Пена с эффектом памяти

Пена с эффектом памяти состоит в основном из полиуретана с добавлением химических веществ, повышающих ее вязкость и плотность . Его часто называют « вязкоэластичным » пенополиуретаном или низкоэластичным пенополиуретаном ( LRPu ). Пузырьки пены или «ячейки» открыты, эффективно создавая матрицу, через которую может перемещаться воздух. Пена с эффектом памяти высокой плотности смягчается под действием тепла тела, позволяя за несколько минут принять форму теплого тела. Новые пенопласты могут быстрее восстановить свою первоначальную форму. ^{[ 1 ]}

Механика

Пена с эффектом памяти приобретает свои вязкоупругие свойства благодаря нескольким эффектам, обусловленным внутренней структурой материала. Сетевой эффект — это сила, восстанавливающая структуру пены при ее деформации. Этот эффект создается за счет того, что деформированный пористый материал выталкивается наружу, чтобы восстановить свою структуру под действием приложенного давления. Три эффекта противодействуют сетевому эффекту, замедляя регенерацию исходной структуры пены:

Пневматический эффект, вызванный временем, затрачиваемым воздухом на проникновение в пористую структуру пенопласта.
Адгезионный эффект , или адгезия , вызванный липкостью поверхностей внутри пенопласта, которые препятствуют декомпрессии, поскольку внутренние поры пенопласта сжимаются вместе.
Эффект релаксации (самая сильная из трех сил, действующих против расширения), вызванный тем, что материал пены находится вблизи температуры стеклования, ограничивая его подвижность, заставляя любые изменения быть постепенными и замедляя расширение пены после того, как приложенное давление был удален

Эффекты зависят от температуры, поэтому диапазон температур, при которых пена с эффектом памяти сохраняет свои свойства, ограничен. Если слишком холодно, он затвердевает. Если он слишком горячий, он действует как обычная пена, быстро возвращая свою первоначальную форму. Основу физики этого процесса можно описать ползучестью полимера . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Пневматический и адгезионный эффекты сильно коррелируют с размером пор пены с эффектом памяти. Меньшие поры приводят к увеличению площади внутренней поверхности и уменьшению потока воздуха, увеличивая адгезию и пневматические эффекты. Таким образом, свойствами пены можно управлять, изменяя ее ячеистую структуру и пористость . Температуру стеклования также можно модулировать с помощью добавок в материал пенопласта. ^{[ 2 ]}

Механические свойства пены с эффектом памяти могут повлиять на комфорт матрасов, изготовленных из нее. Существует также компромисс между комфортом и долговечностью. Некоторые пенопласты с эффектом памяти могут иметь более жесткую структуру ячеек, что приводит к более слабому распределению веса, но лучшему восстановлению исходной структуры, что приводит к улучшению цикличности и долговечности. Более плотная структура ячеек также может противостоять проникновению водяного пара , что приводит к уменьшению атмосферных воздействий и повышению долговечности и общего внешнего вида. ^{[ 4 ]}

История

Пена с эффектом памяти и более медленным пружинением, чем пена, описанная выше. Обратите внимание на характерное пожелтение полиуретана, вызванное воздействием света .

Пена с эффектом памяти была разработана в 1966 году по контракту для НАСА Исследовательского центра Эймса повышения безопасности авиационных подушек. Чувствительную к температуре пену с эффектом памяти первоначально называли «пеной с медленным пружинением»; большинство называло это «темперированной пеной». ^{[ 5 ]} Созданный путем подачи газа в полимерную матрицу, он имел твердую структуру с открытыми ячейками, которая выдерживала давление на него, но медленно возвращалась к своей первоначальной форме. ^{[ 6 ]}

Более поздняя коммерциализация пены включала ее использование в медицинском оборудовании, таком как подушечки для рентгеновских столов, и в спортивном оборудовании, таком как подкладки для американских и канадских футбольных шлемов .

Когда в начале 1980-х годов НАСА выпустило в открытый доступ пену с эффектом памяти, Fagerdala World Foams была одной из немногих компаний, желающих работать с ней, поскольку производственный процесс оставался сложным и ненадежным. Их продукт 1991 года, шведский матрас Tempur-Pedic, в конечном итоге привел к созданию компании Tempur World, производящей матрасы и подушки.

