Pu pena (polyuretánová pena) a PE pena (polyetylénová pena) sú dva bežné polymérne penové materiály. Vzhľadom na ich zreteľné chemické štruktúry sa výrazne líšia vo fyzikálnych vlastnostiach, aplikačných scenároch a ďalších aspektoch. Špecifické rozdiely sú nasledujúce:
Materiálový charakter a výrobný proces
PU Foam: Vyrába sa chemickou reakciou medzi izokyanátom a polyolom, ktorý patrí do „reaktívnej peny“. Počas penového procesu sa vytvárajú plyny (ako je oxid uhličitý), ktoré tvoria buď štruktúry s uzavretými bunkami alebo otvorenými bunkami. Jeho tvrdosť a hustota sa dajú ovládať úpravou podielu surovín, čo umožňuje výrobu mäkkých aj tvrdých odrôd.
PE pena: Je založená na polyetylénovej živici ako suroviny. Po pridaní penového činidla (napríklad butánu) sa tvorí vytláčaním a expanziou s vysokým teplotou, klasifikovaným ako „fyzický penový materiál“. Proces peny sa spolieha na zmeny vo fyzickom stave (rozšírenie plynu), so štruktúrou prevažne uzavretých buniek. Rozsah úpravy hustoty a tvrdosti je relatívne obmedzený a je väčšinou stredne nízky až nízka tvrdosť.
Rozdiely v základných fyzických vlastnostiach
Hustota a tvrdosť
PU Foam: Má extrémne veľký rozsah hustoty (0,02–0,5 g/cm³). Mäkké PU (napríklad vankúše pohovky) je mäkké s vysokou odolnosťou a po stlačení sa môže rýchlo zotaviť. Tvrdé PU (napríklad izolačné vrstvy chladničky) je tvrdé a husté, so silnou nosnou kapacitou.
PE pena: Má relatívne nízku hustotu (zvyčajne 0,03–0,1 g/cm³). Je celkovo mäkká, ale má „húževnatosť“ a pri stlačení sa pomaly odrazí. Jeho tvrdosť je vo všeobecnosti nižšia ako tvrdá PU, ktorá je bližšie k mäkkým materiálom, ale so stabilnejšou podporou (nie náchylná k zrúteniu).
Tepelná odolnosť a chemická stabilita
PU Foam: Má mierny odpor teploty, s dlhodobou prevádzkovou teplotou, ktorá sa vo všeobecnosti pohybuje od -30 do 80 stupňov. Má tendenciu zmäkčiť a deformovať, keď teplota presahuje 100 stupňov. Jeho chemická stabilita je zlá, pretože je ľahko korodovaná organickými rozpúšťadlami (ako je alkohol a benzín) a pri kontakte môže napučiavať alebo prasknúť.
PE Foam: Má lepšiu teplotnú odolnosť a môže sa stabilne používať v rozmedzí -60 až 100 stupňov. Nie je ľahko deformovaný, aj keď je na krátku dobu vystavený vysokej teplote 120 stupňov. Má silnú chemickú stabilitu, ktorá je odolná voči kyselinám, alkalisom a väčšine organických rozpúšťadiel a nie je ľahko korodovaná dennými kvapalinami (napríklad voda a detergenty).
Absorpcia vody a priedušnosť
PU Foam: PU so štruktúrou otvorených buniek (ako je špongia) má silnú absorpciu vody a dobrú priedušnosť (bežne sa používa na čistenie hubov a filtračných materiálov). PU so štruktúrou uzavretých buniek má nízku absorpciu vody, ale jej priedušnosť je stále slabšia ako v PE.
PE pena: Vďaka svojej hlavne štruktúre uzavretých buniek má extrémne zlú absorpciu vody (takmer žiadna absorpcia vody) a nízku priedušnosť (plyny ju môžu ťažko preniknúť), vďaka čomu je vhodná pre scenáre, ktoré vyžadujú ochranu a utesnenie vlhkosti.
Elasticita a odolnosť proti nárazu
PU Foam: Soft PU má vynikajúcu elasticitu a vysokú mieru regenerácie v ťahu a kompresii, ale je náchylná na „únavovú deformáciu“ (napríklad kolaps starých vankúšov na pohovku) za dlhodobého tlaku. Tvrdá PU má silný vplyv na náraz a dokáže absorbovať energiu deformáciou (napríklad nárazníky nárazníkov automobilov).
PE Foam: Jej elasticita má tendenciu byť „pomalým odrazom“ a jej odolnosť voči nárazu je stabilnejšia. Ak je ovplyvnená, rozptyľuje silu pomalou deformáciou a nie je náchylná na trvalú deformáciu po dlhodobom tlaku (napríklad PE penové vankúšiky používané v expresnom balení si môžu zachovať svoj tvar aj po opakovanom použití).
Rozdiely v scenároch aplikácie
Pu pena:
Soft PU: Používa sa ako výplňová vrstva v pohovkách a matracoch (využívajúc vysokú elasticitu na zlepšenie pohodlia), make-upové huby (so štruktúrou otvorenej bunky pre absorpciu vody a priedušnosti) a zvukovú izolačnú bavlnu (s poréznou štruktúrou na absorbovanie zvukových vĺn).
Tvrdé PU: Aplikované ako izolačná vrstva v chladničkách a zásobách za studena (štruktúra uzavretých buniek znižuje prenos tepla), izolačné dosky pre externé steny budov (kombinácia funkcií zaťaženia a izolácie) a automobilových interiérov (napríklad vrstvy vyrovnávacej pamäte prístrojov).
PE pena:
Balenie poľa: Používa sa na balenie elektronických výrobkov a precíznych prístrojov (ponúka odolnosť proti nárazu a ochranu proti vlhkosti) a ako výstelku izolačných škatúľ v čerstvom chladnom reťazci (s nízkou absorpciou vody a nízkym teplotným odporom).
Denné potreby: Používané v rohožoch jogy (poskytujúce protišmykové a flexibilné podpora), tlmivé vrstvy detských hračiek (netoxické a opotrebované odolné voči opotrebeniu) a izolačné rukávy rúr (vhodné na odolnosť proti vode a teplotnej odolnosti).
Priemyselné pole: Používa sa ako vodné plaváky (s nízkou hustotou a absorpciou nepaterovej) a obkladmi športového ochranného zariadenia (odolné voči nárazom a ľahké).
Ochrana životného prostredia a recyklovateľnosť
PU Foam: Recyklácia je pomerne náročná. Najmä mäkký PU má voľnú štruktúru a pomaly degraduje. Pri spálení môže uvoľňovať škodlivé plyny a vyžaduje si profesionálne ošetrenie. Niektoré nové typy peny PU používajú biologické suroviny, ktoré môžu zlepšiť ich environmentálny výkon.
PE Foam: Je to recyklovateľný plast (označený ako „PE“ alebo „04“) a po recyklácii sa dá znova spustiť a spracovať. Niektoré PE Foams môžu navyše dosiahnuť degradáciu šetrnú k životnému prostrediu pridaním degradantov, vďaka čomu sú relatívne šetrnejšie k životnému prostrediu.