Tipos de poliuretano

Un análisis de las propiedades particulares de ciertos grados de poliuretanos y la forma en que estos se utilizan sirve para demostrar su versatilidad.

Espumas

Por sí misma la reacción de polimerización produce poliuretano sólida y es por medio de la formación de burbujas de gas en la mezcla de polimerización, a menudo referido como “soplado”, que se hace la espuma de poliuretano. La fabricación de espuma de poliuretano se puede llevar a cabo de forma continua para producir laminados continuos o en bloques, o de manera discontinua, para producir artículos moldeados o bloques de subida libre.

Las espumas de poliuretano flexibles se pueden producir fácilmente en una variedad de formas por corte o moldeo. Se utilizan en la mayoría de los muebles tapizados y colchones. Los procesos flexibles de moldeo de espuma se utilizan para hacer asientos cómodos y cojines duraderos para muchos tipos de asientos y sillas. La economía y la limpieza de las espumas de poliuretano flexible son importantes en las aplicaciones en tapicería y colchones. Se puede hacer espumas rígidas fuertes de baja densidad que cuando se sopla, utilizando los agentes de soplado adecuados ambientalmente aceptables, producen estructuras celulares cerradas con baja conductividad térmica. Sus magníficas propiedades de aislamiento térmico han llevado a su uso generalizado en edificios, transporte refrigerado, refrigeradores y congeladores.

Un proceso rápido, sencillo de moldeo puede ser usado para producir artículos de espuma de poliuretano rígida y flexible, con pieles integrales que son a la vez decorativas y resistentes al desgaste. Los detalle de una superficie fina puede ser reproducidos en la piel integral de la espuma permitiendo la fabricación simple de artículos de imitación de madera, volantes de vehículos acolchados con ‘textura de cuero’ y revestimientos con superficies texturizadas.

 

En términos cuantitativos hay tres tipos de espuma principales:

  • espumas de poliuretano flexibles de baja densidad
  • espumas de poliuretano rígidas de baja densidad
  • espumas de poliuretano flexibles de alta densidad, conocidos comúnmente como elastómeros microcelulares y espumas de piel integral

 

Las espumas de poliuretano flexibles de baja densidad tienen densidades en el rango de 10 a 80 kg/m3, hechas de polímero ligeramente reticulado con estructura de celda abierta. No hay barreras entre las células adyacentes, lo que resulta en una trayectoria continua en la espuma de poliuretano, permitiendo que el aire fluya a través de la espuma. Estos materiales se utilizan principalmente como material de acolchado flexible y resistente para proporcionar un alto nivel de comodidad para el usuario. Se producen como forma de plancha, que luego se corta a medida, o como cojines moldeados individualmente o almohadillas. También hay variantes semi-rígidas de este material, donde ha sido modificada la química de los bloques de construcción. Éstos últimos se utilizan principalmente en los sistemas de gestión de energía tales como almohadillas de protección en los automóviles.

 

Las espumas de poliuretano rígidas de baja densidad son polímeros altamente reticulados con una estructura de celdas esencialmente cerradas y un intervalo de densidad de 28 a 50 kg/m3. Las células individuales de la espuma están aisladas unas de otras por paredes delgadas de polímero, que detienen de forma efectiva el flujo de gas a través de la espuma de poliuretano. Estos materiales ofrecen una buena resistencia estructural en relación con su peso, en combinación con excelentes propiedades de aislamiento térmico. Las células por lo general contienen una mezcla de gases y en función de su naturaleza y las proporciones relativas de las espumas ofrecen diferentes conductividades térmicas. Con el fin de mantener a largo plazo el rendimiento, es necesario que los gases de baja conductividad térmica permanezcan en las células, por consiguiente, más del 90 por ciento de las células necesitan ser cerradas. Recientemente se han desarrollado espumas rígidas de celdas completamente abiertas desarrollados específicamente para aplicaciones de paneles de vacío.

 

Las espumas de poliuretano rígidas de alta densidad se definen como aquellas que tienen densidades por encima de 100 kg/m3. Los sistemas de espuma de poliuretano con piel integral se utilizan para hacer piezas moldeadas que tienen un núcleo celular y una piel decorativa relativamente densa. Hay dos tipos: aquellos con un núcleo de célula abierta y una densidad total de hasta aproximadamente 450 kg/m3 y aquellos con una célula en principalmente cerrada o núcleo microcelular con una densidad total superior a 500 kg/m3. Los elastómeros microcelulares tienen una densidad mucho más uniforme de entre 400 y 800 kg/m3 y células predominantemente cerradas, que son mucho más pequeñas que las de las aplicaciones de baja densidad. Las principales aplicaciones de piel integral y elastómeros microcelulares se encuentran en partes moldeadas para tapicería de asientos de vehículos y suelas de zapatos. Otro material similar es el elastómero microporoso en que a menudo la estructura porosa es creada de maneras alternativas a la expansión de gases. Producidos a menudo en películas delgadas, estos materiales, tienen una celda abierta como estructura que permite el movimiento de gases, pero que tienen la apariencia y la integridad física de una película sólida.

 

Sólidos

Aunque los materiales espumados conforman una parte sustancial del mercado global de poliuretanos existe una amplia gama de poliuretanos sólidos utilizados en muchas aplicaciones.

 

Elastómeros de poliuretano moldeables son simplemente hechos mezclando y vertiendo una mezclade líquido desgasificado reactivo en un molde. Estos materiales tienen una buena resistencia a productos a base de petróleo, gasolina y muchos disolventes no polares comunes en combinación con una excelente resistencia a la abrasión. Se utilizan entre otras cosas en la fabricación de rodillos de impresión y neumáticos, tanto para unidades solidas relativamente pequeñas para baja velocidad con y para rellenar neumáticos muy grandes para todoterreno.

 

Las fibras de poliuretano elastoméricas son producidas por hilatura a partir de una extrusión de disolvente, generalmente dimetilformamida (DMF), o por un elastómero de masa fundida. El proceso disolvente es el dominante y tiene dos formas,

  • el elastómero es disuelto y luego hilado en fibra cuando se elimina el disolvente
  • se mezcla el isocianato y el poliol en una solución DMF y se produce la fibra hilada al ocurrir la reacción

Las principales aplicaciones de estas fibras es la ropa en la que se sustituyen el caucho natural de manera efectiva .

 

Los poliuretanos termoplásticos se suministran en forma de gránulos o pellets para la transformación por técnicas bien establecidas de procesamiento de termoplásticos tales como el moldeo por inyección y extrusión.De esta manera se pueden producir molduras elastoméricas en masa a dimensiones precisas con una excelente combinación de alta resistencia y una elevada resistencia al medio ambiente y la abrasión. Las aplicaciones incluyen mangueras, el revestimiento de cables, componentes de calzado y aplicaciones de ingeniería expuestas a gran desgaste. Los avances recientes han demostrado la posibilidad de espumar el polímero durante el moldeo por inyección extendiendo aún más la gama de aplicaciones.

 

Los poliuretanos también se utilizan en recubrimientos flexibles para textiles y adhesivos. para laminados de película y de telas. Las pinturas y los recubrimientos ofrecen la mayor resistencia al desgaste de superficies tales como suelos, la industria automotriz y los revestimientos exteriores de aeronaves. Los aglutinantes se utilizan cada vez más en el mercado de productos de madera compuesta por tableros de partículas orientadas y vigas laminadas para aplicaciones de alto rendimiento.

 

 

 

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