פוליאוריטן (באנגלית: Polyurethane, IUPAC בקיצור PUR, בדרך כלל בקיצור PU), מתייחס לסוג פולימר המכיל יחידות אופייניות לקרבמט בשרשרת הראשית. חומר פולימרי זה נמצא בשימוש נרחב בדבקים, ציפויים, צמיגים במהירות נמוכה, אטמים, שטיחי רכב ושדות תעשייתיים אחרים. בתחום חיי היומיום משתמשים בפוליאוריטן לייצור קצף וספוגי פלסטיק שונים. פוליאוריטן משמש גם לייצור קונדומים (לאנשים שאלרגיים לקונדומי לטקס) ולציוד וחומרים רפואיים. מכיוון שלמוליכות תרמית נמוכה מאוד לפוליאוריטן, חומרי בידוד קירות חדשים המבוססים על חומריו התפתחו והתבגרו בהדרגה במדינות מערביות כמו אירופה וארצות הברית.
המחקר והפיתוח של פוליאוריטן התחילו לראשונה בשנת 1937 על ידי אוטו באייר ועמיתיו במעבדה של פביאן בלברקוזן, גרמניה. הם יישמו את עיקרון פילמור התוספת באמצעות ניסויים, תוך שימוש באיזוציאנט נוזלי ובפוליאטר נוזלי או פוליאסטר גליקול כדי לייצר סוג חדש של פלסטיק-פוליאוריטן, שהיה שונה מהפוליאולפינים והפלסטיקים שנוצרו בפולי-עיבוי שהתגלו באותה עת. תערובת המונומרים החדשה שונה גם מהפטנטים שהשיג וואלאס קרות'ר על פוליאסטר. בתחילה, היישום הוגבל לסיבים ולקצף גמיש, בשם אנגלית: Igamid U, הסיבים העשויים משרף זה נקראו באנגלית: Perlon U, אך בשנת 1944 הגיעו רק ל- 25 ט / חודש. לאחר מכן, התפתחותה הושפעה ממלחמת העולם השנייה (בתקופה PU שימשה רק במושבים תעופתיים באזור קטן), רק בשנת 1952 החלו האיסוציאנטים להיות זמינים מסחרית. בשנת 1954 הקימו מונסנטו מארצות הברית ובאייר הגרמנית מיזם משותף Mobay Chemical והחלו להשתמש בטולואן דיסיסיאנט (TDI) ובפוליאסטר פוליאסטר לייצור קצף פוליאוריטן גמיש למטרות מסחריות בארצות הברית. המצאת הקצף הזה (המכונה על ידי הממציאים גבינה שוויצרית מחקה) נובעת מתוספת מים למערכת התגובה. חומרים אלה משמשים גם לייצור קצף קשיח, ויסקוזה ואלסטומרים. סיבים לינאריים נוצרים על ידי תגובתם של הקסאמאתילן דייסוציאנט (HDI) ו- 1,4-בוטנידיול (BDO) [1].
הפוליול פוליאתר הראשון, המיוצר מסחרית, פולי (טטרמתילן אתר) גליקול, הופק על ידי פילמור של טטרהידרופוראן על ידי דופונט בשנת 1956. BASF ו- Dow Chemical הציגו דיולות פוליאקלן זולות יותר בשנת 1957. פוליולים פוליאתר אלה מראים יתרונות טכניים ומסחריים, כגון: נמוך עלות, טיפול קל, יציבות הידרוליטית מעולה; ויכול להחליף במהירות פוליאולים מפוליאסטר בעת הכנת פוליאוריטן. מקדמי PU אחרים כוללים את Union Carbide ו- Mobay Chemical. בשנת 1960 התפוקה של קצף פוליאוריטן גמיש הגיעה ל 45,000 טון. לאחר יותר מעשר שנות פיתוח, עם הופעתם של חומרי מבעבע כלורופלואורלקניים, פוליאולים זולים מפוליאתר, ודיסוציאנט דיפניל מתאן (MDI) קידמו את השימוש בקצף פוליאוריטן קשיח בחומרי בידוד בעלי ביצועים גבוהים. השימוש של. קצף פוליאוריטן קשיח המבוסס על MDI פולימרי (PMDI) בעל יציבות תרמית וביצועי בעירה טובים יותר מאשר חומרים מבוססי TDI.
בשנת 1967 הופק קצף קשיח מפוליסוציאנט שעבר שינוי אוריטן, וחומרי הבידוד המיוצרים בצפיפות נמוכה הראו יציבות תרמית טובה יותר ועמידות בעירה. זה היה גם בשנות ה -60 של המאה הקודמת שרכיבי בטיחות פנימיים של מכוניות, כמו לוחות מחוונים ולוחות דלתות, החלו להיות עשויים מילוי חוזר תרמופלסטי עם קצף קשיח למחצה.
