Polyurethane là gì? Đặc điểm, ứng dụng, công thức của polyurethane

Polyurethane là một chất đã có từ rất lâu đời và được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong đó có cả Việt Nam. Vậy, polyurethane là gì? Chất liệu này được sử dụng như thế nào trong cuộc sống hàng ngày? Hãy cùng Natoli tìm hiểu trong bài viết dưới đây. 

Polyurethane là gì?

Polyurethane (Pu) là chất liệu polyme cao phân tử được tạo nên từ nhiều hợp chất khác nhau như polyol, chất tạo bọt, isocyanate, chất xúc tác,... Những hợp chất này được trộn với nhau bằng máy phun áp suất cao chuyên dụng để tạo ra bọt siêu nhẹ, không mùi, có màu trắng ngà, xanh lam và đỏ tùy thuộc vào biến tính của từng loại sản phẩm. 

Da polyurethane là gì ?

Da polyurethane (viết tắt: da PU) là chất liệu được tạo ra từ da split được phủ một lớp polyurethane và dập nổi trên bề mặt. Da PU còn được gọi là chất liệu giả da vì chúng được dùng để thay thế cho da thật.

Da polyurethane

Sơn polyurethane là gì ?

Sơn polyurethane còn được gọi là sơn PU. Đây là loại sơn có 2 thành phần gốc polyurethane. Sơn có độ bền cao, có khả năng chịu nhiệt tốt, thích nghi được với mọi điều kiện thời tiết vì thế mà chúng được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của con người.

Sơn polyurethane

Nhựa polyurethane là gì ?

Nhựa polyurethane hay nhựa PU là một loại vật liệu làm từ nhựa tổng hợp, có khả năng đàn hồi rất tốt và giống như cao su. Do đó mà nó còn được gọi là cao su nhân tạo. Nhựa PU có nguồn gốc từ nguyên liệu chính là tiền polymer và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Nhựa polyurethane

Vải polyurethane là gì ?

Vải polyurethane là loại vải được tổng hợp từ một hoặc nhiều lớp nhựa polymer được nối với nhau bằng liên kết urethane và lớp lót bằng vải dệt hoặc không dệt như cotton, nylon, da thật hoặc polyester.

Vải polyurethane

Nguồn gốc và lịch sử ra đời của chất liệu pu

Nguồn gốc chất liệu polyurethane được bắt nguồn từ TRUNG QUỐC. Vào năm 1400 người ta sử dụng da polyurethane để có được phiếu sáp, được chấp nhận là sản phẩm của da nhân tạo đầu tiên.

Năm 1900 tại Ý khi đó nhựa PU được phát triển bởi Tiến sĩ Otto Bayer vào năm 1937 tại Phòng thí nghiệm IG Farben, một chi nhánh của Bayer Corporation, tại Leverkusen, Đức.

Tiếp đó, Người Đức H. Staudinger đã phác thảo luận án của mình và đã chứng minh thực nghiệm. Da giả PU đã được sản xuất tại Hoa kỳ vào những năm 1940.

Trong chiến tranh thế giới thứ 2 người ta sử dụng da Pu để sản xuất hàng may mặc chống sặc khí, lớp phủ chống ăn mòn hóa học để bảo vệ kim loại, gỗ và vũ khí.

Đến khoảng năm 1960 bắt đầu vải phủ bằng nhựa. Được sản xuất cho đệm oto và ghế ngồi, đồ gia dụng, ứng dụng cho thời trang đồ da, phát triển cùng với ngành công nghiệp da thật.

Công thức hoá học của polyurethane

Polyurethane có cấu trúc phân tử được chia thành các phân đoạn cứng và mềm. Thành phần diisocyanate chịu trách nhiệm hình thành các phân đoạn cứng.

Thành phần polyol chịu trách nhiệm hình thành các phân đoạn mềm. Pha cứng được hình thành bởi các liên kết hydro nối các phân đoạn cứng. Mạch chính thẳng, không có nhánh và được kết hợp chặt chẽ với nhau mà không trượt lên nhau, làm cho polyurethane có môđun đàn hồi cao.