Пена с эффектом памяти впоследствии стала использоваться в медицинских учреждениях. Например, когда пациентам приходилось неподвижно лежать в постели на жестком матрасе в течение нездорового периода времени, давление на некоторые области их тела нарушало кровоток, вызывая пролежни или гангрену . Матрасы из пены с эффектом памяти значительно уменьшают такие явления, как и матрасы с надувным матрасом с переменным давлением. ^{[ 5 ]}^{[ 7 ]}

Пена с эффектом памяти изначально была слишком дорогой для широкого использования, но стала дешевле. Чаще всего его используют в быту — матрасы, подушки, обувь и одеяла. Он используется в медицинских целях, например, в качестве подушек для сидений инвалидных колясок, подушек для больничных кроватей и набивок для людей, страдающих длительной болью или проблемами с осанкой.

Гель

Сохранение тепла может быть недостатком при использовании в матрасах и подушках, поэтому в пене с эффектом памяти второго поколения компании начали использовать структуру с открытыми порами для улучшения воздухопроницаемости.

В 2006 году было представлено третье поколение пены с эффектом памяти. Гель-виско или гелевая пена с эффектом памяти состоит из частиц геля, сплавленных с вязкой пеной, чтобы уменьшить удержание тепла телом, ускорить возврат пружины и сделать матрас мягче. Эта технология была первоначально разработана и запатентована компанией Peterson Chemical Technology, ^{[ 8 ]} и гелевые матрасы стали популярными с выпуском линии iComfort от Serta и линии Beautyrest от Simmons в 2011 году. Затем была разработана пена с эффектом памяти, наполненная гелем, с так называемыми «бусинками», содержащими гель, который, как материал с фазовым изменением , достигал желаемая стабилизация температуры или охлаждающий эффект за счет перехода из твердого состояния в жидкое внутри капсулы. Изменение физических состояний может существенно изменить свойства теплопоглощения элемента.

С момента разработки гелевой пены с эффектом памяти были добавлены и другие материалы. Алоэ вера , экстракт зеленого чая и активированный уголь были объединены с ним, чтобы уменьшить запахи и даже обеспечить ароматерапию во время сна. Вискоза использовалась в тканых наматрасниках на кроватях из пены с эффектом памяти, чтобы отводить влагу от тела и повышать комфорт. Материалы с фазовым переходом (PCM) также использовались в чехлах на подушках, кроватях и наматрасниках с эффектом памяти. Другие материалы, помимо полиуретана, также обладают свойствами, необходимыми для изготовления пены с эффектом памяти. Полиэтилентерефталат , один из таких полимерных материалов, обеспечивает определенные преимущества перед полиуретаном, такие как возможность вторичной переработки, легкость и теплоизоляция . ^{[ 9 ]}

Матрасы

Матрас из пены с эффектом памяти обычно плотнее других матрасов из пены, что делает его более устойчивым и тяжелым. Матрасы из пены с эффектом памяти часто продаются по более высоким ценам, чем традиционные матрасы. Пена с эффектом памяти, используемая в матрасах, обычно производится с плотностью менее 24 кг/м. ³ (1,5 фунта/фута ³) до 128 кг/м ³ (8 фунтов/фут ³) плотность. Большая часть стандартной пены с эффектом памяти имеет плотность 16–80 кг/м. ³ (от 1 до 5 фунтов/фут ³). Большинство постельных принадлежностей, таких как накладки-топперы и комфортные слои матрасов, имеют плотность 48–72 кг/м. ³ (от 3 до 4,5 фунта/фута ³). Высокая плотность, например 85 кг/м. ³ (5,3 фунта/фута ³) используются нечасто.

Свойство твердости (от твердого к мягкому) пены с эффектом памяти используется для определения комфорта. пены Он измеряется показателем отклонения силы вдавливания (IFD). Однако это не полное измерение ощущения «мягкости» или «твердости » . Пенопласт с более высоким IFD, но меньшей плотностью может показаться мягким при сжатии.

IFD измеряет силу в ньютонах (или фунтах-силах ), необходимую для образования вмятины размером 1 дюйм в образце пенопласта размером 500 мм × 500 мм × 100 мм (19,7 дюйма × 19,7 дюйма × 3,9 дюйма) на расстоянии 323 см. ³ Диск (50 квадратных дюймов, диаметр 8 дюймов), известный как IFD, со сжатием 25%. ^{[ 10 ]} Рейтинги IFD для пен с эффектом памяти варьируются от сверхмягких (IFD 10) до полужестких (IFD 12). Большинство матрасов с эффектом памяти являются жесткими (от IFD 12 до IFD 16).

