- ANTECEDENTES HISTÓRICO
Esta fotografía histórica, que data de 1947, muestra el primer dispositivo experimental utilizado en la obtención mecánica de espuma PUR.
En la década de los 30's, Otto Bayer, quien dirigía en ese entonces el Departamento de Investigación de Bayer AG (no existe relación alguna entre Otto Bayer y el fundador de Bayer AG), quería encontrar una fibra sintética similar a la poliamida que había sido descubierta en USA. Contaba con la idea del mecanismo para formar macromoléculas. Otto Bayer consideró como grupo reactivo apropiado el isocianato, que tiene la facultad de entrar en reacción con alcoholes para dar lugar a la formación de uretanos.
Durante mucho tiempo se comentó que todo esto que hacía Otto Bayer era "bueno" aunque también era un capricho académico y que no tendría ninguna utilidad práctica. En 1941, a raíz de un experimento fracasado, se logró colocar la primera piedra de la aplicación de poliuretanos. En el citado experimento, numerosas muestras de masas elastoméricas a base de poliésteres y diisocianatos presentaban tantas burbujas que fueron devueltas por la Oficina de Control con la burlesca observación: "Utilizables, cuando mucho, para la fabricación de queso suizo". Pero los tecnólogos conseguirían dar muy pronto con la causa de dicha formación de burbujas: en algunos poliésteres se hallaban presentes todavía grupos carboxílicos que reaccionaban con los grupos isocianato formando, a su vez, grupos carbonamida con desprendimiento simultáneo de anhídrido carbónico. Pues bien, entonces se logró - como dice un refrán alemán traducido al pie de la letra - "hacer de la necesidad una virtud", en cuanto se provocó muy conscientemente dicha separación de anhídrido carbónico y por consiguiente, la formación de espuma (espumación) mediante la adición de pequeñas cantidades de agua.
- OBTENCIÓN
Se fabrica a partir de la reacción química de isocianatos y alcoholes polihídricos. En al año 1937 se fabricaban fibras de poliuretano competitivas con las poliamidas. Las principales aplicaciones de los poliuretanos han sido para aislamiento térmico, como las espumas, también los elastómeros, los adhesivos y recubrimientos superficiales. Los procesos de transformación son diferentes para cada caso. Los tipos lineales se pueden moldear por inyección, compresión o extrusión. Se pueden usar otras tecnologías como la hiladura en húmedo para hilados de calidad, o bien en los tipos reticulados, los sistemas normales de elaboración de la goma, pinturas y adhesivos. El poliuretano básico es formado mezclando dos líquidos, un alcohol polihídrico y un diisocianato. El entrecruzamiento es llevado a cabo con resinas epoxies con la adición de un tercer compuesto reactivo. Los poliuretanos tienen óptima elasticidad y flexibilidad, resistencia a la abrasión (5 a 6 veces más que el caucho) y al corte. Gran resistencia a los aceites minerales y grasas. Buena barrera al oxígeno, ozono y luz UV. Los usos más conocidos son: fuelles, tubos hidráulicos, paragolpes en la industria automotriz, juntas, empaquetaduras. Los más duros se emplean para piezas deslizantes, cápsulas, suelas para zapatillas, ruedas especiales.
Estructura Química
Los poliuretanos componen la familia más versátil de polímeros que existe. Pueden serelastómeros y pueden ser pinturas. Pueden ser fibras y pueden ser adhesivos. Aparecen en todas partes. El nombre asignado de poliuretanos viene de que su cadena principal contiene enlaces uretano.
Enlace Uretano
Los poliuretanos forman parte de los llamados polímeros termoestables, estos se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una red tridimensional que no funde. Esto los diferencia de los polímeros termoplásticos. Además los poliuretanos polimerizan irreversiblemente con calor o presión formando una masa rígida y dura.
Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Pero los poliuretanos son más que espumas.
Uniones uretano en un polímero
Un poliuretano puede ser cualquier polímero que contenga un enlace uretano en su cadena principal.
