Vad är polyuretan? Kemi, former och handelsnamn

Definition av polyuretan

Polyuretan är inte ett enskilt material utan ett samlingsnamn för material med vitt skilda egenskaper. Det som förenar dem är uretangruppen (–NH–CO–O–), som binder samman molekylkedjorna. Därutöver kan molekylerna innehålla bland annat ester-, eter- och ureagrupper.

Med pigment, fyllmedel, fibrer och andra tillsatser kan egenskaperna varieras i mycket stor utsträckning. Polyuretan kan vara mjuk eller hård, solid eller cellulär och hög- eller lågdämpande. Få andra materialgrupper ger konstruktören lika stort utrymme.

Artikeln behandlar kemin och materialets olika former. En överblick över egenskaper, användning och tillverkning finns i vår guide om polyuretan.

Byggstenarna polyol och isocyanat

Polyuretan bildas genom polyaddition mellan två komponenter.

Polyolen utgör den mjuka delen av molekylen och styr elasticitet och köldtålighet. Vanligast är polyester- och polyeterpolyoler. Isocyanaten bildar de hårda segmenten och påverkar hållfasthet och värmetålighet. Vanliga typer är MDI, TDI och NDI. Med kedjeförlängare och tvärbindare justeras sedan hårdhet och mekaniska egenskaper.

Polyuretanets olika former

Samma grundkemi ger mycket olika produkter. Tabellen visar de viktigaste formerna.

Gjuten polyuretanelastomer tillverkas i allt från små tätningar till meterlånga profiler.

Ester- eller eterbaserad polyuretan?

Valet av polyol är ett av de viktigaste besluten när en detalj i polyuretan konstrueras.

Esterbaserad polyuretan har högre nötnings- och rivstyrka och bättre beständighet mot olja och lösningsmedel. Den är däremot känsligare för varmt vatten och fukt, eftersom esterbindningen bryts ned genom hydrolys.

Eterbaserad polyuretan tål vatten, fukt och mikroorganismer bättre och behåller sin elasticitet vid låga temperaturer. Den används därför i våta miljöer, till exempel i gruvor och vattenreningsverk.

Valet av bas påverkar också hur materialet står sig mot andra alternativ. Se polyuretan jämfört med gummi och plast.

Vanliga handelsnamn

Till skillnad från stål finns det ingen gemensam standard för polyuretan. Materialet säljs därför ofta under tillverkarnas egna namn, till exempel Adiprene®, Baytec®, Desmodur®, Elastollan®, Hyperlast®, Vibrathane® och Vulkollan®. UW-ELAST arbetar bland annat med kvaliteterna Slitan, Trekollan och Vulkollan.

Ett handelsnamn står för ett visst recept eller råvarusystem. Två material med olika namn kan därför ha snarlika egenskaper, och samma namn kan finnas i flera hårdheter.

Polyuretanets historik

Polyuretan uppfanns 1937 av den tyske kemisten Otto Bayer och hans medarbetare vid IG Farben i Leverkusen. Under 1950-talet kom de första gjutbara elastomererna och det mjuka skummet. På 1960-talet fick hårt skum genomslag som isolering i kylskåp och byggnader. I dag används polyuretan i allt från skor och madrasser till truckhjul och isolering, och materialet hör till de mest använda plastgrupperna i världen.

Hälsa och miljö

Färdighärdad polyuretan är kemiskt stabil och räknas inte som hälsofarlig vid normal användning. Riskerna finns vid tillverkningen, där isocyanater kan ge allergi och besvär i luftvägar och hud. Sedan den 24 augusti 2023 kräver EU:s Reach-förordning att den som yrkesmässigt hanterar produkter med mer än 0,1 procent diisocyanater har genomgått utbildning.

Termoplastisk polyuretan kan smältas om och återvinnas. Gjuten polyuretan kan malas och användas som fyllnadsmaterial, och metoder för kemisk återvinning av skum utvecklas. Ur miljösynpunkt väger ofta den långa livslängden tyngst, eftersom den minskar behovet av reservdelar och stillestånd.

Frågor och svar

Källor

Läs vidare