El poliuretano.

Es una resina sintética que se caracteriza por su escasa permeabilidad a los gases, alta resistencia química, excelente aislamiento eléctrico (Manfred Kappset al, 2004).

Se obtiene por polimerización de determinados compuestos que contienen el grupo isocianato (N=C=O) con compuestos que contengan el grupo hidroxilo OH-R.

Los poliuretanos son resinas que van desde las formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los disolventes hasta cauchos sintéticos resistentes a la abrasión y espumas flexibles. La obtención de los poliuretanos se basa en la gran reactividad del enlace doble del grupo isocianato que adiciona fácilmente compuestos con hidrógenos activos en reacciones de condensación como la siguiente (Becker, 1993):

Una de las formas utilizadas para obtener el poliuretano es la de mezclar dos

componentes básicos: El poliol (componente A) y el isocianato (componente B).

Poliol o componente A. Los polioles son líquidos viscosos, cuya principal característica química son los grupos

hidroxilo (OH), constituidos por oxígeno e hidrógeno. Estos grupos reaccionan con los grupos isocianato del poliisocianato dando lugar a grupos uretano.

Los polioles destinados a la fabricación de espuma rígida se obtienen fundamentalmente del óxido de propileno.

La funcionalidad de un poliol indica el número de grupos hidroxilo existente en la molécula. Si el poliol es una mezcla de componentes de distintas funcionalidades, entonces se indica la funcionalidad media. Las partes de una molécula que son susceptibles de reaccionar, p.ej. los grupos hidroxilo, se llaman grupos funcionales. El contenido en grupos hidroxilo dentro de un compuesto se llama índice de hidroxilo o índice OH. En el momento de elegir un poliol, aparte de conocer su naturaleza química, es necesario disponer de su índice de hidroxilo (OH), de su viscosidad y de su contenido en agua. En los poliésterpolioles puede ser también importante el índice de acidez (Becker, 1993).

Poliisocianatos o componente B. Se entiende por isocianatos aquellos compuestos químicos que están provistos de

grupos funcionales isocianato (NCO). Los elementos constitutivos de un grupo isocianato son el nitrógeno, el carbono y el oxígeno (Macosko, 1989).

Para la fabricación de espumas rígidas de PUR (Poliuretano) se emplean casi exclusivamente los isocianatos basados en el MDI (diisocianato de metilendifenileno, = diisocianato de difenilmetano). Este producto está formado por mezclas de MDI (principalmente 4,4'-diisocianato de difenilmetano con una fracción del isómero 2,4'-diisocianato de difenilmetano) y componentes de peso molecular más elevado. En la estructura de estos componentes de peso molecular más alto hay una unidad repetitiva, por lo cual la mezcla se denomina también MDI polimérico (PMDI).

Clasificación del poliuretano. Los poliuretanos se clasifican en dos formas principalmente: Rígidas y Flexibles (Tecnapol.2008)

1. Los poliuretanos flexibles son ampliamente usados es Espumas resilentes, Elastómeros Durables, Adhesivos y Selladores de Alto Rendimiento, Pinturas, Fibras, Sellos, Empaques, Juntas, Condones, Bajo alfombras, Partes Automotrices, Industria de la Construcción, del mueble y miles de aplicaciones mas.

2. Poliuretanos rígidos o RIM (Rigid Inyection Molding). Son rígidos y de densidad

más elevada (30-50 kg/metro cúbico) que las anteriores, pero tienen características muy parecidas. Se pueden formar paneles que son usados ampliamente para la Aislación térmica (Tecnapol.2008). La capacidad de aislamiento térmico del poliuretano se debe al gas aprisionado en las celdillas cerradas del entramado del polímero.

