Presentación poliuretano

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ARACELI MORENO BRIONES KEVIN TORAL

Qu es el poliuretano?El poliuretano es un polmero artificial donde se repite la unidad (-O-C(=O)-NH-R'-NH-C(=O)-OR-)n. ... es una resina sinttica que se caracteriza por su escasa permeabilidad a los gases, alta resistencia qumica, excelente aislamiento elctrico. Qu es un polmero? Un polmero es una molcula de peso molecular elevado, con una estructura compleja, formado por la repeticin de una estructura menor, llamada monmero, que es un producto generalmente orgnico.

Historia del poliuretano En la dcada de los 30's, Otto Bayer, quera encontrar una fibra sinttica similar a la poliamida que haba sido descubierta en USA. Contaba con la idea del mecanismo para formar macromolculas. consider como grupo reactivo apropiado el isocianato, que tiene la facultad de entrar en reaccin con alcoholes para dar lugar a la formacin de uretanos. Durante mucho tiempo se coment que todo esto que haca Otto Bayer era "bueno" aunque tambin era un capricho acadmico y que no tendra ninguna utilidad prctica. En 1941, a raz de un experimento fracasado, se logr colocar la primera piedra de la aplicacin de poliuretanos. En el citado experimento, numerosas muestras de masas elastomricas a base de polisteres y diisocianatos presentaban tantas burbujas que fueron devueltas por la Oficina de Control con la observacin: "Utilizables, para la fabricacin de queso suizo". Pero los tecnlogos conseguiran dar muy pronto con la causa de dicha formacin de burbujas: en algunos polisteres se hallaban presentes todava grupos carboxlicos que reaccionaban con los grupos isocianato formando, a su vez, grupos carbonamida con desprendimiento simultneo de anhdrido carbnico. Pues bien, en cuanto se provoc muy conscientemente dicha separacin de anhdrido carbnico y por consiguiente, la formacin de espuma (espumacin) mediante la adicin de pequeas cantidades de agua.

hoy en da el poliuretano forma parte de nuestro modo de vida: en los automviles ( volantes, spoilers, alerones, asientos, guardafangos, etc..). existen multitud de piezas hechas con poliuretano; las suelas del calzado, sobre todo deportivo, tambin son de poliuretano; muchos muebles se fabrican con sistemas de poliuretano, ayudando as a la conservacin de nuestros bosques; en ingeniera mdica se utilizan poliuretanos para la fabricacin de piezas que se usarn en trasplantes y ortopedias; tambin en la ingeniera aeroespacial y, por supuesto, en la construccin y en la industria del fro ( tuberas, cmaras frigorficas, neveras, etc..) y en muchos otros sectores. Esta evolucin se debe en gran parte a que los poliuretanos son una clase muy verstil de polmeros, ya que pueden ser formulados y procesados en formas muy diversas, como por ejemplo: plsticos termoplsticos y termoestables; espumas flexibles, rgidas y semirgidas; elastmeros blandos y duros; revestimientos, adhesivos, fibras filmes, etc.

Como se obtiene el poliuretano?

n[R1-CHOH-CHOH-R2]+n[-NCO-C6H4-CH2-C6H4-NCO-]===[-R1-O-NH-C6H4-CH2-C6H4-NH-CO-R2-]n

Esta es la reaccion quimica de polimerizacion para obtener poliuretano. Los sistemas de poliuretano proceden bsicamente de dos productos, el petrleo y el azcar, obteniendo, despus de un proceso qumico de transformacin, dos componentes bsicos llamados isocionato y poliol. Son muy verstiles y permiten una gama amplsima de aplicaciones.

