Пенополиуретан (ППУ) — что это за материал: описание, характеристики, состав

Пенополиуретан — что это за материал

Продукция из ППУ или на его основе представлена в широком ассортименте, активно используется в разных сферах промышленности. Наша компания «SMARTA» производит компоненты для пенополиуретана, клеи и предполимеры, полимерные гели и изготавливает подушки из ППУ.
Рассмотрим с технической точки зрения пенополиуретан: что это такое, какими обладает свойствами, как его производят и где он применяется.
Пенополиуретан (ППУ) – пористый материал, похожий на застывшую пену. Это популярный наполнитель для матрасов, подушек, наматрасников, а также для мебели, например, для диванов, кроватных изголовий. Существуют мнение что есть ППУ, а есть поролон, и что это различные материалы, нет, всё это разновидности одного материала — ППУ.

Техническое описание и разновидности

Свойства пенополиуретана зависят от комплекса различных факторов. Главными из них являются состав, соотношения компонентов, скорость протекания химических процессов после начала смешивания.
Основные свойства материала:
Плотность. Или правильнее этот показатель назвать кажущейся плотностью, он показывает сколько полимера находится в единице объёма. Показатель измеряется в килограммах на метр кубический (кг/м3). Плотность в основном определяет долговечность материала и его способность сохранять свойства при эксплуатации. Плотность это как правило первые два знака в цифровом индексе марки ППУ.
Жесткость. Есть несколько методик определения жесткости ППУ. Как правило методики сводятся к определению усилия при 40% деформации. Производитель может выдать результат замера жесткости в килопаскалях (kPa) или ньютонах (N). Коэффициент перевода одного показателя в другой меняется в зависимости от плотности пены и свойств материала, обычно умножают килопаскали на 42 при плотности пены 32-35 кг/м3, на 40 при плотности 22-30 кг/м3, на 38 при плотности 16-20 кг/м3.  Производитель декларирует жесткость в третьем-четвертом знаке названия марки. Так например марка ST2236 означает плотность пены 22 кг/м3 и жесткость 3,6 kPa.  Производители которые работают в ньютонах ту же марку обозначат как ST22150, то есть обозначение жесткости будет в трёх последних цифровых знаках. Надо обратить внимание что жёсткий не значит долговечный. Стремясь сэкономить производители изделия часто заменяют плотность на жесткость, то есть используют легкие марки с высокой жесткостью. На ощупь такое изделие получается жестким, а вот с долговечностью у него будут проблемы. Для рядового покупателя, который ориентируется только на ощупь, это обманка, он получает изделие жесткое, но не долговечное, с коротким сроком эксплуатации. Жесткость характеризует несущую способность материала в начальный момент эксплуатации, а за то как эта жесткость сохранится в процессе эксплуатации отвечает плотность. Чем выше плотность, тем меньше подвержен материал изменениям во времени при эксплуатации.
Есть еще ряд показателей, которые определяют область применения пены: это прочность – два показателя, которые позволяют понять можно ли пенополиуретан натягивать и пристреливать скобой; остаточная деформация – которая позволяет понять можно ли этот материал сжимать для транспортировки и насколько он долговечен в рамках данной марки; эластичность – определяет комфорт при эксплуатации, коэффициенты опоры и комфорта также определяют комфорт готового изделия. Весь этот набор показателей нужен для технологов и конструкторов для создания матраса или другого изделия.
Основные параметры пены задаются используемыми полиолами и рецептурой, производители условно разделили пены по используемому сырью:
ST — стандартный. ППУ изготовлен из стандартного полиола с молекулярной массой 3000-3500. Достаточно упругий материал, который быстро восстанавливает форму после нагрузки. Из него изготавливают матрасы средней жесткости.
S — мягкий. ППУ изготовлен из стандартного полиола с молекулярной массой 3000-3500, но в отличие от ST рецептурой и добавками обеспечены мягкие и эластичные свойства. По сравнению со стандартным эта разновидность более эластичная, лучше подстраивается под форму тела. Прослойки этого материала используют в мягких матрасах.
HL — жесткий. ППУ изготовлен из стандартного полиола с молекулярной массой 3000-3500 и полимеполиола содержащего твердые полимерные частицы. Упругий, по сравнению со стандартным и мягкими видами. Он меньше продавливается под весом тела. Из него изготавливают жесткие матрасы.
EL — повышенной жесткости. Это промежуточный вид между ST и HL, используется всё тоже сырьё что и в HL, только другие соотношения.  Используют в качестве дополнительного наполнителя, комбинируя с более мягкими, эластичными материалами. Также им укрепляют края матраса. Материал хорошо держит форму.
Многие импортные производители объединяют ST, S, HL, EL в одно наименованиеSTи ориентируются в этом случае только на цифровой индекс.
HS — сверхмягкий. Изготовлен из специальных полиолов с высоким содержанием мягких (EO) полимерных фрагментов. Как самостоятельный материал для матрасов его используют редко. Он не так хорошо держит форму, как ST, S. Его часто применяют в качестве верхнего смягчающего слоя в сочетании с более плотными, упругими материалами. Также из ППУ марки HS изготавливают подушки. Возможна набивка кресел и диванов под кожу, когда требуются гипермягкие свойства наполнителя.
HR — высокоэластичный. Изготовлен из полиолов с молекулярной массой 4500-12000. Материал обладает высокими свойствами комфорта. Эластичность и все коэффициенты отвечающие за комфорт у него существенно выше чем у стандартных пен. Тяжелый HR на ощупь напоминает натуральный латекс: очень эластичный, плотный, принимает форму тела и быстро восстанавливается. Многие производители производят на основе этих рецептур Латекс-Лайк (LL) или латексо-подобные пены. Латексо-подобные пены превосходят по своим свойствам натуральный латекс (сравнение не совсем корректное так как это разные по природе материалы и латекс как правило делают существенно тяжелее, чтобы сохранить необходимые характеристики)
VE, LR — вязкоэластичный. В основе сложная смесь различных полиолов, существует много различных рецептур подобной пены. Эта пена обладает «эффектом памяти». Она подстраивается под силуэт человека, «запоминает» его, не давит на тело, поэтому не мешает кровообращению и не сдавливает кожу. Материал разрабатывался для космонавтики, он хорошо гасит удары и вибрации, но последнее время приобретает всё большую популярность в обычных бытовых приложениях.