Công thức hoá học của polyurethane

Đặc trưng của chất polyurethane

- Do có khả năng chống mài mòn cao nên PU thường xuyên được sử dụng làm vật liệu phủ cho các bề mặt bên ngoài để bảo vệ các vật dụng. Khả năng chống mài mòn của Pu vượt trội hơn so với một số loại cao su cao phân tử và thậm chí cả kim loại.

- Không bị bám dầu mỡ hay chất béo, dung môi hữu cơ trên bề mặt.

- Bởi vì PU có khả năng chịu áp lực cao hơn đáng kể so với cao su thông thường, vì thế mà PU là một trong những vật liệu tốt nhất để làm bánh xe tải lớn, khớp nối, tấm chống va chạm, v.v.

- Các sản phẩm làm có thành phần polyurethane khó bị rách khi sử dụng và có thể chịu được lực kéo 500-100 lbs / inch, cao hơn nhiều so với các loại cao su khác.

- PU sở hữu khả năng chống lại các tác động từ môi trường như oxy hóa, tia UV, ozone và một số điều kiện thời tiết thường xuyên

- Do đặc tính cách điện cao, nên polyurethane thường được sử dụng làm lớp phủ dây và cáp.

- Có tính linh hoạt, khả năng chống nước và chống va đập tuyệt vời.

Vải polyurethane

Ưu điểm của da polyurethane

- Trọng lượng nhẹ: Da PU nhẹ hơn nhiều so với da thật, rất phù hợp cho việc sản xuất thời trang công nghiệp, đặc biệt là quần áo và phụ kiện.

- Bề mặt mịn, sáng bóng: Da thật có độ mịn và lì tự nhiên, đây cũng vừa là một ưu điểm vừa là một nhược điểm vì người tiêu dùng hiện nay đều thích các sản phẩm có độ bóng. Nên da thật không thể đáp ứng được, trong khi đó da Pu lại ngược lại. Chúng giúp các sản phẩm trong như da thật nhưng có bề mặt sáng và bóng hơn. 

- Giá thành rẻ: một chất liệu công nghiệp được sản xuất hàng loạt sẽ ít tốn kém hơn da thật. Do đó, các sản phẩm làm từ da PU có giá thành thấp hơn da thật nhưng hiệu quả mang lại thì không hề kém.

- Dễ lau chùi: Bề mặt da polyurethane không thấm nước nhanh như da thật, nếu bị dính đất, bụi bẩn thì có thể lau tương đối dễ dàng.

Ưu điểm của da polyurethane

Nhược điểm của da polyurethane

- Mỏng hơn: Do được tách và xé từ các tấm da nguyên miếng nên da PU có độ dày nhất định. Đây là điểm khác biệt giữa các loại trang phục làm từ chất liệu da thật và da PU; áo khoác da thật chắc chắn sẽ ấm hơn.

- Mùi hóa chất: Hầu hết các tấm da PU đều có mùi hóa chất nồng nặc sau khi trải qua nhiều công đoạn sản xuất. Sau một thời gian, mùi hóa chất sẽ biến mất.

- Vân da không tự nhiên: Vì da PU được tạo ra bằng máy dập, nên các vân da của nó thiếu tự nhiên của da thật.

- Bí bách: Việc sử dụng da PU cho những vật dụng như giày dép hay quần áo sẽ khiến người mặc cảm thấy bí bách hơn so với sử dụng da thật. Vì da thật có lỗ chân lông thông thoáng còn da PU thì không.

Quy trình sản xuất polyurethane

Có hai quy trình để sản xuất polyurethane là quy trình ướt và quy trình khô. 

Quy trình PU ướt

Quy trình sản xuất này bao gồm các công đoạn sau:

+ Phủ một lớp nhựa đông tụ lên trên tấm vải. 

+ Sau đó, quét một lớp keo dính và phủ thêm một lớp PU hoặc sơn phủ sẽ được tô điểm với nhiều màu sắc và kiểu dáng. 

Đây là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất các sản phẩm phủ PU hiện nay. Với phương pháp này, có thể sử dụng trên hầu hết các loại nhựa. 

Quy trình PU khô

- Thay vì phủ lên vải bằng nhựa đông tụ như trong quy trình ướt, thì quy trình khô phủ thẳng một lớp nhựa đông tụ lên mặt sau của vải. 

