فوم پاششی پلی یورتان (polyurethane spray foam) چیست؟ [توضیحات کامل]

فوم پاششی پلی یورتان یک نوع عایق بسیار سبک و بهینه است، که به عنوان عایق حرارتی، عایق رطوبتی و عایق صوتی در ساختمان سازی، صنایع گوناگون، سالن های دام و طیور و سالن های پرورش قارچ استفاده می شود.

این عایق در ابتدا به صورت مایع می باشد و پس از پاشش در محل موردنظر به شکل فوم جامد در می آید.

به همین دلیل به آن عایق فوم پاششی می گویند. در واقع فوم پاششی یکی از شکل های عایق پلی یورتان و به عبارت بهتر، پرکابردترین نوع عایق پلی یورتان است.

شکل های دیگر شامل فوم تزریقی پلی یورتان در صنایع سردخانه ای، نفت و گاز و پتروشیمی بیشتر به کار می رود.

فوم های پیش ساخته پلی یورتان مانند انواع شیت ها، بلوک ها و ساندویچ پانل ها در انواع سردخانه ها، کانکس ها و سازه های پیش ساخته و صنایع حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند.

تاریخچه فوم پاششی پلی یورتان

پلی یورتان در سال 1937 میلادی اختراع شد. دانشمندی آلمانی به نام اتّو بایر (Otto Bayer) هنگام انجام آزمایش های شیمی در آزمایشگاه فاربن در شهر لورکوزن، به ترکیب عجیبی رسید که نام آن را پلی یورتان گذاشت. مادۀ اختراعی جدید او به سرعت توسط صنایع هوایی به کار گرفته شد و در طول جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزینی برای لاستیک، مورد استقبال فراوانی قرار گرفت. سپس در سال 1948 میلادی، کاربرد آن در عایق بندی، توجه دنیای غرب را به خود جلب کرد و به این ترتیب استفاده از عایق پلی یورتان رواج یافت.

با این حال تا آغاز دهۀ 60 میلادی، استفاده از این عایق برای خانه ها رایج نشده بود. در سال 1953 میلادی، والتر باومن (Walter Baughman) ماشین مخلوط کنی ابداع کرد که تولید فوم پلی یورتان را به منظور عایق بندی خانه ها ممکن ساخت. آنچه در ماشین او تولید می شد، نوعی پلاستیک الاستومری مایع بود که انبساط پیدا می کرد و پس از خشک شدن به شکل یک فوم نازک و سخت در می آمد.
سپس در سال 1963 شخصی به نام فرد گاسمر (Fred Gusmer) دستگاه پاشش فوم را ساخت و بلافاصله آن را به صنعت عایق بندی معرفی کرد. با کمک این دستگاه و پیشرفت هایی که در آن حاصل شد، طی یک دهه بعد و به ویژه هنگام بحران سوخت 1973 میلادی و ادامۀ آن در 1979، استفاده از عایق پاششی برای بهینه سازی مصرف انرژی، به شدت مورد تشویق و حمایت جهان صنعتی غرب قرار گرفت. در طول سال های بعدی، توسعۀ نازل اسپری، سبب گسترش عایق فوم پاششی پلی یورتان در ساختمان سازی و به ویژه خانه ها شد. به این ترتیب، دو مایع سازندۀ فوم، می توانستند به طور جداگانه به محل مورد نظر آورده شوند و دقیقاً قبل از پاشش یا اسپری ترکیب شوند. به این ترتیب در دهه 1980 و 1990 میلادی، استفاده از فوم پاششی پلی یورتان کاملاً رواج یافته بود و از آن زمان تاکنون، به عنوان بهترین و باصرفه ترین عایق روز به روز بیشتر در صنایع گوناگون و ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

فوم پاششی ‌پلی یورتان چیست؟

همراه با پیشرفت تکنولوژی، در صنعت ساختمان‌ سازی نیز تغییراتی ایجاد شده که یکی از این تغییرات، پیدایش عایق های ساختمانی جدید است؛ این عایق‌ها وزن کمتر اما مقاومت بیشتری دارند. استفاده از عایق‌های فوق باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی، و در کنار آن منجر به افزایش و بهبود آسایش ساکنین ‌می‌شود. فوم پاششی ‌پلی یورتان در زمرۀ بهترین و پیشرفته ترین این عایق ها به شمار می رود که به ‌واسطۀ ساختار سلولی خاص و داشتن انسجام و یکپارچگی توانسته به یکی از برترین عایق‌ها تبدیل شود. در این نوشتار با فوم پاششی پلی یورتان آشنا خواهید شد. پس از شما دعوت می کنیم تا انتهای نوشتار با ما همراه باشید.

