¿Qué es una esponja de poliuretano?

La esponja de poliuretano (esponja de PUR y PU) es un polímero compuesto por unidades orgánicas unidas por enlaces de carbamato (uretano). Si bien la mayoría de los poliuretanos son polímeros termoendurecibles que no se derriten cuando se calientan, también se encuentran disponibles poliuretanos termoplásticos.

Los polímeros de poliuretano se forman tradicionalmente y más comúnmente haciendo reaccionar un di o tri poliisocianato con un poliol. Tanto los isocianatos como los polioles utilizados para fabricar poliuretanos contienen, en promedio, dos o más grupos funcionales por molécula.

Los poliuretanos se utilizan en la fabricación de asientos de espuma de alta resiliencia, paneles aislantes de espuma rígida, sellos y juntas de espuma microcelular, ruedas y neumáticos elastoméricos duraderos (como montañas rusas, escaleras mecánicas, carritos de compras, ascensores y ruedas de patinetas), casquillos de suspensión para automóviles. , compuestos de encapsulado eléctrico, adhesivos de alto rendimiento, revestimientos y selladores de superficies, fibras sintéticas (por ejemplo, spandex), bases para alfombras, piezas de plástico duro (por ejemplo, para instrumentos electrónicos), condones y mangueras.

Materias primas

Los ingredientes principales para fabricar un poliuretano son diisocianatos, triisocianatos y polioles. Se añaden otros materiales para ayudar a procesar el polímero o para modificar las propiedades del polímero.

Producción

Las esponjas de poliuretano se producen mezclando dos o más corrientes líquidas. La corriente de poliol contiene catalizadores, tensioactivos, agentes de expansión, etc. Los dos componentes se denominan sistema de poliuretano o simplemente sistema.

En Norteamérica, el isocianato se denomina comúnmente "lado A" o simplemente "iso". La mezcla de polioles y otros aditivos se conoce comúnmente como "lado B" o "poli". [cita requerida] Esta mezcla también podría denominarse "resina" o "mezcla de resina".

En Europa, los significados de "lado A" y "lado B" están invertidos. [cita requerida] Los aditivos de mezclas de resina pueden incluir extensores de cadena, reticulantes, tensioactivos, retardantes de llama, agentes espumantes, pigmentos y rellenos. El poliuretano se puede fabricar en una variedad de densidades y durezas variando el isocianato, el poliol o los aditivos.

Salud y seguridad

El polímero de poliuretano completamente reaccionado es químicamente inerte. La OSHA (Administración de Salud y Seguridad Ocupacional) o la ACGIH (Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales) no han establecido límites de exposición en los EE. UU. No está regulado por OSHA en cuanto a carcinogenicidad.

Prueba de llama abierta. La espuma de poliuretano superior sin tratar arde vigorosamente. Fondo, con tratamiento ignífugo.

El polímero de poliuretano es un sólido combustible y puede encenderse si se expone a una llama abierta. La descomposición del fuego puede producir cantidades significativas de monóxido de carbono y cianuro de hidrógeno, además de óxidos de nitrógeno, isocianatos y otros productos tóxicos. Debido a la inflamabilidad del material, hay que tratarlo con retardadores de llama (al menos en el caso de los muebles), casi todos los cuales se consideran nocivos.

Posteriormente, California emitió el Boletín Técnico 117 de 2013, que permitió que la mayoría de la espuma de poliuretano pasara las pruebas de inflamabilidad sin el uso de retardantes de llama. Green Science Policy Institute afirma: "Aunque el nuevo estándar se puede cumplir sin retardantes de llama, NO prohíbe su uso. Los consumidores que deseen reducir la exposición doméstica a los retardantes de llama pueden buscar una etiqueta TB117-2013 en los muebles y verificar con los minoristas que los productos no contienen retardantes de llama."

Las mezclas de resinas líquidas y los isocianatos pueden contener componentes peligrosos o regulados. Los isocianatos son conocidos sensibilizadores cutáneos y respiratorios. Además, las aminas, glicoles y fosfatos presentes en las espumas de poliuretano en aerosol presentan riesgos.

La exposición a sustancias químicas que pueden emitirse durante o después de la aplicación de espuma de poliuretano en aerosol (como los isocianatos) son perjudiciales para la salud humana y, por lo tanto, se requieren precauciones especiales durante y después de este proceso.

En los Estados Unidos, se puede encontrar información adicional sobre salud y seguridad a través de organizaciones como la Asociación de Fabricantes de Poliuretano (PMA) y el Centro para la Industria del Poliuretano (CPI), así como de fabricantes de materias primas y sistemas de poliuretano. La información regulatoria se puede encontrar en el Código de Regulaciones Federales Título 21 (Alimentos y Medicamentos) y Título 40 (Protección del Medio Ambiente).

En Europa, la información sobre salud y seguridad está disponible en ISOPA, la Asociación Europea de Productores de Diisocianatos y Polioles.

Fabricación

Los métodos de fabricación de productos terminados con esponja de poliuretano varían desde pequeñas operaciones de vertido manual de piezas hasta grandes líneas de producción de cartón y cartón de gran volumen. Independientemente del producto final, el principio de fabricación es el mismo: para dosificar la mezcla líquida de isocianato y resina en una proporción estequiométrica específica, mezclarlos hasta obtener una mezcla homogénea, dispensar el líquido de reacción en un molde o sobre una superficie. , espere hasta que cure, luego desmolde la pieza terminada.

Aplicaciones

Artículos principales: Relación de aplicaciones de esponjas de poliuretano y Barniz de poliuretano.

En 2007, el consumo mundial de materias primas de poliuretano superó los 12 millones de toneladas métricas, y la tasa media de crecimiento anual es de alrededor del 5 por ciento.[51] Se espera que los ingresos generados con PUR en el mercado global aumenten a aproximadamente 80 mil millones de dólares para 2020.

Efectos de la luz visible

Espuma de poliuretano elaborada con un isocianato aromático, que ha sido expuesto a la luz ultravioleta. Fácilmente evidente es la decoloración que se produce con el tiempo.

Los poliuretanos, especialmente los elaborados con isocianatos aromáticos, contienen cromóforos que interactúan con la luz. Esto es de particular interés en el área de los recubrimientos de poliuretano, donde la estabilidad a la luz es un factor crítico y es la razón principal por la que se utilizan isocianatos alifáticos en la fabricación de recubrimientos de poliuretano.

Cuando la espuma de PU, que se fabrica con isocianatos aromáticos, se expone a la luz visible, se decolora y pasa de un color blanquecino a un amarillo y un marrón rojizo. En general, se acepta que, aparte del amarilleamiento, la luz visible tiene poco efecto sobre las propiedades de la espuma. Este es especialmente el caso si el color amarillento ocurre en las porciones exteriores de una espuma grande, ya que el deterioro de las propiedades en la porción exterior tiene poco efecto sobre las propiedades globales generales de la propia espuma.

Se ha informado que la exposición a la luz visible puede afectar la variabilidad de algunos resultados de pruebas de propiedades físicas.

La radiación UV de mayor energía promueve reacciones químicas en la espuma, algunas de las cuales son perjudiciales para la estructura de la espuma.

Biodegradación

Dos especies del hongo ecuatoriano Pestalotiopsis son capaces de biodegradar el poliuretano en condiciones aeróbicas y anaeróbicas como las que se encuentran en el fondo de los vertederos. Se ha informado de la degradación de artículos de poliuretano en los museos. Los poliuretanos de tipo poliéster se biodegradan más fácilmente por los hongos que los de tipo poliéter.

Editado por Santos Wang de Ningbo Master Clean Commodities Co., Ltd.       

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