Czy pianka poliuretanowa jest nowością?

Śledząc losy materiału stosowanego obecnie prawie wszędzie dowiemy się, iż pianka poliuretanowa służąca dziś głównie do ocieplania dachów sprawdzała się niegdyś doskonale jako chociażby zamiennik gumy. Ten wszechstronnie wykorzystywany materiał doskonale izoluje i zapewnia ciepło w naszym domu. Nikt nie wyobraża dziś sobie dachu domu lub ścian bez ocieplenia pianką poliuretanową. To dokładna i niedroga metoda, którą wykorzystują profesjonalne firmy na całym świecie. Jeżeli chodzi o sam proces wytwarzania pianki PUR to możemy wyróżnić cztery najważniejsze fazy. Pierwsze z nich to mieszanie podstawowych składników, dzięki czemu następuje szybki przyrost objętości aż do momentu osiągnięcia maksymalnej wydajności (faza druga). Dalsza część (faza trzecia) to zmiana stanu skupienia z ciekłego w stały, a ostatni etap i zarazem najdłuższy kończy się zawiązaniem pianki i utworzeniem silnych połączeń sieciowych w strukturze materiału. Przyjrzyjmy się jednak początkom powstania pianki poliuretanowej, która na zawsze odmieniła branżę budowlaną.

Materace, buty i części do pojazdów

Wynalezienie poliuretanu przypada na rok 1937, kiedy to profesor Otto Bayer metodą prób i błędów odkrył zupełnie nowy materiał. Nieco później rozpoczęto pierwsze próby wykorzystania pianki poliuretanowej jako zamiennika dla opon gumowych. Materiał sprawdził się także w wojsku, stosowano go z powodzeniem przy budowie łodzi podwodnych typu U-Boot. Poliuretan stał się też dobrym uzupełnieniem wszelkiego rodzaju produktów wykorzystywanych na co dzień. Stąd też wiele osób może nie wiedzieć, iż dana rzecz ma domieszkę tego właśnie składnika wynalezionego w Niemczech. Przykładem mogą być wszelkiego rodzaju powłoki, kleje, materace, podeszwy do butów, a nawet części samochodowe. Wynika to z jednolitej budowy chemicznej większości typów tego materiału, przez co poliuretany są doskonałym uzupełnieniem w codziennej pracy wielu firm. Na liście branż korzystających z poliuretanów znajdziemy całe spektrum przedsiębiorstw od budowlanych po meblarskie. Jesteśmy dziś wręcz otoczeni produktami zawierającymi poliuretan, znajdziemy go w krzesłach, rowerach, odzieży, łóżkach, materacach, motocyklach oraz farbach. Żyjemy więc w błogiej nieświadomości, gdyż poliuretany są często przykryte przez inne materiały wykorzystywane przy produkcji wielu rzeczy.

Jak to wszystko się zaczęło?

Od chwili wynalezienia upłynęło kilka lat zanim poliuretan trafił na szersze wody. W latach czterdziestych rozpoczęto pierwsze testy i eksperymenty w wyniku czego do Stanów Zjednoczonych przywieziono próbki tego materiału. Właściciel dużego koncernu chemicznego David Eynon zapoczątkował szybką karierę poliuretanu dla potrzeb amerykańskiego wojska. Nieco później bo już w latach w roku 1953 Walter Baughmann stworzył urządzenie zwane blendometrem. Maszyna ta umożliwiała mieszanie składników w celu otrzymania gotowego produktu, czyli pianki poliuretanowej. Dzięki temu poliuretan rozpoczął podróż po innych branżach. Jedną z nich był przemysł motoryzacyjny, gdzie poliuretan zyskał duża popularność. Pojawił się też pewien problem, którym był sam blendometr. Urządzenie to obsługiwano ręcznie, przez co nie dało się dokładnie wymieszać wszystkich składników. Dlatego też pianka poliuretanowa służąca do ocieplania dachów i ścian w swej obecnej formie powstała później.

Złote lata pianki poliuretanowej

Na dalszy rozwój i udoskonalenie maszyn nie trzeba było długo czekać. Dziesięć lat później w roku  1963 Fred Werner i Fred Gusmer zbudowali urządzenie produkujące poliuretan pod nazwą FF. Skończyła się ręczna obsługa przy produkcji, wynaleziono również pistolet natryskowy i podgrzewane węże z regulacją temperatury. To rozwiązanie było pierwowzorem dla obecnie stosowanych urządzeń. Maszyna FF umożliwiła dużo lepszą i szybsza produkcję z wykorzystaniem metody „in situ”, dzięki czemu poliuretan mógł być wykorzystywany w wielu nowych miejscach. Początkowo wykorzystywano technologię natryskową przy zbiornikach przemysłowych, chłodniach, czy rurach. Tam pianka poliuretanowa sprawdza się doskonale do dziś. Ten pozytywny rezultat osiągnięty za pomocą nowego materiału stał się początkiem znanych nam ociepleń. Technologia natryskowa trafiła pod strzechy dużych obiektów z końcem lat 60. Rozpoczęto wówczas szersze korzystanie z pianki poliuretanowej w celu izolacji dachów dla większych budynków. Warto w tym miejscu wspomnieć, że przez kolejne dwadzieścia lat udział rynku tego typu ociepleń wzrósł do ponad 70%.