PROPIEDADES PRINCIPALES Posee un coeficiente de transmisin de calor muy bajo, mejor que el de los aislantes tradicionales, lo cual permite usar espesores mucho menores en aislaciones equivalentes. Su duracin, debidamente protegida, es indefinida. Tiene una excelente adherencia a los materiales normalmente usados en la construccin sin necesidad de adherentes de ninguna especie. Tiene una alta resistencia a la absorcin de agua. Muy buena estabilidad dimensional entre rangos de temperatura desde -200 C a 100 C. Refuerza y protege a la superficie aislada. Dificulta el crecimiento de hongos y bacterias. Tiene muy buena resistencia al ataque de cidos, lcalis, agua dulce y salada, hidrocarburos, etc.

Las propiedades mecnicas dependen de la medida de su peso volumtrico; a medida que este aumenta, aumenta su propiedad de resistencia. Los pesos volumtricos ms usuales se hallan comprendidos entre 30 y 100 kg/m3, dentro de estos lmites se obtienen los siguientes valores: Resistencia a la traccin entre 3 y 10 (Kp./cm2) Resistencia a la compresin entre 1,5 y 9 (Kp./cm2) Resistencia al cizallamiento entre 1 y 5 (Kp./cm2) Mdulo de elasticidad entre 40 y 200 (Kp./cm2)

Resistencia a los productos qumicos El poliuretano es resistente al agua potable, al agua de lluvia y al agua de mar, las soluciones alcalinas diluidas, los cidos diluidos, los hidrocarburos alifticos como por ejemplo la gasolina normal, el carburante diesel, el propano, el aceite mineral, as como los gases de escape y el aire industrial (SO2). Es condicionalmente resistente (hinchamiento o encogimiento) a los siguientes productos: los hidrocarburos clorados, las acetonas y los teres, no es resistente a los cidos concentrados.

Existen diversas formas de recuperar el poliuretanoEl trmino reciclado es comnmente usado para todas aquellas actividades que conducen a un producto, partes de un producto o material constituyente de un producto, a un nuevo ciclo de utilizacin. A menudo se hace una distincin entre reciclado primario, donde el material es transformado en un producto del mismo valor que en el primer ciclo, como el vidrio reciclado que se transforma de nuevo en botellas, y reciclado secundario, cuando el material es reutilizado para aplicaciones de menor valor.

* Un caso tpico de reciclado secundario, por ejemplo, es el de laespuma de poliuretano usada en los asientos de los coches que puede ser reciclada en cojines para muebles y camas y moquetas para las casas, pero no de nuevo en asientos para coches. De forma similar los poliuretanos usados en los parachoques pueden transformarse en material de relleno para la construccin. De todas maneras, esta degradacin del material causa problemas y hasta el momento a nivel industrial surga el planteamiento sobre si el reciclado era una tcnica sostenible, razn por la cual el poliuretano es un material que histricamente ha ido a parar a los vertederos.

* Reciclado mecnico * Consiste en separar, limpiar y triturar los objetos de poliuretano * La mayora de los desechos de espuma flexible de poliuretano

desechados para elaborar granza que servir para fabricar nuevos objetos.

procedentes de deshechos de produccin y objetos post-consumo se trituran en pequeos trozos y pueden ser usados en la produccin de nuevas espumas. La unin de trozos de espuma flexible da lugar a gran variedad de productos como espumas de baja densidad destinados a la industria del automvil (reposacabezas, reposabrazos y paneles para puertas) y cojines para muebles y camas. En la actualidad este proceso es tan rentable que la demanda de granza excede a la oferta.

* Otra lnea de investigacin es un proceso que consiste

simplemente en pulverizar las espumas, rgidas o flexibles, dispersar los grnulos en una mezcla de poliol y moldearlo en piezas como las originales. Este enfoque resulta a menudo en pequeas prdidas en densidad o propiedades fsicas. poliuretano son superficialmente recubiertos con un agente ligante y posteriormente curados bajo calor y presin. Se obtiene piezas de contorno como las esterillas para el suelo de los coches o cubiertas de neumticos. combinadas con poliuretanos termoplsticos y moldeadas o extruidas en nuevas piezas o perfiles. Se pueden producir piezas tridimensionales como parachoques o partes estructurales del coche. Tambin el RIM, o poliuretano rgido, puede ser granulado y pegado por prensado para constituir nuevas piezas compuestas o procesado con material virgen en nuevas piezas de RIM.

