Поролон¶

Поролон — это общеупотребительное название эластичного пенополиуретана (ППУ), класса полимерных материалов, получаемых вспениванием полиуретановых композиций. Основными свойствами поролона являются высокая пористость (до 90—97 %), эластичность, малая плотность (обычно от 15 до 80 кг/м³), способность восстанавливать форму после сжатия и хорошие звуко- и теплоизоляционные характеристики. В промышленности и быту поролон используется в качестве наполнителя для мягкой мебели, матрасов, сидений, упаковочного материала, а также в фильтрации, звукоизоляции и производстве губок для мытья.

¶История

Пенополиуретан был впервые синтезирован в 1937 году немецким химиком Отто Байером и его коллегами в лаборатории компании IG Farben в Леверкузене. Первоначально разработки велись в области жёстких пенопластов, однако в 1940-х годах были получены и эластичные разновидности. Массовое промышленное производство эластичного пенополиуретана началось в 1950-х годах в США и Западной Европе.

В СССР производство поролона было освоено в 1950-х годах. Название «поролон» происходит от сокращения слов «пористый латекс» (или «пористый резиновый пенопласт»), хотя по химической природе он не является латексом. Термин закрепился в русском языке как синоним эластичного пенополиуретана. В 1960—1970-х годах поролон стал широко применяться в мебельной промышленности, автомобилестроении и производстве товаров народного потребления, вытеснив натуральные материалы (вата, конский волос, мочало) и резиновую губку.

¶Химический состав и производство

¶Сырьё

Основными компонентами для получения поролона являются:

Полиолы — многоатомные спирты (например, полиэфирполиолы), образующие гибкие сегменты полимерной цепи.
Изоцианаты — соединения, содержащие изоцианатные группы (например, толуилендиизоцианат — ТДИ, или метилендифенилдиизоцианат — МДИ). Вступая в реакцию с полиолами, они образуют полиуретан.
Вспенивающие агенты — вещества, выделяющие газ (обычно углекислый газ, образующийся при реакции воды с изоцианатом, или физические вспениватели, такие как пентан).
Катализаторы (третичные амины, оловоорганические соединения) — ускоряют реакции полимеризации и вспенивания.
Поверхностно-активные вещества (стабилизаторы пены) — обеспечивают однородную ячеистую структуру.
Наполнители и добавки — антипирены (снижающие горючесть), красители, антиоксиданты, антистатики.

¶Технология производства

Производство поролона осуществляется методом вспенивания жидкой композиции. Существуют два основных способа:

Периодический (литьевой) метод — компоненты смешиваются в определённой пропорции и заливаются в открытую форму (пресс-форму), где происходит вспенивание и отверждение. Используется для изготовления изделий сложной формы или небольших партий.
Непрерывный (блоковый) метод — смесь подаётся на движущийся конвейер, где вспенивается и образует длинный блок (блок поролона). После отверждения блок разрезается на листы и заготовки необходимых размеров. Этот метод обеспечивает высокую производительность и однородность материала.

После формования поролон выдерживается для завершения химических реакций (постотверждение), затем режется, шлифуется, обрабатывается (например, для придания рельефа) и упаковывается.

¶Классификация и виды

Поролон классифицируется по нескольким признакам:

¶По типу ячеистой структуры

С открытыми порами — ячейки соединены между собой, материал пропускает воздух и воду, хорошо сжимается. Используется для мебели, матрасов, фильтров.
С закрытыми порами — ячейки изолированы, материал не пропускает воздух и воду, обладает лучшей теплоизоляцией. Применяется в упаковке, поплавках, термоизоляции.

¶По жёсткости (эластичности)

Стандартный (ST) — стандартный — эластичный, восстанавливает форму после сжатия.
Повышенной жёсткости (HL) — хай-лоуд — более плотный и упругий, выдерживает большие нагрузки, используется для мебели и автомобильных сидений.
Очень жёсткий (HR) — хай-резилиент — обладает высокой упругостью и долговечностью, применяется в дорогих матрасах и ортопедических изделиях.
Мягкий (S) — софт — низкой плотности, используется для тонких подушек, декоративных элементов.

¶По плотности

Плотность поролона (кг/м³) является ключевой характеристикой, определяющей его прочность, упругость и долговечность. Выделяют:

Низкая плотность (15–25 кг/м³) — дешёвый, мягкий, недолговечный. Используется для упаковки, временных подкладок.
Средняя плотность (25–40 кг/м³) — универсальный, для мебели, матрасов среднего сегмента.
Высокая плотность (40–80 кг/м³) — прочный, упругий, для дорогой мебели, ортопедических матрасов, автомобильных сидений.

¶По специальным свойствам

Эластичный (HR) — с повышенной упругостью.
Вязкоэластичный (мемори-фоам) — медленно восстанавливает форму, подстраивается под контуры тела, используется в ортопедических матрасах и подушках.
Антистатический — с добавками, снижающими накопление статического электричества.
Огнестойкий — с антипиренами, замедляющими горение.
Антибактериальный — с добавками, подавляющими рост микроорганизмов.
Цветной — окрашенный в массе.

