого на темно-коричневий. Шар пінополіуретану товщиною 5-10 мм в місцях контакту з металом пожовтів. Збільшилася в 1,5 рази ударна в'язкість. з 0,022 до 0,031 Вт / (м К) змінився коефіцієнт теплопровідності. Практично не змінилися діелектричні характеристики. Водопоглинання пінополіуретану не перевищувало 0,15 кг / м². Практично не змінилася  межа міцності пінопласту при стисненні. Крім ділянок, які піддавалися спеціальному систематичного впливу нафтопродуктів, практично не змінилася температура розм'якшення (98 ° С). На цих ділянках коефіцієнт теплопровідності підвищився до 0,036 Вт / (м К), а температура розм'якшення знизилася до 65 ° С. Отримані дані відповідають розрахунковим даним. Пожовтіння пінополіуретану пояснюється присутністю в полімері аміногруп і впливом світла.
За рахунок зміни рецептури вдається знизити інтенсивність цього процесу. Властивості пінополіуретанів при старінні змінюються в основному в поверхневих шарах, а внутрішні залишаються досить стабільними. Ультрафіолетова радіація є основним фактором руйнування при старінні полімерів. У процесі старіння, еластичні пінополіуретани стають більш жорсткими, особливо на початку старіння, а жорсткі - крихкими. В процесі старіння на відкритому повітрі у еластичних пінополіуретанів на основі простих поліефірів значна ерозія з'являється на поверхні, а потім проникає вглиб. У жорстких пінополіуретанів,  в процесі старіння після видалення поверхневої плівки змінюються форма і розміри. Цей процес відбувається в результаті релаксації через різницю тиску зовнішнього повітря і повітря всередині комірок. Спеціальною формулою визначається тривала атмосферна стійкість жорстких пінополіуретанів.