* La adhesin con presin es una tcnica donde los granulados de

* Las piezas rgidas de poliuretano pueden ser granuladas,

* Reciclado qumico avanzado * El reciclado qumico consiste en desglosar los deshechos de

poliuretano en sus componentes qumicos originales. Se ha llegado a la actual tecnologa de reciclado a travs de 2100 patentes que han desarrollado y mejorado los siguientes mtodos: resultantes de los procesos de fabricacin y productos post-consumo reaccionan con dioles a elevadas temperaturas (200C) para producir polioles, uno de las materias primas empleadas para la produccin de poliuretano.

* Gliclisis: es un proceso donde los residuos de poliuretano

* Hidrlisis: puede producir polioles y aminas intermedios a

partir de residuos del proceso de produccin de poliuretano y post-consumo. Cuando es recuperado los polioles pueden ser usados como combustible efectivo y los intermedios pueden ser reutilizados para producir otros componentes de poliuretano.

* Pirlisis: el proceso de descomposicin trmica en ausencia deoxgeno rompe los poliuretanos en gas y aceite.

* Hidrogenacin: el tratamiento con hidrgeno a altas

temperaturas y con presin produce gases y aceites que son ms puros que los procedentes de la pirlisis.

* La pureza de los gases y el aceite derivados de la pirlisis y la

hidrogenacin, y el coste asociado para producir productos acabados son factores importantes que an deben de ser resueltos. proceso de reciclado qumico, conocido como gliclisis, ya est siendo utilizada en Europa de forma comercial. Este proceso rompe las piezas de poliuretano en sus bloques qumicos constituyentes bsicos, polioles, para ser consecuentemente reutilizados en nuevas piezas de poliuretano. BASF ha llevado a cabo un procedimiento de gliclisis que incluye la simultnea desaminacin para hacer posible una produccin de poliuretano esencialmente libre de desperdicios. En el caso ideal, el proceso devuelve el glicolizado al sistema original en un ciclo cerrado. El glicolizado son mezclas de los bloques constituyentes originales y qumicamente modificados: polioles modificados, productos de cadena corta, productos de la desaminacin y otras molculas. Muchas de las especies tienen terminacin hidroxlica y contienen grupos uretano.

* La tecnologa de reciclado desarrollada por BASF basada en el

Fig. 1.: Esquema del proceso de gliclisis El glicolizado puede ser utilizado para muchas aplicaciones como elementos sandwich, parabrisas, extendedores de RIM para piezas de automvil, para espumas refrigerantes, etc. De todas maneras, el glicolizado no puede ser utilizado en sistemas de espumas flexibles porque su alto contenido en hidroxilos y productos de cadena corta dificultan la formacin de polmeros lo suficientemente elsticos. Los polioles reciclados son comercializados, principalmente, a la industria fabricante de piezas de automvil a un precio competitivo respecto a polioles vrgenes. Hasta un 20% de los polioles puede ser reemplazado por reciclado para obtener espumas de excelentes estabilidad dimensional y conductividad trmica. La economa del proceso depende de la cantidad y calidad de la espumarecuperada ptima para convertirse en alimentacin.

* Recuperacin de energa * Cuando las formas de reciclado fsicas y qumicas no son

adecuadas, la considerable cantidad de energa contenida en los poliuretanos post-consumo o en los residuos de fabricacin puede siempre ser recuperada por incineracin de alta eficacia. De esta manera se reduce el volumen de residuos slidos y se realiza una valorizacin energtica. Los plsticos en general no son vlidos para permanecer en vertederos porque contienen una gran cantidad de energa potencial.