Moderný stavebný trh je pripravený ponúknuť svojim spotrebiteľom ako materiály s dlhodobým používaním a stabilnou povesťou, tak aj celý zoznam polymérov, ktoré prišli na trh nie tak dávno a stále si získavajú uznanie od kupujúcich. Polyuretánová pena patrí do tejto skupiny.
Čo je polyuretánová pena?
Tento moderný odborník na stavebné materiály označuje skupinu plastov plnených plynom. Polyuretánová pena (PPU) pozostáva z viac ako 85 % z inertnej plynnej fázy. Rozsah tohto materiálu je široký a rôznorodý. Ostré diskusie o tom, či je polyuretánová pena zdraviu škodlivá, však už dlhé roky neutíchajú. Medzi najdiskutovanejšie z tohto pohľadu patrí správanie sa materiálu pri spaľovaní a uvoľňovanie toxických zložiek pri zahrievaní.
História vzhľadu materiálu
Dátum zrodu polyuretánovej peny možno pokojne nazvať rokom 1937, keď malá skupina vedcov z laboratória v Levenkusen syntetizovala materiál s nezvyčajnými vlastnosťami. ATv závislosti od toho, aký bol zmiešavací pomer zložiek nového materiálu a ako rýchlo prebehla reakcia, boli vlastnosti polyuretánovej peny radikálne odlišné. Na jednej strane bol materiál elastický a pružný, no pomerne krehký voči lámavosti. Na druhej strane pevnosť, tvrdosť, hustota, no krehkosť v ohybe. Materiál mal mimoriadne široké perspektívy, no druhá svetová vojna ich realizáciu výrazne spomalila. Od 60. rokov minulého storočia sa však výroba PPU začala rozvíjať rýchlym tempom.
Zloženie komponentov PPU
Hlavnými zložkami, ktoré tvoria polyuretánovú penu a sú potrebné na tvorbu a pripojenie polymérnych reťazcov, sú polyol (zložka A) a polyizokyanát (zložka B). Niekedy môžu domáci výrobcovia pridať do polyolu ešte jednu zložku – katalyzátor. Hlavné zložky polyuretánovej peny majú špecifickú vôňu a sú tekutinou pomerne hustej konzistencie s odtieňmi od svetložltej po tmavohnedú.
Polyol má tendenciu sa pri dlhodobom skladovaní odlupovať, preto sa odporúča pred použitím ho premiešať. Polyizokyanát interaguje s vodou - pri kontakte začína kryštalizácia. Pri dlhodobom skladovaní na čerstvom vzduchu sa na povrchu materiálu vytvorí film. Podľa zloženia komponentov môže byť PPU dvoch typov - na striekanie a na liatie.
Biogénne vlastnosti
Polyoly a polyizokyanáty používané pri výrobe PU peny súropných produktov. Je však známe, že polyuretánové penové komponenty možno vyrábať aj z rastlinných olejov. Najlepšou možnosťou na tento účel je ricínový olej. Polyolovú zložku možno získať aj zo slnečnicového, sójového a repkového oleja. Náklady na túto surovinu sú však dosť vysoké a výroba nie je ekonomicky realizovateľná. Biogénne PU penové materiály sa vyrábajú v malých objemoch a používajú sa na riešenie veľmi úzkych špecifických úloh.
Vlastnosti PPU
Polyuretánová pena vyrábaná domácimi a zahraničnými výrobcami má množstvo pozitívnych aj negatívnych vlastností.
Nízka tepelná vodivosť materiálu (0,019 - 0,03 W/m), takmer úplná paropriepustnosť, vodeodolnosť robia z polyuretánovej peny výborný tepelný a vodný izolant. To isté možno povedať o zvukovej izolácii. Vysoký koeficient priľnavosti umožňuje aplikovať PPU na takmer akýkoľvek povrch.
Nie len pozitívne vlastnosti však charakterizuje polyuretánová pena. Pri spaľovaní PPU môže dôjsť k poškodeniu ľudského zdravia (v prítomnosti priameho zdroja požiaru materiál horí). Polyuretánová pena navyše uvoľňuje do atmosféry toxické látky – formaldehyd. Polyuretánová pena, ktorej zložky interagujú so vzduchom a vodou, nie je odolná voči slnečnému žiareniu. Postupom času stmavne a odpadne.
Rozsah PPU
Tento moderný stavebný polymér našielširoké uplatnenie v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. Jeho najširší záber je v stavebníctve: tepelná izolácia, zvuková izolácia a hydroizolácia občianskych a priemyselných objektov na akýkoľvek účel (obytné, vidiecke domy, dielne, sklady, hangáre a pod.). Kvôli nízkej tepelnej vodivosti sa polyuretánová pena používa na izoláciu nielen striech, ale aj stien, a to ako vo vnútri, tak aj mimo budov. Sendvičové panely PPU sú nepostrádateľné pri výstavbe prefabrikovaných stavebných projektov.
PPU s hustotou 30-86 kg/m³ (tuhé polyuretánové peny) sa používajú ako zvukovo a tepelne izolačný materiál. Materiál s hustotou 70 kg / m³ má hustú štruktúru, neprepúšťa vodu a úspešne sa používa na hydroizolačné práce.
Pri výrobe chladiacich zariadení sa PPU používa ako studený izolátor. Obuvnícky priemysel používa tento materiál na výrobu rôznych prvkov topánok a podpier klenby.
