POLIURETANO

Descripción del poliuretano

El poliuretano (a menudo abreviado como PU, cuyo nombre químico completo es policarbamato) es una clase altamente versátil de polímeros orgánicos definida por enlaces de uretano repetidos (–NHCOO–) a lo largo de su cadena molecular principal. Fue sintetizado con éxito por primera vez en 1937 por el químico alemán Prof. Otto Bayer mediante una reacción estándar de poliadicción entre diisocianatos y compuestos difuncionales que contienen hidroxilo (como glicoles, polioles de poliéter o poliéster), lo que marcó el nacimiento oficial de esta familia de materiales.

A diferencia de los polímeros convencionales de un solo monómero, el poliuretano no tiene un “monómero de uretano” independiente — sus propiedades finales, morfología y escenarios de aplicación pueden ajustarse con precisión en un rango extremadamente amplio mediante la regulación de los tipos, proporciones y pesos moleculares de las materias primas, lo que lo convierte en uno de los plásticos de ingeniería más adaptables del sistema industrial global, con un volumen de producción mundial anual que superó los 21,2 millones de toneladas en 2020.

Aplicación del Producto

El poliuretano se utiliza en todo tipo de adhesivos: a base de agua, a base de disolventes y termofusibles. Puede fabricarse como material termoplástico o reactivo, y está disponible en versiones de un solo componente o de dos componentes. Lo que hace tan versátiles a los poliuretanos es la química del propio grupo uretano. Estos materiales se fabrican típicamente haciendo reaccionar isocianatos con alcoholes, o polimerizando poliisocianatos con compuestos que contienen grupos hidroxilo, como poliésteres y poliéteres.

Los productos de poliuretano más importantes hoy en día incluyen espumas plásticas, adhesivos, recubrimientos y elastómeros.

1. Espumas de poliuretano.

Estas se producen principalmente a partir de diisocianatos y polioles de tipo poliéter o poliéster, combinados con catalizadores, agentes espumantes, estabilizadores de espuma y otros aditivos para producir espumas flexibles o rígidas. Se dispone de tres métodos de espumado: el proceso de prepolimerización, el proceso de semiprepolimerización y el proceso de un solo paso. Los métodos de semiprepolimerización y prepolimerización son más adecuados para la producción en pequeñas cantidades, mientras que el proceso de un solo paso es más económico para la fabricación a gran escala. Las espumas de poliuretano rígidas y flexibles a base de poliéter o poliéster son plásticos termoestables, y sus propiedades finales dependen en gran medida de la elección de las materias primas y de la formulación. Ofrecen resistencia al aceite, resistencia al frío, aislamiento térmico y absorción acústica, lo que las hace adecuadas para materiales de aislamiento térmico, materiales aislantes, componentes estructurales insonorizados, materiales a prueba de fugas, embalajes antivibración, materiales fonoabsorbentes, rellenos y medios de filtración y eliminación de polvo.

2. Adhesivos de poliuretano.

Son sistemas de dos componentes formados por poliisocianatos y compuestos de poliéster con grupos hidroxilo, que se mezclan directamente en el momento de su uso. Este adhesivo proporciona una fuerte adherencia a una amplia variedad de sustratos, y el producto curado es resistente al agua, a los aceites minerales y a la exposición atmosférica. Se utiliza para unir componentes metálicos, de vidrio, plásticos y cerámicos en aplicaciones de construcción, maquinaria y aeroespaciales.

3. Recubrimientos de poliuretano.

Mediante la combinación de diferentes tipos de isocianatos con diversos poliésteres, poliéteres y polioles, se puede formular una amplia gama de recubrimientos de poliuretano. Estos se dividen principalmente en dos categorías: de dos componentes y de un componente. Los recubrimientos de poliuretano de dos componentes son a base de poliéter, en los que los poliisocianatos y los poliéteres se mezclan directamente. Los recubrimientos de poliuretano de un componente son a base de poliéster insaturado e incluyen tipos bloqueados, modificados con aceite y de curado por humedad. Los métodos de aplicación incluyen inmersión, pulverización y electrodeposición. Los recubrimientos resultantes ofrecen buen aislamiento, fuerte adherencia, resistencia al desgaste, resistencia al aceite, resistencia al agua y resistencia a los vapores de ácidos inorgánicos. Se utilizan en estructuras de edificios de hormigón, instrumentación química, componentes de aeronaves, muebles y más.

4. Elastómeros de poliuretano.

Dependiendo de la formulación, el poliuretano puede presentar elasticidad dentro de un cierto rango de temperatura, y esta clase de materiales se conoce como elastómeros de poliuretano. La empresa alemana Bayer AG fue la primera del mundo en sintetizar elastómeros de poliuretano. Se dividen en tres tipos principales: elastómeros colables, compuestos y termoplásticos. Estos materiales combinan la elasticidad del caucho con la procesabilidad de los plásticos, por lo que también se denominan elastómeros plásticos. Poseen excelente resistencia al aceite, resistencia al desgaste, elasticidad a baja temperatura y resistencia al envejecimiento, y se utilizan en cojinetes automotrices, correas de transmisión de alta velocidad para la industria textil y cables eléctricos para aplicaciones de exploración geológica y de yacimientos petrolíferos.