- Nếu so sánh với quy trình ướt, phản ứng hóa học trong quy trình khô tạo ra kết quả tốt hơn với độ bền và hiệu suất cao hơn, cũng như tiết kiệm 25% năng lượng. 

- Tuy nhiên, để thực hiện quy trình này, phải chọn nhựa chất lượng cao đã qua xử lý trong môi trường sản xuất sạch.

Phân loại Polyurethane

Polyurethane được chia làm 4 loại nhờ vào tỷ lệ thành phần các nguyên tố tạo nên polyurethane: Polycarbonate,  Polyether,  Polyether và Thermoplastic polyurethanes

- Polycarbonate (PC): Đây là vật liệu có thể tồn tại trước những ảnh hưởng đáng kể từ môi trường và tự nhiên. Do có độ bền lớn và khả năng chống lại ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm nên vật liệu này thường được sử dụng trong giao thông.

- Polyether (PET): Polyether là một loại nhựa dẻo có khả năng chịu nhiệt và độ ẩm mạnh, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại.

-  Polyether (PES): Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong sản xuất quần áo chống thấm và chống ẩm.

- TPUs (Thermoplastic polyurethanes): Hợp chất có khả năng chịu nhiệt và tính linh hoạt cao nên được sử dụng rộng rãi trong kiến ​​trúc. Thông thường, nó sẽ được làm vật liệu bảo vệ ngôi nhà như tường và mái.

Phân biệt da thật và da polyurethane giả

Nhiều người rất khó phân biệt giữa hai loại da này vì da PU có bề ngoài khá giống da thật. Để nhận biết da thật và da polyurethane giả có thể dựa trên các yếu tố sau:

- Tính đàn hồi: Da thật có độ đàn hồi cao. Còn da PU thì ngược lại. Nếu da bị trầy xước khi kéo căng, vặn, ấn mạnh hoặc cào nhẹ thì đó là da PU.

- Mùi hương: Da PU có mùi hóa chất do trải qua quá trình sản xuất công phu. Còn da thật sẽ có mùi ngai ngái khó chịu. 

- Kiểm tra bằng lửa: Da PU không thể chịu được nhiệt độ cao. Nếu để trong môi trường nóng trong thời gian dài, da sẽ bị biến dạng. Nếu dùng lửa đốt da sẽ cháy và vón cục như ni lông.

- Thấm nước: Vì da thật vốn có lỗ chân lông nên hút nước khá tốt. Bạn nhỏ 1-2 giọt nước lên da và chạm nhẹ sẽ thấy nước thấm hết vào da. Đấy là da thật. Nếu nó không thấm nước, nó được làm bằng da PU.

Da thật và da polyurethane

Ứng dụng của polyurethane

Polyurethane được sử dụng trong nhiều lĩnh vực và doanh nghiệp, tùy thuộc vào các đặc tính được kết hợp trong quá trình sản xuất. Ví dụ như cách âm, cách nhiệt, nội thất, may mặc, giày dép,..

Polyurethane Cách nhiệt và cách âm

Do có khả năng chống ồn mạnh nên polyurethane thường xuyên được sử dụng để sản xuất tấm vách cách âm cho những vị trí có yêu cầu về độ âm cao, mang lại hiệu quả kinh tế cho người sử dụng.

Ngoài khả năng cách âm, polyurethane còn có thể cách nhiệt vì thế mà trong ngành xây dựng, tấm Panel PU rất được ưa chuộng. Với tác dụng cách nhiệt tuyệt vời, Panel PU sẽ giúp bảo vệ công trình khỏi những tác hại của thời tiết như mưa, nắng gay gắt, mưa bão….

Không những vậy, sản phẩm này còn có thể cách nhiệt, chống truyền nhiệt ra bên ngoài. Do đó, khi sử dụng Tấm PU cho các công trình, lượng điện năng tiêu thụ từ thiết bị làm mát giảm đến 30%, giúp giảm chi phí sinh hoạt.