Podbój rynku budownictwa mieszkalnego

W roku 1973 miało miejsce zdarzenie, które na zawsze odmieniło losy pianki poliuretanowej. To czas wojny izraelsko-arabskiej, w wyniku której znacząco podrożała baryłka ropy naftowej. Wraz ze wzrostem cen, pojawił się problem w postaci drogiej energii dla mieszkańców Stanów Zjednoczonych. Taki stan bardzo szybko odbijał się na całej gospodarce, jak i samym życiu przeciętnego Amerykanina. Wówczas wybawieniem stała się pianka poliuretanowa, którą zaczęto stosować już nie tylko w dużych obiektach przemysłowych, ale też domach przeciętnych zjadaczy chleba. Ocieplano ściany, stropy i poddasza domów. Takie działania miały być receptą na kryzys, pianka pozwoliła znacząco ograniczyć utraty ciepła i koszty energii w mieszkaniach. To kluczowy moment dla pianki poliuretanowej, która najpierw pozwoliła szybciej wyjść Ameryce z problemów, a później rozpoczęła swą ekspansję na cały świat. Kolejne lata to opanowanie przez piankę całego rynku budowlanego, szczególnie mieszkaniowego.

Pianka poliuretanowa w Polsce

Pojawienie się pianki w naszym kraju datuje się na lata 90, kiedy to zaczęto ją wykorzystywać w przemyśle jako ocieplenie dużych obiektów. Schemat jest ten sam i podobnie jak w Ameryce kilka lat później przyszedł czas na zastosowanie jej w mieszkaniach. Obecnie w kraju znajdziemy zarówno rodzimych producentów pianek, jak i tych zagranicznych oraz wiele firm zajmujących się profesjonalnym natryskiem pianką poliuretanową w celu ocieplenia domów. Czasy się zmieniają, zmienia się również technologia. Dzięki temu branża natryskowa staje się miejscem, gdzie obserwujemy ciągły rozwój nowych rozwiązań i technologii związanych z wykorzystaniem poliuretanu. Należy zauważyć, że Polska jako kraj jest istnym potentatem w branży pianki poliuretanowej na świecie. Głównym powodem takiego stanu rzeczy jest silna pozycja rynku meblarskiego, dzięki czemu w ostatnich latach awansowaliśmy z miejsc 3-4 na pierwsze w  europejskim rankingu. Tak dobry stan rzeczy jest również spowodowany cenami surowców ropopochodnych, wszelkie spadki cen odbijają się większą konkurencyjnością na rynku. Szacuje się, że produkcja poliuretanu dla różnych zastosowań wynosi powyżej 25 mln ton. Doskonałym przykładem silnego rozwoju branży są przytoczone wcześniej Stany Zjednoczone, gdzie ocenia się wartość całego rynku na kwotę blisko 72 mld dolarów. Pozwala to tworzyć nowe miejsca pracy bezpośrednio przy produkcji pianki poliuretanowej, ale też na rozwój innych branż. Takim sposobem na jedno miejsce pracy związane z pianką, przypadają kolejne cztery wokół całej branży.

Przyszłość pianki PUR

Tak uniwersalny materiał jakim jest poliuretan to z pewnością szansa na dalszy rozwój rynku i technologii produkcyjnej. Natrysk pianką poliuretanową pozwala na większą oszczędność energii koniecznej do ogrzewania budynków i osiąganie jak najmniejszych strat w energii cieplnej. Firmy specjalizujące się w natryskowym aplikowaniu pianki termoizolacyjnej ciągle udoskonalają stosowane rozwiązania w celu jak najlepszego dopasowania się do rosnących potrzeb rynku. Nałożenie hydrofobicznej i bezspoinowej pianki za pomocą natrysku pozwala na lepszą kontrolę temperatury w budynkach wyposażonych w mechaniczną wentylację. Pianka wyróżnia się również bardzo dobrą izolacją wietrzną, pozwala to umieścić ją na pierwszym miejscu w branży budowlanej. Obserwując stały rozwój rynku mieszkań w Polsce, można pokusić się o stwierdzenie, iż pianka poliuretanowa będzie stanowiła przez wiele kolejnych lat podstawowy materiał wykorzystywany w budownictwie. Trzeba też wspomnieć o samej technologii, która nie pozostawia zbędnych odpadów oraz nie potrzebuje wielkich przestrzeni magazynowych na przetrzymywanie materiałów. Warto również zapoznać się z artykułem, w którym przedstawiliśmy porównanie kosztów ocieplania wełną i pianką PUR.

Aktualnie prowadzone są badania nad wykorzystaniem poliuretanu w ekologicznych projektach. W tym celu sprawdzana jest możliwość zwiększenia wydajności procesów produkcyjnych, a także wypracowania rozwiązań umożliwiających jeszcze większą oszczędność energii. Ma to w przyszłości wspierać projekty chroniące środowisko i zmniejszenie cen zastosowanej technologii, co z pewnością spodoba się konsumentom korzystającym z oferty firm specjalizujących się w natryskowym nakładaniu pianki. Największym wyzwaniem przyszłości dla materiałów poliuretanowych będzie z pewnością recykling, który obecnie jest utrudniony ze względu na brak biodegradacji pianki. Nie mniej jednak już teraz możemy obserwować szybki i ciągły rozwój technologii zmieniających oblicze rynku. Jednym z ciekawych przykładów jest pianka poliuretanowa podawana w formie natrysku, zastygająca niczym guma na określonej powierzchni. Jakież duże jest zdziwienie, gdy zabezpieczono w ten sposób owoc arbuza, który w ramach testu został uderzany ciężkim młotkiem. Efekty? Żadne, owoc wytrzymał próbę dzięki cienkiej warstwie pianki poliuretanowej. Widzimy więc, że przyszłość przyniesie nam rozwiązania o jakich jeszcze niedawno mogliśmy tylko pomarzyć.