Definitie
Lijmen, ook wel polymeerharsen genoemd (polyesters, vinylesters, gemodificeerde acrylaten, epoxyharsen, fenolharsen en polyurethanen), kunnen versterkingsvezels op een ordelijke manier aan elkaar binden. In composietmaterialen spelen vezels en stoffen een versterkende rol, terwijl harsen het matrixmateriaal zijn. Polyurethaan composiet bouwmaterialen vertonen meer voordelige eigenschappen in bouwtoepassingen.
Algemene samenvatting
Of het nu gaat om een nieuwbouwproject of een renovatieproject, de voordelen van polyurethaan composiet bouwmaterialen gemaakt van polyurethaanlijm worden geleidelijk verkend, waaronder duurzaamheid, lichtgewicht, corrosiebestendigheid, hoge sterkte en weinig onderhoud. Composietproducten hebben een hoge flexibiliteit in producttoepassing vanwege hun goede ontwerpbaarheid. Technisch noemen we ze vezelversterkte kunststoffen/polymeren (FRP), en ze bestaan meestal uit twee grondstoffen: versterkingsvezels en polymeerbindmiddelen (meestal matrices genoemd). Factoren zoals productgrootte, vorm, gewicht/volume verhouding en versterkingsvezelmaterialen bepalen meestal de mechanische eigenschappen van kunststofcomposieten, zoals stijfheid en sterkte. Het type en de toevoegingsverhouding van de polyurethaanharsmatrix geven het eindproduct verschillende fysieke eigenschappen, zoals slagvastheid.
Voordelen in toepassingen van natuurlijke vezelcomposieten
PU-composiet bouwmaterialen worden meestal geproduceerd door compressievormen met polyurethaanlijmen. De structurele eigenschappen van kunststofcomposieten hangen voornamelijk af van het type vezel dat wordt gebruikt. Hoewel glasvezel de hoofdbestanddeel is van veel kunststofcomposieten, is het nu ook verkrijgbaar met koolstofvezel, aramidevezel of boorvezel. Deze grondstoffen bieden stijfheid en sterkte aan composietmaterialen, die aan verschillende toepassingsgebieden kunnen voldoen. In de afgelopen 10 jaar zijn plantaardige vezels en houtvezels ook op grote schaal gebruikt, vooral in de woningbouw. Hoewel polyethyleen, polyvinylchloride (PVC) en polypropyleen de belangrijkste polymeerharsen zijn die worden gebruikt in natuurlijke vezelcomposieten, kunnen natuurlijke vezels ook worden gebruikt in composieten met fenolharsen, polyesters, polystyreen, polyurethanen en andere polymeermatrices.
Veel huidige polyurethaan composiet bouwmaterialen, de toevoeging van natuurlijke vezels, voornamelijk van de epidermis van planten (zoals tarwestrovezels, vlas, jute, kenaf, sisal, hennep en kokosnoot), worden gebonden met PU-lijmen zoals polyester of polypropyleen. Vanwege de matige mechanische eigenschappen van natuurlijke vezels worden ze meestal niet gebruikt in toepassingen met hoge prestaties, maar de vezels zelf zijn licht van gewicht en hebben goede sterkte en stijfheid en uitstekende buigstijfheid. Een andere natuurlijke vezel, hout, wordt voornamelijk gebruikt in composietpanelen voor bouwproducten zoals dekken, deur- en raamprofielen, decoratieve lijsten, balustrades en paneelproducten. Deze PU-composiet bouwmaterialen bevatten meestal 30% tot 70% houtvezel, afhankelijk van het toepassingsgebied, waarbij 50% de meest typische toepassing is. Ongeacht de verhouding is de versterking die wordt gebruikt in hout-kunststof composieten meestal houtspaanders of houtdeeltjes, die worden gevormd en samengesteld met een polyurethaanlijm.
