Sztywna pianka poliuretanowa znajduje się praktycznie wszędzie we współczesnym świecie i jest stosowana w zastosowaniach izolacji akustycznej i termicznej, takich jak lodówki, izolowane budynki, ocieplenie fundamentów pianką, materiały termoutwardzalne.
Jako katalizatory poliuretanowe stosuje się związki metaloorganiczne, ponieważ są one bardzo selektywne w stosunku do reakcji izocyjanian-poliol. Katalizatory aminowe stosuje się również do zrównoważenia zarówno reakcji żelowania, jak i reakcji tworzenia gazu lub spieniania odpowiedzialnej za tworzenie piany. Właściwości morfologiczne pianki poliuretanowej już niejednokrotnie badano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego w celu określenia wpływu zmiennego stężenia oktanianu cyny. Z wyników jasno wynikało, że pianka poliuretanowa ma dobre właściwości izolacji:
• termicznej
• akustycznej.
Poliuretan to właściwie inna nazwa rodziny chemikaliów znanych jako polimery uretanowe, które składają się z dwóch głównych surowców: polioli i poliizocyjanianów, połączonych z katalizatorami i dodatkami.
Co warto wiedzieć o składzie pianek poliuretanowych?
Powszechnie wiadomo, że pianka jest kompozytowym materiałem gazowo-stałym. Faza ciągła to polimer poliuretanowy, a faza nieciągła to faza gazowa. Poliuretany to niezwykle wszechstronna grupa polimerów, wytwarzana w szerokim zakresie gęstości usieciowania, sztywności i gęstości, od struktur bardzo miękkich do bardzo twardych
Pianki poliuretanowe są klasyfikowane ze względu na:
• charakter struktury komórkowej (otwarte, zamknięte)
• sztywność (elastyczne lub sztywne).
Ogólnie rzecz biorąc, materiały piankowe typu sztywnego były stosowane w celu zwiększenia sztywności i zapewnienia dodatkowej absorpcji energii po zastosowaniu, ale ich udział zmniejsza się wraz ze starzeniem się konstrukcji.
Najważniejsze zastosowania pianki poliuretanowej to przemysł budowlany i meblarski – około 32% wszystkich poliuretanów stosowanych w przemyśle na świecie jest wykorzystywanych do produkcji materacy z elastycznych pianek płytowych. Drugim ważnym zastosowaniem elastycznych poliuretanów jest produkcja samochodów (amortyzacja siedzeń, zderzaki, izolacja akustyczna itd.). Sztywne pianki poliuretanowe znajdują zastosowanie w ocieplaniu budynków i chłodni, izolacji rur, izolacji termicznej w przemyśle chemicznym i spożywczym. Elastomery poliuretanowe stosuje się do obuwia, obuwia sportowego, wykładzin pomp i rur, opon przemysłowych, elastomerów mikrokomórkowych. Uniwersalna sztywna pianka poliuretanowa jest stosowana nawet w technologii słonecznej, w ogrodnictwie, a także do wzmacniania skał w górnictwie i inżynierii lądowej. .
Wyróżnia się dwie główne reakcje ważne przy wytwarzaniu pianek poliuretanowych. Pierwsza z nich to reakcja izocyjanian-poliol, zidentyfikowana jako reakcja żelująca, tworząca szkieletową grupę uretanową. Ta reakcja prowadzi do powstania usieciowanego polimeru, ponieważ stosuje się poliole z kilkoma grupami hydroksylowymi. Innym możliwym sposobem dalszego usieciowania polimeru jest reakcja wtórna grupy uretanowej z grupą izocyjanianową w celu utworzenia grupy allofanianowej.Druga to reakcja izocyjanian-woda, zwana przedmuchiwaniem, w wyniku której powstaje niestabilny kwas karbaminowy, który rozkłada się na gazową aminę i dwutlenek węgla w postaci pęcherzyków.