O QUE SÃO POLIURETANOS?
Quando um álcool reage com um isocianato o produto da reacção contém um grupo funcional designado uretano.
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| Figura 3 | Representação da reacção que origina o uretano |
As estruturas que se obtêm por reacção de polióis com poliisocianatos (geralmente di-isocianatos) chamam-se poliuretanos. A química destas reacções é complexa e a mudança de variáveis permite obter produtos com uma enorme gama de variação de propriedades. Nas figuras 2 e 3 mostra-se esquematicamente como se podem obter cadeias lineares (originando polímeros flexíveis ) ou sistemas reticulados (polímeros rígidos).
Em RIM o diisocianato mais utilizado é designado pela sigla MDI (4,4-bifenil metano diisicianato) e aparece misturado com pequenas quantidades de outros compostos semelhantes.
Na prática os sistemas reagentes são mais complexos e envolvem outros constituintes, como se mostra no quadro 1. As designações A e B para os dois componentes são comuns.
| Constituição dos diversos componentes que intervêm na formação do poliuretano |
Os catalizadores (geralmente 2) destinam-se a controlar o progresso da reacção do isocianato com o poliol, sem nele serem comsumidos. Em termos simplistas, o primeiro destina-se a iniciar a polimerização enquanto que o segundo serve de acelerador do processo de gelificação.
Os agentes tensioactivos fazem com que os componentes ‘molhem’ as paredes do molde, assim produzindo um melhor htmecto da superfície, além de controlarem o tamanho das células e a sua estabilidade .
De entre todos os aditivos destacam-se os estabilizadores contra a radiação UV que minimizam a tendência que as espumas têm de se tornarem castanhas.
Os agentes expansivos, por vaporização, fazem com que os reagentes expandam e encham/compactem o molde. O mais comum é o chamado R-11, a água também actua como agente expansivo por reacção com o isocianato, libertando CO2 .
FORMAÇÃO DO PU
Para o estabelecimento do ciclo de produção de um dado produto é importante que se saiba como o sistema reage. Quando os componentes A e B são misturados o produto da reacção aumenta de volume de acordo com a curva conhecida por ‘curva de crescimento livre’ (free rise curve). Esta curva é obtida misturando um volume conhecido dos dois componentes e medindo o aumento ao longo do tempo (figura 4).
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| Figura 4 | Curva de crescimento livre |
Na curva de crescimento livre identificam-se três pontos importantes :
1) Ponto de creme (cream time) – necessário para o ínicio da formação de bolhas, correspondendo ao início da vaporização do R-11
2) Ponto de gelificação (gel time) – quando se atinge este ponto, o R-11 terá vaporizado completamente e a espuma parado de crescer. A viscosidade subiu muito e o material começa a adquirir textura de borracha
3) Ponto de solidificação (tack-free time) – indica o fim da polimerização . O material é seco ao tacto.