 فوم پاششی ‌پلی یورتان پلیمری ارگانیک، سبک و پایدار است که از ترکیب دو نوع مایع ایزوسیانات و پلی یول تشکیل می شود و به سبب شیوۀ اجرا یعنی پاشش (اسپری) فوم مایع در محل مورد نظر به فوم یا عایق پاششی پلی یورتان شهرت یافته است. ایزوسیانات دسته ای از ترکیبات آلی با فرمول عمومی N=C=O- است. ترکیباتی که شامل دو گروه عاملی ایزوسیانات هستند، به دی ایزوسیانات معروفند. این مواد در واکنش با پلی یول ها، دسته ای از پلیمرها به نام پلی یورتان را می سازند. پلی یول ها زنجیری پلیمری است که دارای دو یا چند گروه هیدروکسیل (OH) می باشند. در تولید پلی یورتان معمولاً از دو نوع پلی یول پلی استری و پلی یول پلی اتری استفاده می شود. هر یک از این دو، تعیین کنندۀ خواص نهایی پلی یورتان هستند. ویژگی های منحصر بفرد فوم پاششی پلی یورتان باعث شده که دارای مزایای بسیار و قابلیت های کاربردی گسترده در انواع صنایع و فضاهای مختلف داخلی و بیرونی باشد.
لازم  به ذکر است که از واکنش پلی یول ها با ایزوسیانات ها به تنهایی فوم مطلوبی حاصل نمی گردد. بدین منظور به پلی یول موادی چون افزاینده های زنجیرۀ کاتالیست ها سورفکتانت ها، آب یا عوامل پف زا (Blowing agents) و کندسوز کننده ها (Flame retardants) نیز افزوده می گردد.

ببینید: ویدئو آزمایش ترکیب مواد فوم پلی یورتان

انواع فوم ‌پلی یورتان پاششی

عایق پاششی سلول بسته

ساختار سلولی عایق پاششی سلول بسته به شکلی است که چگالی (دانسیته) بیشتری دارد و پس از پاشش در محل مورد نظر، ظرف چند ثانیه 20 تا 30 برابر افزایش حجم پیدا می کند و به عنوان عایق حرارتی- رطوبتی سبب کاهش نفوذ هوا و رطوبت می شود. در واقع، فوم پاششی سلول بسته ضمن داشتن ضریب مقاومت حرارتی (R-value) بالا و نیز توانایی زیاد برای حفظ سرما در یخچال ها و صنایع برودتی، به صورت عایق آب در استخرها و فضاهای در معرض رطوبت هم مورد استفاده قرار می گیرد. این فوم بر اساس شرایط اقلیمی ‌از ضخامت 5 به بالا و با دانسیته 35 تا 40 در سقف، دیوار و کف قابل اجرا است. 

برشی از بافت فوم سلول بسته
 

برشی از بافت فوم سلول باز
 

عایق فوم پاششی سلول باز

ساختار سلولی فوم پاششی سلول باز سبب شده که فاصلۀ میان سلول ها با هوای اتمسفر، مانند یک اسفنج، پر شود و دارای باکس های هوا باشد و در نتیجه به عنوان یک جاذب صوتی قوی در آکوستیک و عایق سازی صوتی به کار رود. فوم پاششی سلول باز با توجه به ماهیت متخلخل آن، سد آب نیست و مانع نفوذ بخار آب (رطوبت) نمی شود و به عنوان یک عایق حرارتی صوتی عمل می کند. این فوم چگالی کمتری دارد و پس از پاشش بلافاصله به میزان 50 برابر افزایش حجم پیدا می کند و در میان دیوار، گچ برگ ها و صفحات سیمانی استفاده می شود.

