انگلیسی 
پلی یورتان (polyurethane) یا پلی‌اورتان‌ها خانواده‌ای از پلیمرها هستند که از واکنش پلی‌ال‌ها (Polyol) یا الکل‌های چندگانه با دی ایزوسیانات‌ها ساخته می‌شوند. این واکنش پیوندهای کاربامات (اورتان) ایجاد می‌کند و امکان تولید مواد با چگالی‌ها و سختی‌های مختلف را فراهم می‌سازد. وجود افزودنی‌ها و تغییر نسبت مواد اولیه، خواص مکانیکی و حرارتی پلی یورتان را قابل تنظیم می‌کند؛ بنابراین این خانوادهٔ پلیمر از فوم‌های بسیار نرم تا الاستومرهای سخت و پوشش‌های محافظ را شامل می‌شود.
خواص مواد به نوع پلی‌ال، جرم مولکولی و تعداد گروه‌های عاملی بستگی دارد. از همین رو می‌توان پلی‌اورتان‌ها را برای کاربردهایی از اسفنج‌های انعطاف‌پذیر تا دریچه‌های قلب مصنوعی تنظیم کرد. در این مطلب با ترکیب شیمیایی، انواع پلی یورتان، فرآیند تولید، خواص و کاربردهای پلی‌اورتان آشنا می شوید.
فرق پلی اورتان با پلی یورتان چیست؟
اگر در مقالات صنعتی یا فروشگاه‌های رنگ و پوشش، با دو واژه‌ی پلی‌اورتان و پلی‌یورتان روبه‌رو شده‌اید، باید بدانید که هیچ تفاوتی از نظر ترکیب شیمیایی یا کاربرد بین آن‌ها وجود ندارد. هر دو اصطلاح در واقع به یک ماده یعنی Polyurethane اشاره دارند.
در زبان انگلیسی تلفظ این واژه چیزی میان پُلی‌یورِثِین و پُلی‌یورِتِین است. همین تفاوت در تلفظ باعث شده در فارسی دو شکل نوشتاری «پلی‌اورتان» و «پلی‌یورتان» رواج پیدا کند.
ترکیب شیمیایی پلی یورتان
پلی‌یورتان‌ها از واکنش‌های گرماده (اگزوترمیک) میان الکل‌هایی که دارای دو یا چند گروه هیدروکسیل فعال (-OH) در هر مولکول هستند (مانند دی‌ال‌ها، تری‌ال‌ها و پلی‌ال‌ها) با ایزوسیانات‌هایی که بیش از یک گروه ایزوسیانات فعال (-NCO) در هر مولکول دارند (مانند دی‌ایزوسیانات‌ها و پلی‌ایزوسیانات‌ها) ساخته می‌شوند.
برای مثال، یک دی‌ایزوسیانات با یک دی‌ال واکنش می‌دهد:
گروهی که در اثر واکنش بین این دو مولکول تشکیل می‌شود، «پیوند یورتانی» نام دارد. این پیوند بخش اصلی و اساسی مولکول پلی‌یورتان را تشکیل می‌دهد. ایزوسیانات‌های رایج شامل تولوئن دی ایزوسیانات (Toluene diisocyanate | TDI) و متیلن دی‌فنیل دی ایزوسیانات (Methylene diphenyl diisocyanate | MDI) هستند؛ TDI بیشتر برای فوم‌های نرم و MDI برای فوم‌های سخت، چسب‌ها و الاستومرها استفاده می‌شود.
خواص پلی یورتان
خواص فیزیکی و همچنین ساختار شیمیایی پلی‌یورتان‌ها به ساختار مواد واکنش‌دهنده اولیه، به‌ویژه گروه‌های R₁ و R₂ بستگی دارد. ویژگی‌های پلی‌ال‌ها — از جمله جرم مولکولی نسبی، تعداد گروه‌های عاملی فعال در هر مولکول، و ساختار مولکولی — بر خواص پلیمر نهایی تأثیر می‌گذارند و در نتیجه نوع کاربرد آن را تعیین می‌کنند.
