CONCENTROL ha realitzat un estudi sobre 15 surfactants nous aplicats en formulacions d’escumes rígides de poliuretà per analitzar-ne l’efecte que té la reactivitat del tensioactiu en les seves propietats. CONCENTROL ha realitzat aquest estudi amb la finalitat d’oferir surfactants amb el millor rendiment i el mínim cost per als productors de poliuretà.
L’estudi s’ha dut a terme als laboratoris de CONCENTROL i l’ha liderat el Sr. Josep Nadal, doctor en ciències químiques i director tècnic en additius de PU.
Les escumes rígides de poliuretà tenen diverses aplicacions en la indústria, la construcció i l’àmbit domèstic: neveres, congeladors, cambres de refrigeració, recobriments de parets i teulades… El poliuretà en aquestes aplicacions ha d’acomplir unes propietats específiques per obtenir bons resultats en l’aïllament tèrmic, consistència, inflamabilitat i adhesió. Els surfactants de silicona, també anomenats tensioactius de silicona, són components imprescindibles en la producció d’escumes de poliuretà, ja que permeten estabilitzar l’escumació i alhora millorar-ne altres propietats.
Des del punt de vista químic, els surfactants de silicona estan formats per un polièter i un polisiloxà. L’estudi realitzat per CONCENTROL es centra en la síntesi de diferents grups de surfactants on l’única diferencia està en el grup terminal del polièter, modificant d’aquesta manera la seva reactivitat.
CONCENTROL, gràcies a la seva capacitat de síntesi, pot fabricar surfactants amb diferents grups terminals, reactius i no reactius (capats) amb la finalitat d’obtenir propietats específiques en les escumes rígides de poliuretà, com millorar-ne l’adhesió o per produir escumes monocomponent (per a la seva polvorització amb cànula o pistola). En aquest estudi, en concret, es treballen 3 situacions diferents en l’alteració de la reactivitat:
– Sense capar (-OH)
– Methoxy capat (-OCH3)
– Acetoxy capat (-OCOCH3)
Cada un dels 3 tipus de surfactants resultants té diverses aplicacions segons el tipus de poliuretà desitjat. L’elaboració de panells de poliuretà és on més sovint s’empra algun d’aquests 3 tipus de surfactants, per aquest motiu, i amb la finalitat d’obtenir resultats comparables entre les 3 variacions de surfactants, CONCENTROL ha centrat aquest estudi en l’anàlisi dels efectes de la reactivitat per a formulacions de panells de PUR/PIR particularment.
L’estudi es divideix en dos blocs. En el primer es sintetitzen 15 mostres de nous surfactants experimentals emprant diferents tipus de polisiloxà (segons pes molecular i ramificació) i diferents tipus de polièters (segons pes molecular i segons el percentatge d’òxid d’etilè EO) on l’única diferència és la reactivitat. En aquest bloc s’estudia la síntesi i caracterització d’aquests surfactants utilitzant les diferents tecnologies per analitzar-ne:
– Polaritat (anàlisi punt de terbolesa)
– Espectre Infraroig
– Pes molecular
El segon bloc presenta l’anàlisi física de les escumes preparades amb els surfactants elaborats al primer bloc amb l’objectiu de vincular l’estructura química amb els paràmetres físics resultants. Per fer-ho es té en compte:
– Valors Lambda (conductivitat tèrmica)
– Inflamabilitat
– Mesura de l’estabilitat dimensional
– Aparença general
Els resultats que ens ofereixen les diferents anàlisis realitzades ens mostren que, en les formulacions per a panells de poliuretà escollides, les alteracions més rellevants en l’espuma vénen donades per les diferents combinacions dels components químics del surfactant (EO, PO, Siloxà %), mentre que l’alteració de la reactivitat del grup terminal del surfactant de silicona no mostra efectes en la qualitat i el rendiment de les espumes dels panells de poliuretà.
Per tant podem concloure que en les 3 tecnologies de síntesi de surfactants de silicona que s’han desenvolupat als laboratoris de CONCENTROL per a aquest estudi (no capat -OH, capat -OCH3 i capat -OCOCH3) no es detecten efectes negatius en les propietats (conductivitat tèrmica, inflamabilitat, estabilitat dimensional i aparença general) dels panells de poliuretà resultants.
Capar la reactivitat del surfactant és un procés de síntesi que encareix el producte. Aquest estudi demostra que per a les diferents formulacions de panells de PUR/PIR treballades no és necessari recórrer a aquest encariment del producte per a millorar-ne les propietats resultants.
Com a continuació de l’estudi iniciat, es preveu avaluar l’efecte dels diferents surfactants en l’espuma analitzant paràmetres com l’adhesió de l’espuma a les cares metàl·liques del panell i l’efecte en el flux de l’espuma.
Aquest estudi va ser presentat en públic el passat abril de 2016 en una conferència a càrrec del Sr. Josep Nadal de CONCENTROL a l’esdeveniment bianual a UTECH North America.