Маркетинговые названия пены

На рынке товаров для сна пенополиуретан встречается под разными названиями. Большое количество наименований одного и того же материала связано с тем, что наполнитель изготавливают разные производители. Иногда они немного меняют технологию производства, патентуют и выпускают ППУ под новым названием. Красивое название хорошо продается.

Мы предлагаем посмотреть на список названий эластичного ППУ, которые чаще всего можно увидеть в составе матрасов или подушек:

• Porolon (ставшее нарицательным, как и Ксерокс);
• ортопедическая пена (ортопена);
• искусственный латекс;
• Тактиль;
• Elax (Элакс);
• Sky Foam;
• Мольтопрен;
• NeoLatex;
• Breeze;
• Energex;
• Cool Flow;
• Ormafoam;
• Orta Foam;
• Экофом;
• Экас;
• натуралформ;
• natural foam;
• Вино соя эластик-ПУР;
• Gel Term;
• Соя эластик ПУР;
• Eco Foam;
• Celltex;
• Меморикс;
• Memory Foam;
• Этерлон;
• и др.

Материал с массажными свойствами, то есть рельефной поверхностью, с контурной или конвалютерной резкой могут обозначать как Massage Foam, или массажной пеной и др. От обыкновенного пенополиуретана этот наполнитель отличается рельефной поверхностью.

В общем творчеству маркетологов нет предела. Пена имеющая хоть какие-то минимальные отличия называется новым брендом и всячески рекламируется как инновационный материал и имеет достоинства, которые всячески выпячивают и недостатки, о которых тихонько умалчивают.

Кому ППУ подойдет и почему

Начнем с того что без пенополиуретана практически невозможно сделать сохраняющие форму изделия для сидения и лежания. Какой бы не была конструкция матраса, финишный смягчающий слой должен быть, человека не положишь на голые пружины или кокосовую койру, да и латекс не очень хорошо воспринимается – резина всё-таки, поэтому более чем в 99% случаях ППУ в диване или матрасе есть. Мы почти непрерывно сидим или лежим, а когда ходим, делаем это в обуви на полиуретановой подошве, поэтому сами того не замечая контактируем с полиуретановыми материалами почти постоянно: дома, на работе, в транспорте.
Качественный пенополиуретан подойдет всем. Природа самого материала совершенно нейтральна по отношению к человеку и любым биологическим объектам, именно поэтому пенополиуретан получил такое широкое распространение. Качественный пенополиуретан не содержит ничего кроме полиуретана, почему же мы иногда слышим отрицательные отзывы – это проблемы примесей, проблемы возникают когда недобросовестный производитель использует запрещенные реактивы и составляющие, или неправильно строит процесс и примеси появляются в виде побочных продуктов и загрязняют конечный полимер.
Далее мы расскажем о свойствах, которые делают пенополиуретан универсальным материалом.

