Xốp PU foam có mấy loại? Open cell, closed cell, spray foam và tấm sandwich panel

Xốp PU foam (Polyurethane foam) không phải một loại đơn nhất mà là nhóm vật liệu có nhiều dạng sản phẩm với đặc tính kỹ thuật khác biệt. Phân loại chính xác theo cấu trúc tế bào và phương thức sản xuất giúp chọn đúng sản phẩm cho từng ứng dụng.

Phân loại theo cấu trúc tế bào

1. PU foam tế bào hở (Open Cell Foam)

Open cell foam có cấu trúc tế bào không kín — vách ngăn giữa các tế bào bị phá vỡ trong quá trình tạo bọt, tạo ra mạng lưới tế bào thông với nhau. Không khí và hơi nước di chuyển tự do qua cấu trúc này.

Đặc tính kỹ thuật:

• λ ≈ 0,035–0,040 W/(m·K) — kém hơn closed cell đáng kể
• Mật độ: 8–14 kg/m³ — nhẹ hơn nhiều
• Mềm, đàn hồi — có thể bóp lại được
• Hút ẩm cao — không dùng ngoài trời
• Cách âm tốt hơn closed cell

Ứng dụng: cách âm trong vách thạch cao, đệm ghế sofa, nệm, lót mũ bảo hiểm; cách nhiệt bổ sung bên trong tường khô nơi không có nguy cơ ẩm.

2. PU foam tế bào đóng (Closed Cell Foam — Rigid)

Closed cell foam cứng có vách tế bào nguyên vẹn, không khí và hơi nước không thể đi qua. Đây là dạng tạo ra hiệu quả cách nhiệt cao nhất.

Đặc tính kỹ thuật:

• λ = 0,022–0,028 W/(m·K) — thấp nhất nhóm phổ thông
• Mật độ: 30–80 kg/m³
• Cứng, không đàn hồi — không thể bóp lại
• Độ hút ẩm <1–3% thể tích
• Cường độ nén: 150–300 kPa

Ứng dụng: cách nhiệt mái tôn, tường ngoài, kho lạnh, đường ống lạnh; là dạng phổ biến nhất trong xây dựng công nghiệp.

Phân loại theo phương thức sản xuất/sử dụng

3. Spray Polyurethane Foam — SPF (Foam phun tại chỗ)

SPF là hệ thống hai thành phần (2K): thành phần A chứa MDI (isocyanate), thành phần B chứa polyol + chất tạo bọt + chất xúc tác. Hai thành phần giữ tách biệt, trộn tại đầu súng phun chuyên dụng và phản ứng tức thì trên bề mặt cần cách nhiệt.

SPF open cell:

• λ ≈ 0,037–0,040 W/(m·K)
• Nở 100–120 lần thể tích hỗn hợp lỏng
• Mềm, đàn hồi sau đông rắn
• Giá thấp hơn SPF closed cell
• Dùng cách âm tường, trần trong nhà khô

SPF closed cell:

• λ = 0,022–0,026 W/(m·K)
• Nở 30–40 lần thể tích hỗn hợp lỏng
• Cứng, kháng ẩm tốt sau đông rắn
• Tự hoạt động như vapor barrier ở chiều dày ≥ 50 mm
• Dùng mái tôn, tường ngoài, kho lạnh, cầu tàu biển

4. Tấm sandwich panel PU/PIR (Continuous panel)

Sandwich panel sản xuất công nghiệp theo quy trình liên tục: PU/PIR foam đổ và nở giữa hai lớp tôn thép (hoặc tôn inox, tôn nhôm) di chuyển liên tục trên băng chuyền sưởi. Kết quả là tấm sandwich với lõi foam gắn kết chặt vào hai mặt tôn.

Thông số tiêu chuẩn:

• Chiều rộng: 1000–1200 mm
• Chiều dài: 2–12 m (cắt theo đặt hàng)
• Độ dày lõi foam: 25–200 mm
• Độ dày tôn mặt: 0,3–0,8 mm (thép phủ màu PPGL/PPGI)
• Lõi PUR: cấp cháy B3; lõi PIR: cấp cháy B2

Phân loại theo mặt cắt:

• Mái — mặt trên gợn sóng hoặc gợn nhỏ; mặt dưới phẳng
• Tường — cả hai mặt phẳng hoặc gợn nhỏ; khóa cài lưỡi gà
• Tường kho lạnh — tôn inox 304 bên trong, tôn thép mạ bên ngoài
• Phòng sạch — bề mặt siêu phẳng, không tạo điểm bám vi sinh

5. Tấm PU foam đúc rời (Block foam — Boardstock)

Tấm foam cứng sản xuất theo phương pháp rót khuôn hoặc đúc block lớn rồi cắt theo kích thước yêu cầu. Không có lớp tôn bao ngoài. Dùng để:

• Cách nhiệt đường ống (cắt hình bán trụ ôm quanh ống)
• Cách nhiệt tủ lạnh, tủ đông gia dụng (rót trực tiếp vào vỏ)
• Cách nhiệt bồn chứa nước nóng lạnh
• Đúc chi tiết định hình theo hình dạng phức tạp

Bảng so sánh các loại PU foam

Loại	λ W/(m·K)	Mật độ (kg/m³)	Cứng/Mềm	Kháng ẩm	Ứng dụng chính
Open cell foam	0,037–0,040	8–14	Mềm	Kém	Cách âm, đệm nội thất
Closed cell foam	0,022–0,028	30–80	Cứng	Tốt	Cách nhiệt công nghiệp
SPF open cell	0,037–0,040	8–14	Mềm	Kém	Cách âm in-situ, khe nhỏ
SPF closed cell	0,022–0,026	30–60	Cứng	Tốt	Mái tôn, tường ngoài
Sandwich panel PUR	0,023–0,028	38–42	Cứng (+ tôn)	Tốt	Mái/tường nhà xưởng
Sandwich panel PIR	0,022–0,026	38–45	Cứng (+ tôn)	Tốt	Kho lạnh, phòng sạch
Boardstock (tấm đúc rời)	0,022–0,028	30–80	Cứng	Tốt	Ống, bồn chứa, tủ lạnh

Phân biệt PU foam và PIR foam

PIR (Polyisocyanurate) là biến thể của PU với tỷ lệ MDI/polyol cao hơn, tạo ra nhiều liên kết isocyanurate (vòng tam giác bền nhiệt) bên cạnh liên kết urethane. Kết quả:

• Cấp cháy tốt hơn: B2 (PIR) so với B3 (PUR thường)
• Nhiệt độ chịu đựng cao hơn: đến 150°C so với 120°C của PUR
• λ thấp hơn nhẹ: 0,022–0,026 vs 0,023–0,028
• Giá cao hơn 5–15% so với PUR cùng mật độ

Trên thị trường Việt Nam, nhiều sản phẩm ghi “tấm PU” thực chất là PIR — cần hỏi cụ thể cấp cháy và chứng nhận EN 14509 khi mua sandwich panel cho kho lạnh hoặc phòng sạch.

Kết luận

PU foam có 4 dạng chính phân loại theo cấu trúc và sản xuất: open cell foam (mềm, cách âm), closed cell foam (cứng, cách nhiệt cao), spray foam in-situ (phun tại chỗ), và sandwich panel (kết cấu hoàn chỉnh). Ngoài ra PIR là biến thể cải tiến cháy tốt hơn. Chọn đúng loại theo yêu cầu — không phải cứ “PU foam” là như nhau.