בשנת 1969 הציגה באייר מכונית מפלסטיק מלאה בדיסלדורף, גרמניה. חלקים מסוימים במכונית מיוצרים בתהליך חדש שנקרא RIM (Reaction Injection Molding). טכנולוגיית RIM משתמשת בלחץ גבוה כדי להזריק רכיבים נוזליים ואז להזרים במהירות רכיבים תגוביים לחלל התבנית. חלקים גדולים כגון לוח מחוונים ופאנלים ניתנים גם הם ליציקה בהזרקה באותה צורה. ה- RIM של פוליאוריטן כולל מוצרים ותהליכים רבים ושונים: שימוש במאריכות שרשרת דיאמין ותהליך הטימריזציה של urethane, isocyanate ו- polyurea, הוספת תוספים, כגון זכוכית טחונה, נציץ, סיבים מעובדים וכו ', ליצירת מה שמכונה RRIM, זה יכול לשפר את מודול הגמישות ואת היציבות התרמית. בשנת 1983, ארצות הברית השתמשה בטכנולוגיה זו לייצור מרכבי פלסטיק לרכב. הוספת סיבי זכוכית בחלל התבנית מראש יכולה לשפר עוד יותר את מודול הגמישות, מה שמכונה SRIM או מבנה RIM.
מאז תחילת שנות השמונים, קצף פוליאוריטן גמיש מפוצץ במים שימש כ אטמים מודליים לפנלים לרכב ולמסנני אוויר צמיגים. מאז, בגלל עליית מחירי האנרגיה והגברת הדרישות להפחתת השימוש ב- PVC ברכבים, נתח השוק של פוליאוריטן המשיך לגדול. את מחירי חומרי הגלם היקרים מפצה על ידי הפחתת משקל הרכיבים, כמו הפחתת כיסויי מתכת ובתי סינון. אלסטומרים פוליאוריטן מלאים מאוד וקצף פוליאוריטן לא ממולא משמשים כיום במסנני שמן בטמפרטורה גבוהה.
בייצור קצף פוליאוריטן (כולל גומי קצף) מוסיפים לתערובת התגובה כמות קטנה של חומרים נדיפים, הנקראים חומרים מבעבעים. חומרים פשוטים אלה מעניקים לפוליאוריטן תכונות בידוד תרמי מעולות. בתחילת שנות התשעים, כדי להפחית את ההשפעה על שכבת האוזון, הגביל פרוטוקול מונטריאול את השימוש בכמה חומרים מבעבעים המכילים כלור. כגון טריכלורופלואורומתן (CFC-11). אלקנים הלוגניים אחרים, כמו כלורופלואור-פחמנים, 1,1-דיכלור-1-פלואורואטן (HCFC-141b) הוצגו בהדרגה על ידי הוראת גז החממה IPPC מ -1994 וחומר הנחיית הגז האורגני האורגני לנדיפים משנת 1997. בסוף שנות התשעים, למרות שעדיין היו כמה מדינות מתפתחות המשתמשות בחומרים מבעבעים המכילים הלוגן, צפון אמריקה ואירופה השתמשו יותר ויותר בפחמן דו חמצני, פנטן, 1,1,1,2-טטרפלואורואתאן (HFC-134a)), 1 , 1,1,3,3-פנטפלואורופרופאן (HFC-245fa) כסוכן מבעבע.
בהתבסס על טכנולוגיית הריסוס הפוליאוריטן הקיימת והתיאוריה הכימית של פוליאתרין, ריסוס חומרים אלסטיים של פוליאוריטן פותח במהירות בשנות התשעים. התגובה המהירה שלהם וחוסר הרגישות היחסית שלהם הופכים אותם לציפויים הנבחרים עבור פרויקטים בשטח גדול. כגון פגזי בטיחות משניים, ציפויי ביוב ותעלה, רפידות טנקים. לאחר תחל טיפול נכון ומשטחיים, יש לו הידבקות טובה לבטון ופלדה. באותה תקופה, הטכנולוגיה החדשה המורכבת מפוליאוריטן ופוליאוריטן פוליאוראה מעורבב על גבי תוחם המיטה העמוס לבנייה במקום. טכנולוגיית ציפוי זו למשאיות קטנות ותיבות מטען אחרות יוצרת חומר מתכת מרוכב עמיד ועמיד בפני חיכוך. בטנה תרמופלסטית מפצה על החסרונות של המתכת&39 בקורוזיה ובשבירות.