Ортопедический и анатомический эффекты или правильный термин — комфорт сна. Используя различные марки ППУ легко создать изделия с ортопедическим или анатомическим эффектом. Многие маркетологи вещают что марки пены уже имеет ортопедический эффект. Немного неправильное утверждение, ортопедия это индивидуальная подгонка под конкретного человека, нет универсальных решений. То что будет удобно и полезно для одного, может оказаться неудобным для другого. Другое дело что многообразие марок ППУ позволяет это сделать проще и с большими допусками, есть шанс что изделие сделанное под одного человека будет удобно группе людей с подобными соотношениями роста/веса. ППУ может полностью заменить пружинный блок – это так называемые беспружинные матрасы. При замене пружины на ППУ следует особое внимание уделять вентилируемости матраса. Для этого используют марки ППУ с хорошей воздухопроницаемостью. Существует утверждение что любой ППУ способен подстроиться под тело, что говорит о его анатомичности. Здесь господа продажники и маркетологи опять не совсем точно используют термин – анатомическая форма, это форма повторяющая изгибы человеческого тела — наиболее правильный пример это изогнутые по форме тела спинки сидений междугородных автобусов, автомобилей, сидячих мест поездов и т. п. Матрас не корректно называть анатомическим, поверхность у него ровная. Поэтому правильный термин просто – комфорт. По-настоящему комфортный сон можно обеспечить только с использованием верхнего слоя из ППУ толщиной не менее 14 см, причем это должна быть комбинация различных марок.
Гигиеничность.
ППУ — искусственный наполнитель, поэтому в нем не размножаются бактерии, грибки. Благодаря открыто-пористой структуре он быстро избавляется от влаги, не является источником пыли.
Гипоаллергенность, экологичность. У пенного наполнителя если он правильно изготовлен, нет запаха, он не выделяет токсичных испарений, не вызывает раздражения на коже. На нем могут спать даже новорожденные, а также люди, склонные к аллергии.
Широкий диапазон жесткости и свойств. Матрас с этим наполнителем можно подобрать под любые пожелания, например, мягкий, жесткий или средний по жесткости, с «эффектом памяти» с массажным слоем.
Устойчивость к нагрузкам. Пенополиуретан высокой плотности (50-60 кг/м3) выдерживает нагрузки веса человека до 170 кг, поэтому подойдет людям крупной комплекции. Но если матрас изготовлен из ППУ плотности 25 кг/м3 и легче, он с трудом будет выдерживать 2-3 года эксплуатации даже у людей средней комплекции.
Гибкость и устойчивость к складыванию. Многие марки ППУ такие как HS, S, LL хорошо переносят большие деформации в том числе и изгиб со складыванием. Это свойство позволяет их использовать в изделиях-трансформерах, когда требуется складывание или сжатие в том числе и на длительное время. В этом случае главное правильно выбрать марку ППУ.
Устойчивость к перепаду температуры и влажности. Эта характеристика делает материал прекрасным вариантом для неотапливаемых дач. Даже после зимовки в летнем домике матрас из ППУ сохранит все свои свойства.
Вязкоэластичные пены не рекомендуется использовать в холоде, от низкой температуры они переходят в полутвёрдое состояние. При повышении температуры и прогреве изделия до комнатной температуры — все свойства пены восстановятся.
Любой пенополиуретан не рекомендуется использовать или хранить близко к батареям или под прямыми солнечными лучами. Он разрушается от воздействия ультрафиолета и избыточного тепла. В обшивках мебели и матрасов материал защищен от таких воздействий и фактически не разрушается, хотя и отмечается изменение цвета.
Хотим успокоить любителей «зелёной» повестки, если ППУ и разрушился, он не выделяет в окружающую среду никаких вредных соединений, образующийся желтый порошок полимочевин хорошо перерабатывается некоторыми простейшими и растениями.