Пенопласт с эффектом памяти второго и третьего поколения имеет структуру с открытыми порами, которая реагирует на тепло и вес тела, принимая форму тела спящего, помогая уменьшить давление в точках, предотвращая пролежни и т. д. ^{[ 11 ]}^{[ нужен лучший источник ]} Производители утверждают, что это может помочь уменьшить давление на точки, облегчить боль и обеспечить более спокойный сон, хотя объективных исследований, подтверждающих заявленные преимущества матрасов, не существует. ^{[ 12 ]}

Матрасы из пены с эффектом памяти сохраняют тепло тела, поэтому в жаркую погоду они могут быть чрезмерно теплыми. Однако гелевая пена с эффектом памяти имеет тенденцию быть более прохладной из-за большей воздухопроницаемости. ^{[ 13 ]}

Опасности

Выбросы от матрасов с эффектом памяти могут напрямую вызывать большее раздражение дыхательных путей, чем от других матрасов. Пена с эффектом памяти, как и другие полиуретановые изделия, может быть горючей. ^{[ 14 ]} В нескольких юрисдикциях были приняты законы, требующие, чтобы все постельные принадлежности, включая предметы из пены с эффектом памяти, были устойчивы к возгоранию от открытого огня, такого как свеча или зажигалка. Законы США о постельных принадлежностях, вступившие в силу в 2010 году, вносят изменения в Бюллетень Cal-117 по огнестойким испытаниям. ^{[ 15 ]}

Существуют опасения, что высокие уровни огнезащитного ПБДЭ, обычно используемого в пене с эффектом памяти, могут вызвать проблемы со здоровьем у некоторых пользователей. ^{[ 16 ]} ПБДЭ больше не используются в большинстве пеноматериалов для постельных принадлежностей, особенно в Европейском Союзе.

Производители предостерегают от того, чтобы оставлять младенцев и маленьких детей без присмотра на матрасах с эффектом памяти, так как им может быть трудно перевернуться, и они могут задохнуться. ^{[ 13 ]}

Агентство по охране окружающей среды США опубликовало два документа, предлагающих национальные стандарты выбросов опасных загрязнителей воздуха (HAP), касающиеся опасных выбросов, образующихся при производстве изделий из гибкого пенополиуретана . ^{[ 17 ]} Выбросы HAP, связанные с пенополиуретана производством , включают метиленхлорид , толуолдиизоцианат , метилхлороформ , метилендифенилдиизоцианат , оксид пропилена , диэтаноламин , метилэтилкетон , метанол и толуол . Однако не все химические выбросы, связанные с производством этих материалов, классифицированы. На хлористый метилен приходится более 98 процентов общих выбросов HAP в этой отрасли. Кратковременное воздействие высоких концентраций метиленхлорида также раздражает нос и горло. Последствия хронического (длительного) воздействия метиленхлорида на человека затрагивают центральную нервную систему и включают головные боли, головокружение, тошноту и потерю памяти. Исследования на животных показывают, что вдыхание метиленхлорида влияет на печень, почки и сердечно-сосудистую систему. О воздействии метиленхлорида на развитие или репродуктивную функцию у людей не сообщалось, но в ограниченных исследованиях на животных сообщалось о снижении массы тела плода у крыс, подвергшихся воздействию. ^{[ 18 ]}