Una variedad de los poliuretanos rígidos son los poliuretanos Spray. Son formulaciones de alta velocidad de reacción y son usados en revestimientos sujetos a la fuerza de gravedad, tales como aislaciones de bodegas, estanques de almacenamiento e incluso tuberías o cañerías (Tecnapol.2008). Otra variedad de rígidos son los poliuretanos PIR. Son usados en revestimientos de cañerías en zonas extremadamente húmedas y además conducen fluidos a alta temperatura, su principal característica es la naturaleza ureica del polímero (Tecnapol.2008). Poliuretanos rígidos de densidad más elevada (60-200 kg/metro cúbico son usados para elaborar partes estructurales de automóviles, yates, muebles y decorados (Tecnapol.2008).

Espuma de poliuretano. Es un material plástico con distribución de celdas abiertas formado por una agregación de burbujas, conocido también por el nombre coloquial de gomaespuma. Se forma básicamente por la reacción química de dos compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera dióxido de carbono, gas que va formando las burbujas básicamente, y según el sistema de fabricación, se pueden dividir los tipos de espumas de poliuretano en dos tipos (Afrost, 2008):

1. Espumas en caliente (Afrost, 2008). Son las espumas que liberan calor durante su reacción, fabricadas en piezas de gran tamaño, destinadas a ser cortadas posteriormente. Se fabrican en un proceso continuo, mediante un dispositivo llamado espumadora, que básicamente es la unión de varias máquinas, de las cuales la primera es un mezclador, que aporta y mezcla los diferentes compuestos de la mezcla; la segunda es un sistema de cintas sin fin, que arrastra la espuma durante su crecimiento, limitando su crecimiento para darle al bloque la forma deseada; y la parte final de la espumadora es un dispositivo de corte, para cortar el bloque a la longitud deseada. Generalmente son las más baratas, las más utilizadas y conocidas por el público.

2. Espumas en frío (Afrost, 2008). Son aquellas que apenas liberan calor en la reacción, se utilizan para crear piezas a partir de moldes; como rellenos de otros artículos; como aislantes, entre otros. Se fabrican mediante una espumadora sencilla, que consiste en un dispositivo mezclador. Normalmente suelen ser de mayor calidad y duración que las espumas en caliente, aunque su coste es bastante mayor. La espuma de poliuretano tiene múltiples usos en el mundo actual. Algunos de

ellos son:

En colchones como relleno principal o como integrante de los acolchados.

En muebles en asientos de sofás y sillas, relleno de acolchados, etc.

En la construcción, como aislante térmico o como relleno.

En automoción como elemento principal de salpicaderos, asientos, etc.

En muchos artículos más como juguetes, prendas de vestir, esponjas, calzados, almohadas, cojines, envases y en general todo tipo de acolchados o rellenos.

Aislamiento térmico de superficies en la construcción (suelos, paredes,

cubiertas, techos, etc.)

Aislamiento térmico de instalaciones de climatización y frio.

Aislamiento de barcos, naves industriales y ganaderas.

AISLAMIENTO TÉRMICO La alta capacidad aislante del poliuretano proyectado no se consigue en la construcción con ningún otro de los materiales aislantes comúnmente empleados. Esta característica especial se debe a la baja conductividad térmica. Debido a que las celdas no impiden totalmente la difusión de gases a través de sus paredes, este valor de conductividad va aumentando ligeramente con el tiempo hasta llegar finalmente a estabilizarse. En la práctica, se considera como valor de cálculo de conductividad térmica de la espuma el obtenido después de 9 meses de envejecimiento acelerado; dándose una conductividad térmica de 0,028 W/m • K a 10 ºC. (Procedimiento recogido en la Norma UNE 92120-1). Gracias a esta baja conductividad térmica, el poliuretano proyectado alcanza los valores de aislamiento térmico exigidos en el CTE con el mínimo espesor, lo que permite dejar una mayor superficie habitable, con el consiguiente beneficio económico. RESISTENCIA TÉRMICA A partir del valor de conductividad, y conociendo el espesor aplicado, se puede conocer la resistencia térmica aplicando la siguiente relación. R = e / conductividad térmica a 10ªC Donde R es la resistencia térmica en m2*K/W E es el espesor, en m. La conductividad térmica a 10º C en W/m*K, para el poliuretano es de 0.028