روش اجرای فوم پاششی پلی یورتان

برای اجرای فوم پاششی پلی یورتان ابتدا دو مایع ایزوسیانات و پلی یول در تفنگ مخلوط سازی دستگاه مربوطه تحت فشار و حرارت با هم ادغام شده و پس از پاشش، حجم این مایع ترکیبی ظرف چند ثانیه افزایش پیدا می کند و به شکل فوم فشرده، منسجم و یکپارچه ای به ضخامت دلخواه (وابسته به میزان ماده پلی یورتان پاشیده شده) در می آید.
میزان چگالی و فشار هنگام پاشش مایع فوم قابل تنظیم است و همانطور که پیش تر توضیح دادیم، هرچه چگالی کمتر باشد، درصد سلول های باز بیشتر خواهد بود و برعکس. همین روش اجرا و سرعت بالای شکل گیری باعث شده تا علاوه بر اینکه فوم عایق دچار ترک نشود، تا زمان خشک شدن نیز، تغییر شکلی در آن به وجود نیاید. با این حال اگر پس از خشک شدن، اضافاتی از فوم باقی مانده باشد، به راحتی می توان این اضافات را از سطح برش داد و عایقی یکدست ایجاد کرد.

اجرای فوم پاششی روی پشت بام

لازم به ذکر است که ترکیب دو مایع ایزوسیانات و پلی یول و هم چنین پاشش فوم باید توسط یک فرد متخصص و دارای دانش و تجربه و با به کار بردن تجهیزات ایمنی انجام گیرد زیرا در صورتی که این کار به طور صحیح انجام نشود، ضمن آسیب رساندن به کیفیت فوم تولید شده و ایجاد واکنش گرمایی زایی و سوخته شدن فوم در اثر گرمای بیش از حد، و نیز ضعیف شدن و ناپایداری فوم و کاهش قدرت چسبندگی آن، گازی سمی متصاعد می شود که برای سلامتی انسان بسیار مضر است و حتی ممکن است در افراد با ریه های حساس سبب ابتلا به آسم شود.

 اجرای فوم پاششی پلی یورتان در انبار پتروشیمی

    اجرای  فوم پاششی پلی یورتان برای عایق بندی مخازن بزرگ

ویژگی‌های فوم پاششی ‌پلی یورتان

برخی از رایج ‌ترین و شناخته‌ شده‌ ترین ویژگی‌های فوم پاششی پلی یورتان عبارتند از:

• داشتن استاندارد انجمن مواد و آزمون آمریکا ASTM
• سهولت و سرعت اجرای بسیار بالا
• امکان دسترسی به نقاط کور ساختمان مانند داکت‌ها، اتصالات، تأسیسات، سقف و لوله‌ها
• عدم نفوذپذیری در برابر آب و رطوبت
• مقاومت در برابر محدودۀ دمایی 110 تا 50- درجه سانتی‌گراد
• داشتن قابلیت شستشو
• دوام و عمر طولانی
• قابلیت سبک‌سازی سازه
• قابلیت چسبندگی بالا بدون نیاز به چسب، پیچ یا جوشکاری
• داشتن گرید B2 با قابلیت خود خاموش‌ شونده

کاربردهای عایق پاششی ‌پلی یورتان

فوم پاششی ‌پلی یورتان، به تفکیک عایق صوت و عایق حرارت و رطوبت، در موارد مختلفی کاربرد دارد.
برخی از کاربردهای فوم پاششی پلی یورتان:

• صنعت ساختمان‌سازی
• صنعت گاز و نفت و پتروشیمی
• صنایع آب و فاضلاب
• صنایع حمل و نقل
• صنعت یخچال‌سازی و سردخانه‌ها
• صنایع دام و طیور و مرغداری
• سالنهای پرورش قارچ

اجرای فوم پاششی پلی یورتان روی سازه های چوبی

مزایای استفاده از فوم پاششی ‌پلی یورتان

اجرای فوم پاششی ‌پلی یورتان در ساختمان‌ها و صنایع مزایای زیادی به همراه دارد. از آنجا ‌که عایق‌ کاری با ورق‌ها و پنل‌های آماده منجر به عدم یکپارچگی به‌ واسطه ایجاد درز و شکاف روی سطوح و در نتیجه بروز پل حرارتی و صوتی می شد، استفاده از فوم پاششی ‌پلی یورتان رواج پیدا کرد. در واقع، به کارگیری عایق پلی یورتان به روش پاششی از بروز خطاهای احتمالی برخلاف روش نصب، جلوگیری ‌می‌کند. به‌ عبارت بهتر، با استفاده از فوم پاششی ‌پلی یورتان در عایق ‌بندی، مادۀ ‌پلی یورتان به شکل مایع روی سطوح موردنظر پاشیده شده و دقیقاً همانند رنگ، تما‌می ‌سطوح را در بر می‌گیرد. پس از آن تنها با گذشت 3 تا 5 ثانیه، این فوم به شکل سطح در آمده و هیچ درز و شکافی باقی نخواهد گذاشت. به این ترتیب سطحی کاملاً یکپارچه از عایق خواهید داشت.