Voordelen in speciale composiettoepassingen met hoog houtgehalte
Veelvoorkomende vezelsoorten zijn voornamelijk afkomstig van den, esdoorn en eik. Sommige fabrikanten gebruiken PU thermohardende harslijmen om speciale composieten met een hoger houtgehalte te produceren. Voor anorganische vezelcomposieten kunnen kleine hoeveelheden andere materialen worden toegevoegd aan hout-kunststof composieten (WPC's) om de verwerkings efficiëntie en prestaties te verbeteren. Additieven kunnen koppelingsmiddelen, lichtstabilisatoren, pigmenten, smeermiddelen, fungiciden en schuimmiddelen omvatten. Polyurethaanlijmen worden voornamelijk gebruikt in de bouwsector voor vloeren, muren en daken. Composieten kunnen ook bakstenen of stenen nabootsen voor decoratie van buitenmuren van gebouwen. Binnen gebouwen kunnen composieten worden gebruikt in douchecabines, badkuipen, wastafels.
Voordelen in toepassingen van composietplaten
Polyurethaanlijmen kunnen worden gebruikt om een verscheidenheid aan samengestelde panelen van verschillende specificaties te maken, waaronder spaanplaat (OSB), hardboard (HB), medium density vezelplaat (MDF) en karton, spaanplaat (PB) en multiplex (LVL). Het wordt meestal gebruikt als structurele bescherming, vloeren en daken van woongebouwen. Hout-kunststof composieten worden vaak gebruikt als buitenvloeren, deurkozijnen, hekken en andere toepassingen die duurzaamheid vereisen. Als de juiste productie- en installatieprocedures worden gevolgd, rotten, barsten of kromtrekken hout-kunststof composietproducten zelden onder de meeste normale klimaatomstandigheden in de Verenigde Staten. Bovendien is dit soort plaat bestand tegen vlekken, water, UV, niet vatbaar voor insectenplagen en heeft het een goed draagvermogen. Ze hebben ook de neiging om een goede dimensionale stabiliteit en een lagere uitzettingscoëfficiënt te hebben dan harde kunststoffen, wat beter is dan de dimensionale stabiliteit van hout. Houtvezel, houtsnippers, rijstschillen en andere veelgebruikte organische vulstoffen in deze toepassingen.
Voordelen van toepassing in scènes zoals deuren en ramen
Deuren en ramen zijn de meest typische toepassingen. Polyvinylchloride (PVC) wordt vaak gebruikt als thermoplastische harsmatrix op het gebied van deuren en ramen (hoewel andere kunststoffen ook dit basismateriaal gebruiken). De vezels die op dit gebied worden gebruikt, zijn meestal 80 tot 200 maas houtvezels, wat houtgevulde polyvinylchloride (PVC) producten oplevert met goede stabiliteit, vochtbestendigheid en stijfheid. In nieuwe buitentoepassingen hebben vinyl- en polyolefine (zoals polyethyleen en polypropyleen) kunststofharsen, houtsnippers gemengd met een bepaalde verhouding PU-lijmen om hout-kunststof composieten te maken met goede corrosiebestendigheid en weerbestendigheid.
Voordelen van gebruik in sandwichpanelen
Een andere veelgebruikte sandwichstructuur is gemaakt van lichtgewicht sandwichmaterialen en composietmaterialen gelamineerd met polyurethaanlijmen. Deuren zijn voornamelijk gemaakt van glasvezelversterkte kunststof (FRP) oppervlakken en polyurethaanschuim of geëxpandeerd polystyreen (EPS) sandwiches. Momenteel wordt dit type product voornamelijk gebruikt in residentiële en commerciële projecten. Deze composiet "sandwich" sandwichdeuren bieden hoge specifieke sterkte en specifieke stijfheid, lichtgewicht, goede slagvastheid en een uniforme en gladde oppervlaktestructuur. Andere overwegingen, zoals geluidsisolatie, hittebestendigheid en trillingsdemping, bepalen de keuze van het kernmateriaal.
Conclusie
Kortom, de verschillende materialen vullen elkaar aan in termen van prestaties, waardoor een synergetisch effect ontstaat, zodat de uitgebreide prestaties van composiet bouwmaterialen gemaakt van polyurethaanlijmen beter zijn dan de oorspronkelijke componentmaterialen en aan verschillende eisen voldoen. Vulstoffen of additieven kunnen ook de afgewerkte composietmaterialen bestand maken tegen ultraviolette (UV) straling of vuur. Geavanceerde productietechnologie voor composietmaterialen biedt mensen meer toepassingsmogelijkheden en kan hoogwaardige composietmaterialen op maat maken voor verschillende commerciële en residentiële gebouwen.