تفاوت اساسی میان تولید پلی‌یورتان‌ها و دیگر پلاستیک‌ها وجود دارد. پلیمرهایی مانند پلی‌اتن (پلی‌اتیلن) و پلی‌پروپن (پلی‌پروپیلن) در کارخانه‌های شیمیایی تولید شده و به‌صورت دانه، پودر یا فیلم به فروش می‌رسند. سپس با گرم‌کردن پلیمر، شکل‌دهی آن تحت فشار، و سرد کردن، محصولات نهایی از آن‌ها ساخته می‌شود. خواص این محصولات تقریباً به‌طور کامل به ویژگی‌های پلیمر اولیه وابسته است.
اما پلی‌یورتان‌ها معمولاً مستقیماً به شکل محصول نهایی تولید می‌شوند. بخش بزرگی از پلی‌یورتان‌های تولیدشده به‌صورت بلوک‌های بزرگ فوم هستند که برای ساخت کوسن‌ها یا به‌عنوان عایق حرارتی بریده می‌شوند. واکنش شیمیایی می‌تواند درون قالب‌ها نیز انجام گیرد و در نتیجه محصولاتی مانند سپر خودرو، قاب رایانه یا پنل ساختمانی به‌دست آید. همچنین ممکن است این واکنش در حالی انجام شود که مواد واکنش‌دهنده به‌صورت مایع بر سطح یک ساختمان اسپری شده یا بر روی پارچه پوشش داده می‌شوند.
انواع پلی اورتان
فوم نرم پلی‌یورتان
فوم نرم پلی‌یورتان (Flexible Polyurethane Foam) به‌عنوان ماده‌ی نرم‌کننده و ضربه‌گیر در انواع محصولات مصرفی و تجاری از جمله در تشک‌ها، مبلمان، فضای داخلی خودرو، زیرپوش‌های فرش و بسته‌بندی استفاده می‌شود. فوم نرم می‌تواند در تقریباً هر شکل و با هر میزان سفتی تولید شود. این فوم سبک، بادوام، حمایت‌کننده و راحت است. فوم پلی‌یورتان نرم عمدتاً در صنایع تشک‌سازی، مبلمان و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فوم سخت پلی‌یورتان
فوم سخت پلی‌یورتان (Rigid Polyurethane Foam) و پلی‌ایزوسیانورات (Polyiso) یکی از محبوب‌ترین، کارآمدترین و چندمنظوره‌ترین عایق‌های جهان را ایجاد می‌کنند. این فوم‌ها می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی هزینه‌های انرژی را کاهش دهند و در عین حال کارایی و راحتی ساختمان‌های مسکونی و تجاری را افزایش دهند.
روکش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها
استفاده از پلی‌یورتان‌ها در بازار روکش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها (CASE) طیف وسیع و روزافزونی از کاربردها و مزایا را ارائه می‌دهد.
- روکش‌های پلی‌یورتان می‌توانند ظاهر محصول را بهبود بخشیده و طول عمر آن را افزایش دهند.
- چسب‌های پلی‌یورتان مزایای چسبندگی قوی ارائه می‌کنند.
- درزگیرهای پلی‌یورتان باعث ایجاد مهر و موم محکم‌تر می‌شوند.
- الاستومرهای پلی‌یورتان می‌توانند تقریباً به هر شکل قالب‌گیری شوند، سبک‌تر از فلز هستند، قابلیت بازیابی تنش بالایی دارند و در برابر بسیاری از عوامل محیطی مقاوم‌اند.
پلی اورتان ترموپلاستیک
پلی‌یورتان ترموپلاستیک (Thermoplastic Polyurethane | TPU) ماده‌ای کشسان، انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر سایش، ضربه و شرایط جوی است. این ماده کاملاً ترموپلاستیک بوده و قابلیت شکل‌دهی با روش‌های مختلفی مانند تزریق، اکستروژن و قالب‌گیری را دارد. TPU را می‌توان رنگ‌آمیزی و به‌صورت‌های گوناگون فرآوری کرد و به دلیل ترکیب منحصربه‌فرد خواص فیزیکی، در صنایع ساختمان، خودروسازی و تولید کفش کاربرد فراوان دارد.