از طرفی، فوم پاششی ‌پلی یورتان کمترین ضریب انتقال حرارت ( 0.025) را دارد و در مقایسه با سایر عایق‌ها دارای بیشترین ضریب مقاومت حرارتی ‌است. استفاده از این فوم باعث کاهش قابل ‌توجه میزان اتلاف دمای داخل و خارج ساختمان خواهد شد. در این ‌صورت مصرف سوخت و انرژی نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

فوم پاششی پلی یورتان وزن کمی‌ داشته اما در مقابل، دوام بالایی دارد و ‌می‌تواند سالیان طولانی ماندگار باشد.

این فوم در طراحی، انعطاف داشته و همچنین زیبایی ظاهری سازه را نیز حفظ ‌می‌کند.

فوم ‌پلی یورتان به طبیعت آسیبی وارد نخواهد کرد و هیچگونه ترکیبات فرار یا سرطان‌زا نیز ندارد.

استفاده از فوم پاششی ‌پلی یورتان منجر به کاهش هزینه های انرژی و صرفه‌جویی در آن می‌شود؛ تا جایی ‌که ‌می‌تواند 50 درصد، ایده‌آل‌تر از عایق‌های سنتی، پاشش‌دهی درزها را انجام دهد؛ در نتیجه، ساختمان نیز در برابر فرسایش و رطوبت در امان خواهد ماند. امروزه، از این فوم در سالن‌های بزرگ استفاد‌ه‌های بسیاری ‌می‌شود؛ زیرا علاوه ‌بر حفظ دمای سالن ‌می‌تواند در کنترل رطوبت و کاهش آلودگی‌های صوتی نیز مؤثر باشد.

با استفاده از فوم پاششی ‌پلی یورتان سرعت کار در عایق ‌کاری ساختمان بیشتر می شود و در کنار آن استحکام سازه نیز افزایش خواهد یافت.

بازیافت فوم پاششی

فوم پاششی پلی یورتان به عنوان یک پلیمر در برابر تجزیۀ فیزیکی و شیمیایی طبیعت، از خود مقاومت نشان می دهد و به دلیل وجود هوای موجود در سلول های فوم، می تواند اکسیژن لازم برای آتش سوزی در محل های دفن را فراهم آورد و در این آتش سوزی، بخارهایی سمی از آن متصاعد شود که برای محیط زیست و ساکنان پیرامون خطرناک است. از همین رو، سال هاست که پژوهشگران در تلاش برای کاهش دفن ضایعات فوم و جایگزینی روش بازیافت هستند. از آنجا که این فوم در مقابل تخریب بیولوژیکی حساس است، خوشبختانه می شود آن را بازیافت کرد و برای این کار از دو روش مکانیکی و شیمیایی استفاده می کنند که البته هر یک از این دو روش به شیوه های گوناگونی اجرا می شود. محصول به دست آمده از دو روش مذکور را یا به شکل یک محصول جدید و یا مواد اولیه برای تولید مجدد، دوباره به چرخۀ مصرف باز می گردانند و به شکل های مختلفی مانند کفپوش ورزشی، لایۀ زیرین فرش، مبلمان سازی، تجهیزات کامپیوتر، عایق صوتی، ساندویچ پانل، درب پانل و ... مورد استفاده قرار می دهند. به این ترتیب بازیابی ضایعات فوم به هر دو روش، ضمن اثرات مثبت زیست محیطی، سود اقتصادی و صرفه جویی مالی نیز به دنبال دارد.

در این نوشتار با فوم پاششی پلی یورتان آشنا شدید و همچنین کاربردهای این فوم و موارد استفاده از آن را نیز مطالعه کردید. به علاوه مزایای استفاده از فوم پلی یورتان را خواندید و متوجه شدید که چرا استفاده از این فوم پاششی بسیار رایج شده است. از اینکه تا انتهای این نوشته با ما همراه بودید، متشکریم.

شما می توانید از طریق شماره های زیر با شرکت نبوغ بهینه گستر که دارای پشتوانۀ سال ها تجربه در زمینۀ تأمین و اجرای انواع عایق های پلی یورتان می باشد، جهت مشاوره رایگان در زمینۀ قیمت عایق فوم پاششی پلی یورتان، خرید و اجرای آن تماس حاصل فرمایید. کارشناسان ما بهترین و باصرف ترین راهکار را به شما ارائه می دهند.

تلفن همراه: - 09120043544 - 09120048544