O que é uma esponja de poliuretano?

Esponja de Poliuretano (esponja PUR e PU) é um polímero composto por unidades orgânicas unidas por ligações de carbamato (uretano). Embora a maioria dos poliuretanos sejam polímeros termoendurecíveis que não derretem quando aquecidos, também estão disponíveis poliuretanos termoplásticos.

Os polímeros de poliuretano são tradicionalmente e mais comumente formados pela reação de um di- ou tri poli-isocianato com um poliol. Tanto os isocianatos como os polióis utilizados para fabricar poliuretanos contêm, em média, dois ou mais grupos funcionais por molécula.

Os poliuretanos são usados ​​na fabricação de assentos de espuma de alta resiliência, painéis de isolamento de espuma rígida, vedações e juntas de espuma microcelular, rodas e pneus elastoméricos duráveis ​​(como montanhas-russas, escadas rolantes, carrinhos de compras, elevadores e rodas de skate), buchas de suspensão automotiva. , compostos de envasamento elétrico, adesivos de alto desempenho, revestimentos de superfície e selantes de superfície, fibras sintéticas (por exemplo, Spandex), base de carpete, peças de plástico rígido (por exemplo, para instrumentos eletrônicos), preservativos e mangueiras.

Matérias-primas

Os principais ingredientes para fazer um poliuretano são di e triisocianatos e polióis. Outros materiais são adicionados para auxiliar no processamento do polímero ou para modificar as propriedades do polímero.

Produção

Esponjas de poliuretano são produzidas pela mistura de duas ou mais correntes líquidas. A corrente de poliol contém catalisadores, surfactantes, agentes de expansão e assim por diante. Os dois componentes são chamados de sistema de poliuretano ou simplesmente sistema.

O isocianato é comumente referido na América do Norte como 'lado A' ou apenas 'iso'. A mistura de polióis e outros aditivos é comumente chamada de 'lado B' ou 'poli'. [carece de fontes?] Essa mistura também pode ser chamada de 'resina' ou 'mistura de resina'.

Na Europa, os significados de 'lado A' e 'lado B' são invertidos. [carece de fontes] Os aditivos de mistura de resina podem incluir extensores de cadeia, reticuladores, surfactantes, retardadores de chama, agentes de expansão, pigmentos e cargas. O poliuretano pode ser produzido em diversas densidades e durezas, variando o isocianato, o poliol ou os aditivos.

Saúde e segurança

O polímero de poliuretano totalmente reagido é quimicamente inerte. Nenhum limite de exposição foi estabelecido nos EUA pela OSHA (Administração de Segurança e Saúde Ocupacional) ou ACGIH (Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais). Não é regulamentado pela OSHA quanto à carcinogenicidade.

Teste de chama aberta. A espuma de poliuretano não tratada queima vigorosamente. Parte inferior, com tratamento ignífugo.

O polímero de poliuretano é um sólido combustível e pode inflamar-se se exposto a uma chama aberta. A decomposição pelo fogo pode produzir quantidades significativas de monóxido de carbono e cianeto de hidrogênio, além de óxidos de nitrogênio, isocianatos e outros produtos tóxicos. Devido à inflamabilidade do material, ele deve ser tratado com retardadores de chama (pelo menos no caso de móveis), quase todos considerados nocivos.

Mais tarde, a Califórnia emitiu o Boletim Técnico 117 2013, que permitiu que a maior parte da espuma de poliuretano passasse nos testes de inflamabilidade sem o uso de retardadores de chama. O Green Science Policy Institute declara: "Embora o novo padrão possa ser atendido sem retardadores de chama, ele NÃO proíbe seu uso. Os consumidores que desejam reduzir a exposição doméstica a retardadores de chama podem procurar uma etiqueta TB117-2013 nos móveis e verificar com os varejistas que os produtos não contêm retardadores de chama."

Misturas de resinas líquidas e isocianatos podem conter componentes perigosos ou regulamentados. Os isocianatos são sensibilizadores cutâneos e respiratórios conhecidos. Além disso, aminas, glicóis e fosfato presentes nas espumas de poliuretano em spray apresentam riscos.

A exposição a produtos químicos que podem ser emitidos durante ou após a aplicação de espuma de poliuretano em spray (como isocianatos) é prejudicial à saúde humana e, portanto, são necessárias precauções especiais durante e após este processo.

Nos Estados Unidos, informações adicionais sobre saúde e segurança podem ser encontradas através de organizações como a Associação de Fabricantes de Poliuretano (PMA) e o Centro para a Indústria de Poliuretanos (CPI), bem como de fabricantes de sistemas e matérias-primas de poliuretano. As informações regulatórias podem ser encontradas no Código de Regulamentações Federais, Título 21 (Alimentos e Medicamentos) e Título 40 (Proteção do Meio Ambiente).

Na Europa, informações sobre saúde e segurança estão disponíveis na ISOPA, a Associação Europeia de Produtores de Diisocianato e Poliol.

Fabricação

Os métodos de fabricação de produtos acabados de esponja de poliuretano variam desde pequenas operações de vazamento manual até grandes linhas de produção de bunstock e boardstock de alto volume. Independentemente do produto final, o princípio de fabricação é o mesmo: dosar a mistura líquida de isocianato e resina em uma proporção estequiométrica especificada, misturá-los até obter uma mistura homogênea, dispensar o líquido reagente em um molde ou em uma superfície , espere até que cure e então desmolde a peça acabada.

Aplicativos

Artigos principais: Lista de aplicações de esponja de poliuretano e verniz de poliuretano

Em 2007, o consumo global de matérias-primas de poliuretano foi superior a 12 milhões de toneladas métricas, a taxa média de crescimento anual é de cerca de 5%.[51] Espera-se que as receitas geradas com PUR no mercado global aumentem para aproximadamente US$ 80 bilhões até 2020.

Efeitos da luz visível

Espuma de poliuretano fabricada com isocianato aromático, que foi exposta à luz UV. Facilmente aparente é a descoloração que ocorre ao longo do tempo.

Os poliuretanos, especialmente aqueles feitos com isocianatos aromáticos, contêm cromóforos que interagem com a luz. Isto é de particular interesse na área de revestimentos de poliuretano, onde a estabilidade à luz é um fator crítico e é a principal razão pela qual os isocianatos alifáticos são usados ​​na fabricação de revestimentos de poliuretano.

Quando a espuma de PU, feita com isocianatos aromáticos, é exposta à luz visível, ela descolora, passando de esbranquiçada a amarela e a marrom avermelhada. Tem sido geralmente aceito que, além do amarelecimento, a luz visível tem pouco efeito nas propriedades da espuma. Este é especialmente o caso se o amarelecimento ocorrer nas porções exteriores de uma espuma grande, uma vez que a deterioração das propriedades na porção exterior tem pouco efeito nas propriedades globais do volume da própria espuma.

Foi relatado que a exposição à luz visível pode afetar a variabilidade de alguns resultados de testes de propriedades físicas.

A radiação UV de maior energia promove reações químicas na espuma, algumas das quais são prejudiciais à estrutura da espuma.

Biodegradação

Duas espécies do fungo equatoriano Pestalotiopsis são capazes de biodegradar poliuretano em condições aeróbicas e anaeróbicas, como as encontradas no fundo de aterros sanitários. Foi relatada degradação de itens de poliuretano em museus. Os poliuretanos do tipo poliéster são mais facilmente biodegradados por fungos do que os do tipo poliéter.

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

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