См. также

Ссылки

^ Неллес, Барбара. « Экспоненты подчеркивают выгодные цены в тенденциях Vegas Foam, регулируемых элементах и верхней части кровати, а также в новостях . Архивировано 3 февраля 2014 г. в Wayback Machine ». Журнал BedTimes . Ноябрь 2009 г. Проверено 29 декабря 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Кребс, Майкл. «Регулировка физических свойств вязкоупругой пены – роль различного сырья» (PDF) . pu-additives.com . Проверено 21 мая 2020 г.
^ Ландерс, Р. «Важность клеточной структуры вязкоупругих пен» (PDF) . pu-additives.com . Проверено 21 мая 2020 г.
^ Скарфато, Паола; Ди Майо, Лучано; Инкарнато, Лоредана (16 октября 2016 г.). «Структура и физико-механические свойства, связанные с комфортом эластичных пенополиуретанов для матрасов и воздействием искусственного выветривания». Композиты Часть Б. 109 : 45–52. дои : 10.1016/j.compositesb.2016.10.041 .
^ Jump up to: ^а ^б «Пена, выпущенная в 2005 году сорок лет назад, возвращается с новыми преимуществами» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 20 марта 2009 года.
^ « Восемь побочных эффектов из космоса» Статья из журнала «Космос» . Блог «Основы здоровья» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 25 января 2014 г.
^ Браунли, Дж.; Кларк, MC (1993). «Экспериментальные и спонтанные заболевания слизистых оболочек крупного рогатого скота: подтверждение постулатов Коха в определении патогенеза» . Интервирусология . 35 (1–4): 51–59. дои : 10.1159/000150295 . ISSN 0300-5526 . ПМИД 8407250 .
^ Петерсон, Брюс В. «Мистер» . Полиуретановые гелеобразные полимеры, методы и применение в эластичных пенопластах . Архивировано из оригинала 19 апреля 2014 г. Проверено 18 апреля 2014 г.
^ Санто, Лоредана; Беллисарио, Дениз; Квадрини, Фабрицио (25 января 2018 г.). «Память формы пенопластов ПЭТ» . Полимеры . 10 (115): 115. дои : 10.3390/polym10020115 . ПМК 6415055 . ПМИД 30966151 .
^ «Ассоциация пенополиуретанов» . pfa.org . Архивировано из оригинала 4 января 2010 г. Проверено 15 января 2010 г.
^ Стрэнд, Андреа. «Руководство по матрасам с эффектом памяти для тех, кто спит на боку» . Проверено 17 августа 2018 г.
^ Энни Стюарт (08 февраля 2010 г.). «Матрасы с эффектом памяти: преимущества и недостатки» . ВебМД.
^ Jump up to: ^а ^б Лори Бреннер. «Опасности пены с эффектом памяти» . SFGATE (веб-сайт San Francisco Chronicle) . Проверено 13 мая 2019 г.
^ «Является ли постельное белье из пены с эффектом памяти опасным для пожара?» . 11 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 26 июля 2015 г. Проверено 9 сентября 2015 г.
^ «Федеральный стандарт на матрасы — Бюро товаров для дома и теплоизоляции» . ca.gov . Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 г.
^ Арлин Блюм. Дилемма огнезащиты. Архивировано 5 июня 2009 г. в Wayback Machine . Наука. 12 октября 2007 г.: 194b–195b.
^ Федеральный реестр / Том. 61, № 250 / пятница, 27 декабря 1996 г. / Предлагаемое правило: Агентство по охране окружающей среды. Архивировано 9 января 2012 г. в Wayback Machine и Агентстве по охране окружающей среды . Архивировано 9 января 2012 г. в Федеральном реестре Wayback Machine / Том. 63, № 194 /Среда, 7 октября 1998 г. /Правила и положения
^ Агентство по охране окружающей среды. Архивировано 9 января 2012 г. в Федеральном реестре Wayback Machine / Том. 63, № 194 /Среда, 7 октября 1998 г. /Правила и положения

[1] Неллес, Барбара. « Экспоненты подчеркивают выгодные цены в тенденциях Vegas Foam, регулируемых элементах и верхней части кровати, а также в новостях . Архивировано 3 февраля 2014 г. в Wayback Machine ». Журнал BedTimes . Ноябрь 2009 г. Проверено 29 декабря 2020 г.

[autogenerated1-2] Jump up to: ^а ^б Кребс, Майкл. «Регулировка физических свойств вязкоупругой пены – роль различного сырья» (PDF) . pu-additives.com . Проверено 21 мая 2020 г.

[3] Ландерс, Р. «Важность клеточной структуры вязкоупругих пен» (PDF) . pu-additives.com . Проверено 21 мая 2020 г.

[4] Скарфато, Паола; Ди Майо, Лучано; Инкарнато, Лоредана (16 октября 2016 г.). «Структура и физико-механические свойства, связанные с комфортом эластичных пенополиуретанов для матрасов и воздействием искусственного выветривания». Композиты Часть Б. 109 : 45–52. дои : 10.1016/j.compositesb.2016.10.041 .

[spinoff-5] Jump up to: ^а ^б «Пена, выпущенная в 2005 году сорок лет назад, возвращается с новыми преимуществами» . НАСА.gov . Архивировано из оригинала 20 марта 2009 года.

