Poliuretano [material]

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

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

Algunos esfuerzos recientes dignos de mención se han dedicado a minimizar el uso de isocianatos para sintetizar poliuretanos, porque los isocianatos plantean graves problemas de toxicidad. Los poliuretanos sin base de isocianato (NIPU) se han desarrollado recientemente como una nueva clase de polímeros de poliuretano para mitigar las preocupaciones ambientales y de salud.

Los productos de poliuretano a menudo se denominan simplemente "uretanos", pero no deben confundirse con el carbamato de etilo, que también se denomina uretano. Los poliuretanos no contienen ni se producen a partir de carbamato de etilo.

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

Los poliuretanos se producen mezclando dos o más corrientes líquidas. La corriente de poliol contiene catalizadores, tensioactivos, agentes de expansión, etc. Los dos componentes se conocen como un sistema de poliuretano, o simplemente un sistema. El isocianato se conoce comúnmente en América del Norte como el 'lado A' o simplemente el 'iso'. La mezcla de polioles y otros aditivos se denomina comúnmente "lado B" o "poli". Esta mezcla también podría llamarse 'resina' o 'mezcla de resina'. En Europa, los significados de 'lado A' y 'lado B' están invertidos. Los aditivos de la mezcla de resinas pueden incluir alargadores de cadena, reticuladores, tensioactivos, retardantes de llama, agentes de soplado, pigmentos y rellenos. El poliuretano se puede fabricar en una variedad de densidades y durezas variando el isocianato, el poliol o los aditivos.

El polímero de poliuretano completamente reaccionado es químicamente inerte. No se han establecido límites de exposición en los EE. UU. por OSHA (Administración de Salud y Seguridad Ocupacional) o ACGIH (Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales). No está regulado por OSHA para la carcinogenicidad. El polímero de poliuretano es un sólido combustible y puede encenderse si se expone a una llama abierta. La descomposición del fuego puede producir principalmente monóxido de carbono y trazas de óxidos de nitrógeno y cianuro de hidrógeno.

Las mezclas de resinas líquidas y los isocianatos pueden contener componentes peligrosos o regulados. Los isocianatos son sensibilizadores cutáneos y respiratorios conocidos. Además, las aminas, los glicoles y el fosfato presentes en las espumas de poliuretano en aerosol presentan riesgos.[32]

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 de Poliuretanos (CPI), así como de los fabricantes de materias primas y sistemas de poliuretano. La información reglamentaria 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,[33] la Asociación Europea de Productores de Polioles y Diisocianatos.

Los métodos de fabricación de productos terminados de poliuretano van desde pequeñas operaciones de vertido manual por pieza hasta grandes líneas de producción de rollos y tableros de alto 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, mézclelos hasta obtener una mezcla homogénea, dispense el líquido de reacción en un molde o sobre una superficie , espere hasta que se cure, luego desmolde la pieza terminada.