Чем отличается пенополиуретан от поролона

Иногда покупатели негативно относятся к подушкам и матрасам из пенополиуретана. Они считают, что ППУ — тот же поролон, только под «красивым названием», а поролон ассоциируется с низким качеством, недолговечностью. Но это лишь стереотип.

Изначально словом «Поролон» (Porolon) называлась норвежская компания, которая выпускала пенополиуретан под собственной маркой и поставляла в СССР. В быту слово стало нарицательным.

В 60-80 годах прошлого века в СССР освоили собственное производство поролона (ППУ), три крупных завода выпускали пену на всю страну — в Рошале (Московская область), Киеве и Всеволодо-Вильве (Пермская область). В СССР существовал стандарт, по которому производители выпускали ППУ плотностью 30 кг/м3 на простых полиэфирах, и ППУ плотностью 35 кг/м3 на сложных полиэфирах. Срок службы ППУ тогда был равен сроку службы изделия и равнялся 5-15 годам. Понятно, что пена в процессе эксплуатации размягчалась, но форму она держала и серьёзных нареканий не было.

После распада СССР к нам рекой пошли пенополиуретаны из Восточной Европы, в основном это были низкопробные дешевые пены с плотностью 22-25 кг/м3. В России и странах СНГ появились свои производители – сначала небольшие частные компании, которые вынуждены были конкурировать с экспортными поставками и выпускали пену такого же невысокого качества, в народе ее продолжали называть поролоном. Именно в этот период за поролоном постепенно закрепились негативные ассоциации.

Современный наполнитель — это не тот поролон, который выпускали производители в 90-х годах. Он стал и лучше и хуже. В чём лучше — Появились новые технологии изготовления, и современные компании используют как стандартное сырьё так и специальные полиэфиры позволяющие достичь совершенно необычные свойства. На рынке России появилось великое разнообразие марок, мы разбирали в начале статьи всю эту номенклатуру. Каждая марка выпускается ещё и с вариациями по плотности и жесткости в общем под любые запросы и потребности, под любую комфортность и долговечность конечного изделия.  В чём ППУ стал хуже – Используя возможности оборудования производители теперь могут делать пену с плотностью даже 13 кг/м3 и недобросовестный производитель мебели или матраса норовит засунуть это в своё изделие и продать его дешевле всех на рынке.

Как изготавливают пенополиуретан

Производители делятся на три основные категории:

1. Большие производства с мощным современным оборудованием. Как правило они оборудованы современными лабораториями и контролируют как сырьё, так и качество готового продукта. Это наиболее продвинутые производства, но и они, если есть заказ, с большим удовольствием делают ППУ с плотностью 16 кг/м3, ведь если есть потребность, она должна быть закрыта.
2. Производства поменьше. Здесь уже не столь дорогие машины. Зачастую страдает контроль, лаборатории может и не быть. Ассортиментный ряд здесь как правило минимален, эти производители не делают сложных в исполнении марок. Весь ассортимент это наиболее потребляемые марки и ассортимент смещен в легкие пены, именно они больше всего продаются.
3. Мелкие производители или ящичники. Оснащены низко-производительными периодическими машинами. Контроля как правило нет. Технология не позволяет сделать тонкую настройку процесса и получить стабильное высокое качество. Работают как правило на себя, поэтому много брака попадает в готовые изделия. Делают максимум две три марки пены, причём основная с плотностью 16 или 13 кг/м3.
   Деление достаточно условное, не всякого производителя можно загнать в эти три категории.

Пенополиуретан изготавливают из полиолов и изоцианатов. Это основные вещества от строения которых зависит какая марка ППУ в результате получится. Чем больше разновидностей полиолов и изоцианатов использует производитель, тем более развитый ассортимент он выпускает. Наиболее крупные производители имеют наибольший ассортимент сырья и соответственно наибольший ассортимент готовой продукции. Качество как правило лучше у крупных, но от производителя ППУ качество диванов и матрасов зависит в меньшей степени, в большей от непосредственного изготовителя того самого дивана или матраса, какие материалы он выбрал и где и на чём решил сэкономить.