¶Свойства и характеристики

¶Физико-механические свойства

Плотность — от 15 до 80 кг/м³ (реже до 120 кг/м³).
Эластичность — способность восстанавливать форму после деформации (обычно 40–60 %).
Прочность на разрыв — от 50 до 200 кПа.
Относительное удлинение при разрыве — 100–300 %.
Сжимаемость — остаточная деформация после сжатия (обычно 5–15 %).
Теплопроводность — 0,03–0,04 Вт/(м·К) (низкая, хороший теплоизолятор).
Звукопоглощение — среднее, зависит от толщины и структуры.

¶Химическая стойкость

Поролон устойчив к воде, разбавленным кислотам и щелочам, маслам, многим органическим растворителям (бензин, ацетон — растворяют). Разрушается под действием концентрированных кислот, щелочей, окислителей, ультрафиолетового излучения (старение). При длительном воздействии солнечного света желтеет и теряет эластичность.

¶Горючесть

Поролон является горючим материалом (класс горючести Г3–Г4 по ГОСТ 30244). При горении выделяет токсичные газы (циановодород, оксид углерода, изоцианаты). Для снижения горючести в состав вводят антипирены, однако полностью негорючим поролон не становится. В России и странах СНГ требования к пожарной безопасности поролона для мебели и матрасов регулируются техническими регламентами (например, ТР ТС 025/2012 «О безопасности мебельной продукции»).

¶Применение

¶Мебель и интерьер

Наполнитель для мягкой мебели (диваны, кресла, стулья, пуфы).
Матрасы (основной слой, топперы, наматрасники).
Подушки, валики, декоративные элементы.
Звукоизоляция стен, потолков, перегородок (в виде плит или рулонов).

¶Транспорт

Сиденья автомобилей, автобусов, поездов, самолётов.
Подголовники, подлокотники, коврики.
Шумоизоляция салона и моторного отсека.

¶Упаковка

Защита хрупких предметов (электроника, стекло, керамика) при транспортировке.
Вкладыши, прокладки, амортизирующие элементы.

¶Бытовые товары

Губки для мытья посуды и тела (поролоновые губки).
Мочалки, кисти, валики для покраски.
Игрушки, спортивный инвентарь (гимнастические маты, накладки).

¶Промышленность и строительство

Фильтры для очистки воздуха и жидкостей (пористые элементы).
Теплоизоляция трубопроводов, холодильного оборудования.
Уплотнители, прокладки, амортизаторы.
Акустические панели для студий звукозаписи.

¶Медицина

Ортопедические подушки и матрасы (вязкоэластичный поролон).
Подкладки для протезов, бандажей, фиксаторов.
Перевязочные материалы (поролоновые губки для ран).

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

Низкая стоимость по сравнению с натуральными материалами (вата, латекс).
Лёгкость (малая плотность).
Высокая эластичность и упругость.
Хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства.
Возможность придания любой формы и размеров.
Устойчивость к гниению, плесени, грибку (при отсутствии влаги).
Долговечность (при правильной эксплуатации — 5–15 лет).

¶Недостатки

Горючесть и выделение токсичных продуктов горения.
Низкая стойкость к ультрафиолету (выцветание, разрушение).
Со временем теряет упругость, «слеживается» (особенно низкоплотный).
Может накапливать пыль и аллергены.
Не подлежит вторичной переработке в большинстве регионов (сложность утилизации).
При намокании долго сохнет, может разрушаться.

¶Экологические аспекты

Поролон является синтетическим полимером, не разлагающимся в природе. Его утилизация представляет проблему: сжигание приводит к выбросу токсичных веществ, захоронение — к длительному загрязнению почвы. В ряде стран существуют программы переработки пенополиуретана (измельчение в крошку для производства новых материалов или регенерация в полиолы). В России переработка поролона развита слабо. В качестве альтернативы используются биоразлагаемые пенополиуретаны на основе растительных полиолов, однако их доля на рынке незначительна.

¶Интересные факты

В 1950-х годах поролон использовался в производстве купальников и бюстгальтеров (поролоновые чашки).
В СССР поролон называли «пористым латексом» или «пенополиуретаном», а слово «поролон» стало товарным знаком, но затем вошло в обиход как нарицательное.
Из поролона изготавливают искусственные рифы для аквариумов и декорации для фильмов.
Вязкоэластичный поролон (мемори-фоам) был разработан NASA в 1960-х годах для амортизации кресел космонавтов, но широкое применение получил в ортопедических матрасах.

¶Источники

ГОСТ 20429-84 «Поролон (пенополиуретан эластичный). Технические условия» (с изменениями).
ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть».
ТР ТС 025/2012 «О безопасности мебельной продукции».
Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 567–569.
Шварцман А. С. «Пенополиуретаны. Свойства и применение». — М.: Химия, 1975. — 256 с.
Материалы сайта «Полимерные материалы» (polymery.ru).
Статья «Пенополиуретан» в Большой российской энциклопедии (электронная версия, 2017).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →