Poliuretà

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

El poliuretà és una resina sintètica que s'obté mitjançant condensació de polièsters. Es caracteritza per la seva baixa densitat i és molt utilitzat com aïllant tèrmics i escumes resilients, elástòmers durables, adhesius i segelladors d'alt rendiment, pintures, fibres, segells, empaquetatges, juntes, preservatius, parts automotrius, en la indústria de la construcció, del moble i múltiples aplicacions més.

Història[modifica | modifica el codi]

Otto Bayer i els seus companys de treball en i.g. Farben a Leverkusen, Alemanya, va fer per primera vegada en 1937 poliuretans. Els nous polímers tenen alguns avantatges sobre els plàstics existents que van ser fetes per polimerització d'olefines, o per policondensació, i que no van ser coberts per les patents obtingudes per Wallace Carothers de polièsters. El treball inicial es va centrar en la producció de fibres i escumes flexibles i pus s'aplica en una escala limitada com a recobriment avions durant la Segona Guerra Mundial. Poliisocianats que es va començar a comercialitzar el 1952 i la producció d'escuma de poliuretà flexible es va iniciar en 1954 amb diisocianat de toluè (TDI) i poliols de polièster. Aquests materials també es van utilitzar per produir escumes rígides, de goma, goma i elastòmers. Fibres lineals es produeixen a partir de diisocianat de hexametileno (HDI) i 1,4-butanodiol (BDO). El 1956, DuPont va introduir polioléteres, especialment poli (tetrametilen èter) glicol i BASF i Dow Chemical van començar a vendre polialquilenglicoles el 1957. Els poliols de polièter són més barats, més fàcils de manejar i més resistent a l'aigua que els poliols de polièster, i es va fer més popular. Union Carbide i Mobay, una aliança d'empreses Monsanto / Bayer EUA, també van començar a fer els productes químics de poliuretà. El 1960 es van produir més de 45.000 tones mètriques d'escumes flexibles de poliuretà. La disponibilitat d'agents de bufat clorofluoroalcano, poliols de polièter de baix cost, i de metilè difenil diisocianat (MDI) permet escumes rígides de poliuretà per a ser utilitzats com a materials d'aïllament d'alt rendiment. El 1967, es van introduir uretà modificats escumes rígides de poliisocianurat, oferint estabilitat encara millor tèrmica i resistència a la inflamabilitat. Durant la dècada de 1960, els components de seguretat interior dels automòbils com ara instruments i panells de les portes van ser produïts per volta d'ompliment de pells termoplàstiques amb escuma semirígida.

El 1969, Bayer va exhibir un cotxe completament plàstica a Düsseldorf, Alemanya. Parts d'aquest cotxe, tals com la fàscia i panells de la carrosseria s'han fabricat utilitzant un nou procés anomenat RIM, emmotllament per injecció reactiva en què els reactius es van barrejar a continuació, s'injecta en un motlle. L'addició de càrregues, com ara vidre mòlt, mica, i fibres minerals processades va donar lloc a RIM reforçat (RRIM), que proporciona millores en el mòdul de flexió (rigidesa), la reducció en el coeficient d'expansió tèrmica i estabilitat tèrmica. Aquesta tecnologia s'utilitza per fer el primer automòbil cos de plàstic als Estats Units, el Pontiac Piero, el 1983. Altres augments en la rigidesa es van obtenir mitjançant la incorporació d'estores de vidre pre-col·loca en la cavitat del motlle RIM, també conegut àmpliament com l'emmotllament per injecció de resina o RIM estructural. A partir de la dècada de 1980, s'han utilitzat escumes flexibles microcel bufades aigua per modelar les juntes dels panells d'automòbils i els segells del filtre d'aire, en substitució de plastisol de PVC d'aplicacions d'automoció ha augmentat considerablement la quota de mercat. Les escumes de poliuretà s'utilitzen ara en les aplicacions de filtre d'oli d'alta temperatura.

L'escuma de poliuretà (incloent el cautxú d'escuma) es fa de vegades l'ús de petites quantitats d'agents de bufat per donar menys escuma densa, una millor absorció d'amortiment / energia o aïllament tèrmic. A principis de 1990, pel seu impacte en la reducció de l'ozó, el Protocol de Mont-real limita l'ús de molts agents escumants que contenen clor, com ara triclorofluorometano (CFC-11). A finals de la dècada de 1990, l'ús d'agents com ara diòxid de carboni, pentà, 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a) i 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa) que bufa eren àmpliament utilitzat a Amèrica del Nord i la Unió Europea, encara que els agents de bufat clorats van romandre en ús en molts països en desenvolupament.

En la dècada de 1990 nou de dos components de poliuretà i híbrids de poliuretà elastòmers de poliurea es van utilitzar per a l'aspersió en el lloc de càrrega revestiments de llit i aplicacions marines militars per a la Marina dels EUA. Un poliuretà monocomponent s'especifica com recobriments d'alta durabilitat de la coberta sota la norma MIL-PRF-32171 per a la Marina dels EUA. Aquesta tècnica per al revestiment crea un compost durador i resistent a l'abrasió amb el substrat metàl·lic, i elimina la corrosió i la fragilitat associada amb la gota en revestiments termoplàstics. Els creixents costos de les matèries primeres petroquímiques i un desig públic millorat per als productes respectuosos del medi ambient verds van aixecar interès en poliols derivats d'olis vegetals. Un dels partidaris més acèrrims d'aquests poliuretans fets usant poliols naturals de petroli és la Ford Motor Company.

Propietats[modifica | modifica el codi]

La resiliència és la "capacitat de memòria" d'un poliuretà flexible, és a dir, a la resistència a la deformació per compressió mecànica. Es poden barrejar amb pigments tals com el negre de fum o altre pigment per a aplicacions en automòbils i mobles moderns. La seva formulació es basa en poliuretà de baix nombre d'hidroxils combinats amb isocianats de baix contingut en funcions NCO, unit a propelents especials i una elevada relació d'aigua, tota la fórmula està estequiomètricament dissenyada per a assolir una escuma de gelat ràpid i amb una determinada densitat que no supera els 25 kg/.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Algunes aplicacions de poliuretans flexibles abasta la indústria del packing que s'usen poliuretans anti-impacte per a embalatges de peces delicades, la seva principal característica és que són de cel·les obertes i baixa densitat(12-15 kg/m³). També existeixen els poliuretans rígids o RIM (de Rigid Inyection Molding), són rígids i de densitat més elevada( 30-50 kg/m³) que les anteriors, però tenen característiques molt semblants. La capacitat d'aïllament tèrmic del poliuretà es deu al gas capturat en les cel·les tancades de l'entramat del polímer. Un poliuretà de 25 mm de gruix pot aïllar tèrmicament un ambient intern que romandrà a 20 °C per una cara, mentre que pel costat exterior de la cara poden fluctuar -5 °C.

Química del poliuretà[modifica | modifica el codi]

El poliuretà és en general el resultat d'una barreja de dos components, l'A i el B en una proporció estequiomètricament definida pel químic que dissenya la fórmula. Existeixen a més poliuretans monocomponents que són usats exclusivament per a la indústria de la construcció.

Component A[modifica | modifica el codi]

En el Poliol, que és una barreja curosament formulada i balancejada de glicols, alcohols d'elevat pes molecular. Es troben en barreja amb agents escumosos i altres additius tals com amines, agents siliconats, aigua, propelents i catalitzadors organometàlics que són el que li donen les característiques a l'escuma final. L'aparença és com mel viscosa i pot tenir una forta olor amoniacal.

Component B[modifica | modifica el codi]

El component B és un isocianat prepolimeritzat (preiniciat) amb un contingut de funció NCO que pot variar des dels 18 al 35% en funcionalitat. Alguns són molt viscosos i d'altres són fluids i són mantinguts en atmosfera seca de nitrogen. Tenen a més propietats adhesives molt benvolgudes pel que també serveixen de coles per a fer blocs poli-material.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Poliuretà Modifica l'enllaç a Wikidata