قالب‌گیری تزریقی واکنشی
در روش قالب‌گیری تزریقی واکنشی (Reaction Injection Molding | RIM) از پلی‌یورتان برای تولید قطعاتی مانند سپر خودرو، قاب تجهیزات الکتریکی و بدنه وسایل الکترونیکی استفاده می‌شود. RIM امکان ساخت قطعات سبک، مقاوم و با اشکال پیچیده را فراهم می‌کند و مزایایی مانند عایق حرارتی، پایداری ابعادی و مقاومت در برابر حرارت دارد.
چسب پلی یورتان
چسباننده‌های پلی‌یورتانی برای اتصال ذرات و الیاف در تولید صفحات چوبی فشرده، کف‌پوش‌های لاستیکی و قالب‌های ماسه‌ای به کار می‌روند. مهم‌ترین کاربرد آن‌ها در ساخت تخته (Oriented Strand Board | OSB) و زیرلایه‌های فومی فرش است.
رزین پلی یورتان پایه آب
پوشش‌ها و چسب‌های پلی‌یورتانی پایه آبی از آب به‌عنوان حلال استفاده می‌کنند و به دلیل کاهش ترکیبات آلی فرّار (VOCs)، جایگزینی دوستدار محیط‌زیست در صنایع مختلف محسوب می‌شوند.
فرآیند تولید پلی یورتان
از آنجا که پلی‌یورتان‌ها از واکنش میان یک ایزوسیانات و یک پلی‌ال به‌دست می‌آیند، فرایند تولید آن‌ها به سه بخش اصلی تقسیم می‌شود:
- تولید ایزوسیانات‌ها
- تولید پلی‌ال‌ها
- تولید پلی‌یورتان‌ها
کاربردهای پلی یورتان در صنایع مختلف
هیچ نوع پلاستیکی به اندازه پلی‌یورتان قابلیت تولید در اندازه و ویژگی‌های دلخواه را ندارد. فوم‌های پلی‌یورتان می‌توانند نرم یا سخت باشند و در برابر سرما مقاوم یا با پوست انسان سازگار باشند. تمام این ویژگی‌ها به نحوه ترکیب پلی‌یورتان بستگی دارد. ترکیب کنترل خواص پلیمر و تنظیم چگالی باعث می‌شود که دامنه بسیار گسترده‌ای از مواد مختلف به‌وجود آید، به‌طوری‌که پلی‌یورتان‌ها در کاربردهای گوناگون و متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برخی از مهم‌ترین دلایل انتخاب پلی‌یورتان‌ها مطابق با آنچه در جدول ۱ نشان داده شده، عبارت‌اند از:
| کاربرد | دلایل استفاده |
| مبلمان، پشتی‌ها و کوسن‌ها | چگالی پایین، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر خستگی |
| زیره کفش | انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر سایش، استحکام، دوام بالا |
| ساندویچ پانل | عایق حرارتی، استحکام، طول عمر زیاد |
| کاربردهای پزشکی | انعطاف‌پذیری و پایداری زیستی |
| تجهیزات الکتریکی | عایق الکتریکی، سختی و مقاومت در برابر روغن‌ها |
پلی‌یورتان‌ها می‌توانند در هر چگالی، مثلاً بین ۱۰ تا ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، به صورت ماده‌ای سخت یا لاستیکی باشند. دامنه گسترده‌ای از خواص که در اختیار طراحان و تولیدکنندگان قرار دارد، نشان‌دهنده تنوع بسیار زیاد پلی‌یورتان‌هاست، و این موضوع در کاربردهای فراوان و بسیار متنوع آن‌ها به‌خوبی دیده می‌شود.
