Polyurethane (PU,PUR)

Polyisocyanate 와 polyalcohol(polyol)의 반응에 의하여 만들어지는 우레탄 결합의 폴리머. 폴리우레탄이 가지는 뛰어난 성능(탄성, 내마모성, 가공성)으로 인해 산업 및 소비재로 다양하게 사용되고 있는데, 폴리우레탄의 종류에 따라 그 물성이 차이가 있음으로 용도에 맞는 제품의 선택이 중요하다.

폴리우레탄의 특성

우레탄의 종류 및 경도에 따라 다양한 특징들이 있는데 주로 내마모 특성 이외 다음과 같은 특징이 있다,

  매우 다양한 경도변화 : Shore OO 10~ Shore D 85(내마모Shore A40~Shore D75)

  충격, 마찰, 절단, 짖김에 탁월하다

  마찰 마모에서 스틸에 비해 월등이 높다(최고 10배)

  마찰 마모에서 고무에 비해 높다(최고4배)

  탁월한 유연성 및 형상 기억(반발 회복)

  흡음 진동흡수에 탁월

  폭넓은 사용온도(-30℃~+90℃)

  UV 안정재 필요

  종류에 따라 내가수분해성 차이

  탁월한 탄성(650%)

  뛰어난 성형성 및 색 표현

폴리우레탄의 종류 : 결합되는 이소시아네이트와 폴리올의 종류에 따라~

Isocyanate : MDI, TODI, PPDI,

   MDI(diphenylmethane diisocyanate) : TPU 등에 가장 많이 사용됨, 친환경성

   TODI(dimethylbiphenyl diisocyanate) : 뛰어난 열적 안정성(107℃), 압축강도

   PPDI(para-phenylene diisocyanate) : 뛰어난 동적 안정성, 유연함, 높은 내열성(135℃)

Polyol : Polyester, Polyether

    Polyester : 가장 많이 사용되는 PU로 내마모성, 짖김강도, 유연성, 내유성, 내열성, 탄

                성 뛰어나나, 물에 의하여 가수분해 되는 단점이 있다

                특히 열과 수분이 동시에 접촉될시 특히 취약하며 항미생물성은 없음.

                이를 보완하기 위해 polyesther Polyol의 일종인 Polycaprolactone

                polyol을 사용하여 내가수분해성을 더한다.

    Polyether : PPG(propylene glycol), PTMEG(tetramethylene glycol) PEG(ethylene glycol) Polyester에 비해 내가수분해성 및 저온특성이 뛰어남

                오일 솔벤트 등에 약하며 열안전성(장시간의 열에 노출)이 모자람

                PPG 물리적 특성(내마모성 등)이 약함

                PTMEG(Shore A80이상에서) 물리적 특성 Polyester와 비슷, 동적부품 적격

폴리우레탄제품 형태

고무 : 다양 경도의 성형 및 압출제품, 패킹, 롤러, 손잡이, 신발바닥

발포폼 : 건물 조립판낼 단열재, 가전제품(냉장고등) 단열충진재

발포 스폰지 : 쿠션재, 마이크로셀폼(화장용 스폰지, 크리닝폴러), 메모리폼, 필터, 방음

코팅 : Outdoor원단 표면코팅, 장갑 미끄럼 방지 코팅

기타 : 인조가죽(레자-가죽leather의 일본식 표기), 스판덱스

TPU : 내마모성 PU hose, O-ring, Timing Belt

◉ 이 중 산업용으로 가장 많이 사용되는 형태는 폴리우레탄 봉, 튜브, 판재 등으로 사용되는 PU로, 투명한 노란색에서 진한 노란색으로 경도 Shore A 90(±5)제품이다. 열접착이 가능한 TPU와는 달리 열에 의한 접착이 되지 않고 고경도의 경우 범용 가공기계를 통한 가공이 가능하다.

◉ 내마모성이 필요한 고속 휠, 롤러 등에 사용되는 PU의 경우 신중한 재료선택이 필요하다. 내환경성 마모 내열성등 성능이 차별화된 재료와 성형기술이 결합되어 고성능 제품이 완성된다. 가장 대표적 제품으로 불코란을 들 수 있는데 이외에도 Maker별 high-grade 제품이 있다.