Cuando se hace reaccionar monómeros con una funcionalidad mayor que dos, se forma un polímero termoestable. Un ejemplo de esto es la reacción de los diisocianatos con un glicerol, o con ésteres poliglicólicos.
Por lo visto anteriormente se puede decir que los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes. A continuación se presenta un ejemplo.
Reacción de dialcohol con diisocianato
A veces, el dialcohol se sustituye por una diamina y el polímero que obtenemos es una poliurea, porque contiene más bien un enlace urea, en lugar de un enlace uretano. Pero generalmente se los llama poliuretanos, porque probablemente no se venderían bien con un nombre como poliurea.
Reacción de diamina con diisocianato
Estructura Química
Los poliuretanos componen la familia más versátil de polímeros que existe. Pueden serelastómeros y pueden ser pinturas. Pueden ser fibras y pueden ser adhesivos. Aparecen en todas partes. El nombre asignado de poliuretanos viene de que su cadena principal contiene enlaces uretano.
Enlace Uretano
Los poliuretanos forman parte de los llamados polímeros termoestables, estos se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una red tridimensional que no funde. Esto los diferencia de los polímeros termoplásticos. Además los poliuretanos polimerizan irreversiblemente con calor o presión formando una masa rígida y dura.
Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Pero los poliuretanos son más que espumas.
Uniones uretano en un polímero
Un poliuretano puede ser cualquier polímero que contenga un enlace uretano en su cadena principal.
Cuando se hace reaccionar monómeros con una funcionalidad mayor que dos, se forma un polímero termoestable. Un ejemplo de esto es la reacción de los diisocianatos con un glicerol, o con ésteres poliglicólicos.
Por lo visto anteriormente se puede decir que los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes. A continuación se presenta un ejemplo.
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| Reacción de dialcohol con diisocianato |
A veces, el dialcohol se sustituye por una diamina y el polímero que obtenemos es una poliurea, porque contiene más bien un enlace urea, en lugar de un enlace uretano. Pero generalmente se los llama poliuretanos, porque probablemente no se venderían bien con un nombre como poliurea.
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| Reacción de diamina con diisocianato |
- Propiedades principales
- La mayoría de los poliuretanos son termoestables aunque existen algunos poliuretanos termoplásticos para algunas aplicaciones especiales.
- Posee un coeficiente de transmisión de calor muy bajo, mejor que el de los aislantes tradicionales, lo cual permite usar espesores mucho menores en aislaciones equivalentes.
- Mediante equipos apropiados se realiza su aplicación "in situ" lo cual permite una rápida ejecución de la obra consiguiéndose una capa de aislación continua, sin juntas ni puentes térmicos.
- Su duración, debidamente protegida, es indefinida.
- Tiene una excelente adherencia a los materiales normalmente usados en la construcción sin necesidad de adherentes de ninguna especie.
- Tiene una alta resistencia a la absorción de agua.
- Muy buena estabilidad dimensional entre rangos de temperatura desde -200 ºC a 100 ºC.
- Refuerza y protege a la superficie aislada.
- Dificulta el crecimiento de hongos y bacterias.
- Tiene muy buena resistencia al ataque de ácidos, álcalis, agua dulce y salada, hidrocarburos, etc.
- USOS Y NOMBRES COMERCIALES
Se emplean en la fabricación de prendas de corsetería, bañadores, vestuario deportivo, en recubrimientos flexibles para textiles y adhesivos, para laminados de película y de telas. Un elastómero termoplástico poliuretánico es el Spandex, que DuPont vende bajo el
nombre comercial Lycra
- COMBUSTIÓN
En la llama: Se consume muy rápido
Ceniza: Gota café
Olor: Plástico quemado
- FUSIÓN
Los poliuretanos tienen en general las siguientes características:
- excelente tenacidad.
- flexibilidad, alta capacidad de alargamiento.
- excelente relleno de holgura.
- puede pintarse una vez curado.
- excelente resistencia química.
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