Sú však oblasti, kde je použitie materiálu, akým je polyuretánová pena, veľmi pochybné. Poťahový materiál a výplne pre čalúnený nábytok, matrace, vankúše atď. môžu poškodiť zdravie. (polyuretánová pena s hustotou 5-40 g / m³ - mäkké penové bloky). Hoci výrobcovia PU peny tvrdia, že materiál je ekologicky a biologicky neutrálny, jeho použitie ako výplne do detských hračiek môže rodičov prinútiť zamyslieť sa nad zdravím svojich detí.
Spánok v náručí PPU…
Pôjde o posteľnú bielizeň ako naprmatrace z polyuretánovej peny. Škodu, a to dosť vážnu, môže spôsobiť vdýchnutie výparov zložitých prchavých chemických zlúčenín (asi 30 druhov), z ktorých najnebezpečnejšie sú fenol a kyselina 2-etylhexánová. Navyše nové matrace plnené polyuretánovou penou vypúšťajú do ovzdušia 5-6 krát viac nebezpečných látok ako staré. Koncentrácia pár týchto látok je porovnateľná s emisiami z novej laminátovej podlahy.
Ubezpečenia o bezpečnosti matracov plnených polyuretánovou penou sú pochybné z jednoduchého dôvodu, že vo fáze ich výroby sa používajú živice, katalyzátory, rozpúšťadlá, aktívne chemické zložky (fenol!).
Je fenol veľkou hrozbou?
Fenol sa považuje za toxickú látku, pretože uvoľňuje toxické výpary a tento proces môže pokračovať roky bez zníženia alebo straty toxicity. Tento chemický prvok môže spôsobiť narušenie najdôležitejších systémov ľudského tela: dýchacieho, nervového, kardiovaskulárneho. Výsledkom môžu byť bolesti hlavy, strata vedomia, zhoršená koordinácia pohybov. Môže byť tiež narušená funkcia obličiek a pečene. Neustály kontakt s fenolom a jeho výparmi môže spôsobiť také hrozné choroby, ako je astma, infekčné pľúcne ochorenia a alergie.
Podľa vedcov zapojených do výskumu v tejto oblasti je použitie polyuretánovej peny na výrobu detského nábytku, matracov, hračiek nerozumné. PPU možno nahradiť bezpečnejšími materiálmi. Ak sa rodičia obávajú o svoje zdraviedeti, musia byť veľmi opatrní pri výbere hračiek a matracov pre ne, do ktorých možno ako výplň použiť polyuretánovú penu. Väčšina civilizovaných krajín zakázala používanie fenolu na výrobu tovaru každodennej potreby.
Čo je ešte zlé?
Výrobky z polyuretánovej peny sú široko používané v mnohých oblastiach ľudského života. Polyuretánová pena a penová doska na báze polyuretánovej peny nepriaznivo ovplyvňujú pľúca, pokožku a oči. Tepelnoizolačné dosky vyrobené z polyuretánovej peny uvoľňujú do ovzdušia toxické polyizokoanátové zlúčeniny, ktoré môžu spôsobiť alergie alebo astmu. Keď sa dosky PPU zahrievajú zahrievacími batériami alebo slnečným žiarením, zvyšuje sa uvoľňovanie polyizokyanátu.
Pri požiari PPU horí a uvoľňuje toxické plyny, čo predstavuje ďalší zdroj nebezpečenstva a ohrozenia života. Je však potrebné poznamenať, že v poslednej dobe sa čoraz viac používajú nehorľavé typy polyuretánovej peny, získané zavedením špeciálnych prísad do ich zloženia. Takáto polyuretánová pena prakticky nepoškodzuje zdravie.
Tak kde je pravda?
Polyuretánová pena – čo to je? Škodí alebo prospech? Obrovské množstvo miest, kde sa polyuretánová pena používa v rôznych oblastiach ľudského života, nám neumožňuje dať na túto otázku jednoznačnú odpoveď. Pre stavebníctvo je to určite prínos, a to obrovský. Možnosť pripraviť si zmes a naniesť polyuretánovú penu na zateplený povrch priamo na stavbe znižuje náklady s tým spojené a umožňuje vytváraťmonolitický PPU povrch bez medzier pri inštalácii a tepelných mostov. Tepelná izolácia hlavných potrubí, izolácia nízkoteplotných potrubí chemického priemyslu je v súčasnosti tiež ťažko možná s rovnakou účinnosťou, akú poskytuje polyuretánová pena.
Používanie tohto materiálu pri výrobe tovaru pre ľudí (a najmä pre deti) však mnohí odborníci v tejto oblasti považujú za nie celkom opodstatnené. Uvoľňovanie toxických látok môže mať negatívny vplyv na ľudské zdravie. Už pred rokom 2003 technológia výroby domácich komponentov na výrobu polyuretánovej peny umožňovala použitie vysoko prchavých éterových zlúčenín. Dnes výrobcovia tvrdia, že sa od tejto technológie upustilo. Do 3 dní po aplikácii sa materiál uvoľní z malého množstva plynov zostávajúcich po reakcii komponentov a potom je polyuretánová pena šetrná k životnému prostrediu.
Vo všeobecnosti treba v každom konkrétnom prípade pred použitím produktov PPU rozumne zhodnotiť všetky výhody a nevýhody použitia tohto materiálu v konkrétnej oblasti života.