[cosmosmag-6] « Восемь побочных эффектов из космоса» Статья из журнала «Космос» . Блог «Основы здоровья» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 25 января 2014 г.

[7] Браунли, Дж.; Кларк, MC (1993). «Экспериментальные и спонтанные заболевания слизистых оболочек крупного рогатого скота: подтверждение постулатов Коха в определении патогенеза» . Интервирусология . 35 (1–4): 51–59. дои : 10.1159/000150295 . ISSN 0300-5526 . ПМИД 8407250 .

[8] Петерсон, Брюс В. «Мистер» . Полиуретановые гелеобразные полимеры, методы и применение в эластичных пенопластах . Архивировано из оригинала 19 апреля 2014 г. Проверено 18 апреля 2014 г.

[9] Санто, Лоредана; Беллисарио, Дениз; Квадрини, Фабрицио (25 января 2018 г.). «Память формы пенопластов ПЭТ» . Полимеры . 10 (115): 115. дои : 10.3390/polym10020115 . ПМК 6415055 . ПМИД 30966151 .

[10] «Ассоциация пенополиуретанов» . pfa.org . Архивировано из оригинала 4 января 2010 г. Проверено 15 января 2010 г.

[11] Стрэнд, Андреа. «Руководство по матрасам с эффектом памяти для тех, кто спит на боку» . Проверено 17 августа 2018 г.

[12] Энни Стюарт (08 февраля 2010 г.). «Матрасы с эффектом памяти: преимущества и недостатки» . ВебМД.

[sfgate-13] Jump up to: ^а ^б Лори Бреннер. «Опасности пены с эффектом памяти» . SFGATE (веб-сайт San Francisco Chronicle) . Проверено 13 мая 2019 г.

[14] «Является ли постельное белье из пены с эффектом памяти опасным для пожара?» . 11 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 26 июля 2015 г. Проверено 9 сентября 2015 г.

[15] «Федеральный стандарт на матрасы — Бюро товаров для дома и теплоизоляции» . ca.gov . Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 г.

[16] Арлин Блюм. Дилемма огнезащиты. Архивировано 5 июня 2009 г. в Wayback Machine . Наука. 12 октября 2007 г.: 194b–195b.

[17] Федеральный реестр / Том. 61, № 250 / пятница, 27 декабря 1996 г. / Предлагаемое правило: Агентство по охране окружающей среды. Архивировано 9 января 2012 г. в Wayback Machine и Агентстве по охране окружающей среды . Архивировано 9 января 2012 г. в Федеральном реестре Wayback Machine / Том. 63, № 194 /Среда, 7 октября 1998 г. /Правила и положения

[18] Агентство по охране окружающей среды. Архивировано 9 января 2012 г. в Федеральном реестре Wayback Machine / Том. 63, № 194 /Среда, 7 октября 1998 г. /Правила и положения

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

v т и Постельные принадлежности
для взрослых Кровати ( размеры кроватей )	мат Кровать-коробка Двухъярусная кровать Кровать-клетка Веревочная кровать Походная кровать Кровать с балдахином Кушетка Кровать с балдахином Футон Гамак Больничная койка Канг кровать-печь Турецкая кровать Кровать-чердак детская кроватка Кровать Мерфи Петате Кровать-платформа Польская кровать Кровать-сани Диван-кровать Раскладная кровать
Детские кроватки	Колыбелька Колыбель (кровать) Детская кроватка Кровать для малыша
Компоненты кровати	Каркас кровати Простыня Юбка на кровать Сторона детской кроватки Подножка Изголовье
Матрасы	Надувной матрас Камбоджийский коврик Тик матрас Еда для маджонга Наматрасник Защитный матрас Пена с эффектом памяти Ортопедический матрас Водяная кровать
Основания кроватей	пружинный блок Банки доска Кровать для хранения вещей
Одеяла	афганский Одеяло Пуховое одеяло Пододеяльник Электрическое одеяло Одеяло Гудзонова залива Лижник Лоскутное одеяло Фото одеяло Одеяло Разай Защитное одеяло Шелковое одеяло Спальный мешок Одеяло с рукавами Утяжеленное одеяло
Подушки	Акупрессурная подушка Бамбуковая жена Поддержка Контурная подушка для ног Подушка Дакимакура Подушка для глаз Ортопедическая подушка Секс-подушка Подушка для динамика Декоративная подушка
Похожие товары	Постель с подогревом Диван Тумбочка Одеяло форт
Категория Коммонс