Какой ППУ лучше выбрать для матрасов и подушек

Понять, из какого пенополиуретана изготовлен матрас, диван или подушка, — сложно. Обычно производители мебели или матрасов не указывают маркировку и плотность, якобы для того чтобы не путать покупателей. Изготовители мебели/матрасов могут менять поставщиков, поэтому комфорт и долговечность матрасов одной и той же модели, но разных партий, может  довольно значительно отличаться.
Что говорят обычно производители матрасов:

• Помимо пены, в матрасах есть несколько других наполнителей. Поэтому при выборе товаров для сна стоит ориентироваться не на показатели отдельного материала, а на общие характеристики. Например, высоту, жесткость, габариты.
• Главное — покупать матрасы, подушки и мебель от проверенных производителей. Если вы не уверены в фабрике, проверьте на ее сайте, есть ли сертификаты безопасности и качества. Так вы поймете, соблюдает ли изготовитель технологию производства, обладает ли материал всеми нужными свойствами.

Как это можно прокомментировать, они уводят от основного вопроса для вас – качества матраса и уводят в сторону выгодную для производителя – снижающую себестоимость изделия. Высота жесткость и габариты это параметры, которые характеризуют геометрию матраса, но не его комфорт и долговечность. Сертификация, это дело хорошее, но требования в ней не высокие и пройти её сможет даже довольно посредственный матрас. Хотя наличие сертификатов, особенно иностранных может о многом говорить, но это отдельная тема. Кроме этого производитель старается продать какую-нибудь фишку, что пена у него какая-то супер необычная, по какой-то сверхновой технологии и содержит какую-нибудь хитрую добавку или какую-то инновацию. Следует всё делить ровно пополам, необычная технология может быть, а может не быть, и под красивым названием может быть самая обычная пена. Реальный пример из жизни – дорогущий брендовый матрас очень крупного и серьёзного производителя, действительно содержал необычную качественную и дорогую марку ППУ, но всего 5 сантиметров, а вся остальная болванка сделана из дешевого ППУ плотности 25 кг/м3. Одели в красивый чехол, придумали красивую легенду, разрекламировали, продали. Потребитель заплатил за этот матрас серьёзные деньги, а пользоваться им больше года не смог. И таких примеров множество в том числе и от фирм Западной Европы.
Что делать рядовому потребителю, как выбрать действительно качественное изделие, какие признаки качественного изделия, на что обращать внимание:

• Гарантия – качественные изделия имеют длительную гарантию, 5 лет минимум, а лучше лет 10-15.
• Информация о материалах. Есть информация о составе изделия, производитель открыто перечисляет что установлено в матрас. Чехол у такого производителя съемный – что позволяет убедиться в том что состав не выдуманный. Съемный чехол это ещё и возможность снять и постирать его при необходимости.
• Вес. Качественный матрас не может быть лёгким. Если используются материалы высокой плотности переместить двухспальный матрас это уже проблема, он тяжелый и ведет себя как студень, изгибается и норовит выскользнуть. Часто используют приспособления чтобы не повредить такой матрас при перемещении.
• Отзывы. Сейчас в Интернете можно найти всё. Фирма не должна быть однодневкой. Как решаются проблемы, если они были, какое отношение к клиенту, это важно. Очень хорошо, если фирма по собственной инициативе получает отзывы клиентов.
• Запах. Если изделие пахнет и запах не исчез после недели эксплуатации скорее всего спать на нём просто нельзя. Постарайтесь вернуть такое изделие.

Мы – небольшая производственная фирма, наш торговый бренд называется «SMARTA». Мы не понаслышке знакомы со всеми проблемами производства пенополиуретанов. Мы дорожим своим именем и качеством производимой нами продукции. В настоящее время мы производим изделия из формованного пенополиуретана, а также сырьё и компоненты для производства формованных и блочных пенополиуретанов. То есть может быть и блочный ППУ произведенный не нами, но по нашей технологии. В России и ближайшем зарубежье нас можно найти по торговой марке «SMARTA smart foam products». SMARTA или SMART довольно часто используется в названиях различных брендов. Нас можно отличить именно по полному названию «SMARTA smart foam products». Этим брендом можем пользоваться только мы и ещё несколько Российских производителей, которые делают пены на наших компонентах и в качестве которых мы уверены.

Если у вас возникли вопросы по качеству изделий под нашей маркой, просим сообщить контактам указанным на сайте. Для нас важны ваши отзывы по качеству, а также выявление возможных недобросовестных производителей, использующих наше имя без нашего согласия. Заранее благодарны, Маргарита Котова, Игорь Котов, Сергей Сушков.