Polyurethane trong Nội thất

Khi polyurethane được chuyển thành da PU, lớp da được sử dụng cho các mục đích thiết kế nội thất, trang trí nội thất như bọc ghế sofa, đệm ghế, v.v. Một số bộ đi văng có thể sử dụng da này để bọc nhằm cải thiện vẻ ngoài đồng thời tiết kiệm chi phí cho người tiêu dùng so với việc mua da thật.

Tuy nhiên, sau khi da đã bong tróc, chúng ta phải tiến hành bọc lại cho ghế một lớp vải mới. Nhờ có polyurethane mà các đồ nội thất làm từ da PU có khả năng chống thấm nước và bám bụi cực tốt. Việc vệ sinh chúng cũng rất đơn giản.

Polyurethane trong may mặc

Bên cạnh việc sử dụng trong nội thất, da PU còn được ứng dụng rất nhiều trong may mặc, thời trang. 

- Áo da: Vải PU được dùng để may áo da, áo cánh, áo crop top, áo khoác dạ,…. Với chất liệu vải gần giống với da thật góp phần tạo nên tính thẩm mỹ cao cho trang phục. Khi được sử dụng để sản xuất quần áo, lớp PU thường được phủ lên một chất liệu khác để tạo cảm giác thoải mái hơn cho người mặc.

- Quần da: Ngoài việc được sử dụng để sản xuất áo, chất liệu này còn được sử dụng để máy nhiều mẫu quần da. Đối với quần, phần vải được may ôm sát cơ thể, giúp người mặc khoe được vẻ đẹp của đôi chân dài đồng thời cũng làm nổi bật được vòng 3 siêu chuẩn của cơ thể.

- Váy da: Vải PU cũng là một chất liệu được sử dụng để may váy. Những mẫu váy da Pu thường là váy ngắn.

Polyurethane trong may giày dép

- Làm đế giày: Vì polyurethane có kết cấu mềm hơn và đàn hồi tốt hơn các loại cao su khác nên việc sử dụng chất liệu này để sản xuất đế giày giúp người mang cảm thấy thoải mái hơn.

Cao su PU mang lại khả năng chống mài mòn cao và giúp đế giày không bị cong sau thời gian dài sử dụng. Chất liệu PU cũng góp phần tăng khả năng chống trơn trượt cho đôi giày và ngăn thấm nước vào bên trong.

- May giày da: Thay vì mua một đôi giày da thật cao cấp, bạn có thể sở hữu một đôi giày da polyurethane với giá chỉ bằng một phần nhỏ. Bề ngoài giày da PU không thua kém da thật nhưng độ bền kém hơn.

Giày da pu

Cách làm sạch và bảo quản polyurethane

Sau một thời gian, vải PU sẽ có các hiện tượng như bung, bong tróc. Tuy nhiên, có rất nhiều trường hợp, khi không được sử dụng, vải vẫn xuất hiện tình trạng như trên. Vì vậy, để kéo dài tuổi thọ của sản phẩm làm từ PU, cần lưu ý những điều sau:

- Giữ quần áo tránh xa các vật dụng sắc nhọn.

- Hạn chế phơi chất liệu dưới ánh mặt trời.

- Tránh những nơi có không khí ẩm ướt.

- Tránh để vải tiếp xúc với những sự thay đổi của thời tiết.

- Nếu có vết bẩn thì cần vệ sinh ngay, hạn chế bám vết bẩn trên bề mặt chất liệu quá lâu. 

- Không để ánh sáng trực tiếp chiếu vào quần áo.

Cách bảo quản da polyurethane

Polyurethane là một trong những phát minh tuyệt vời của con người. Chất liệu này được sản xuất nhằm mục đích giúp cuộc sống của mọi người dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, vì PU không thân thiện với môi trường, vì thế mà không nên lạm dụng sử dụng chất liệu PU. Hy vọng với những chia sẻ trên, bạn đọc đã hiểu thêm về một loại chất phổ biến trong đời sống.

Tag : Polyurethane la gì , Polyurethane chống thấm , Polyurethane vải , Nhựa polyurethane lỏng , Polyurethane Foam , PU Polyurethane , Polyurethane resin la gì , Tính chất của polyurethane

Xem Chi Tiết Các Loại Vải Khác :