El terme poliuretà se li atribueix a l’àmplia gamma de polímers obtinguts mitjançant la reacció de polimerització entre els compostos poliols amb grups hidroxil i els compostos amb grups isocianats. Variant la naturalesa química d’aquests dos compostos i la relació entre tots dos, es poden obtenir diferents productes per a cobrir una àmplia gamma d’aplicacions en diferents sectors industrials, així com escuma flexible per al sector de l’automòbil o per a la fabricació de sofàs i matalassos, escuma rígida per plafons aïllants tipus sandvitx, escuma integral per a soles de sabata o fins i tot en aplicacions com adhesius o elastòmers.

A Concentrol disposem d’una àmplia gamma d’estabilitzants de silicona que cobreixen les necessitats particulars de cada fabricant per als diferents sistemes de poliuretà. En el present estudi s’avaluen diferents estabilitzants de silicona en un sistema de poliuretà rígid, model utilitzat en la fabricació de panells continus. En aquest cas s’ha centrat en dues de les característiques més importants d’aquest tipus d’escuma, la seva baixa conductivitat tèrmica (valor de lambda) i la seva estabilitat dimensional, calculat com la relació entre les forces de compressió en les direccions vertical i horitzontal de creixement de l’escuma.

El mètode de espumació consisteix en una barreja manual de la formulació poliol amb l’isocianat, sent els paràmetres més importants:

  • Preparació de la barreja de poliol, estabilitzant de silicona, catalitzadors i agent escumant amb agitador especial durant 15 segons a 2500 rpm.
  • Els diferents reactius es mantenen a una temperatura de 25ºC.
  • Addició de MDI i barreja durant 8 segons a 2500 rpm.
  • Abocament de la mescla de reacció en un motlle de dimensions 30x30x20 cm, on es produeix el creixement lliure de l’escuma. La espumació s’inicia a 25ºC.

 

Primer assaig: densitat de l’espuma

S’ha mesurat la densitat de l’espuma a les 24h de la espumació. El resultat és el següent:

Segon assaig: conductivitat tèrmica

La conductivitat tèrmica va ser analitzada usant un sistema de mesurador de flux de calor NETZSCH model HFM 436 Lambda. La mida de les mostres és de 300 mm X 300 mm de longitud de la base i 30mm de gruix.

El sistema funciona segons les normes ASTM C 518, ISO 8301, DIN EN 12667, DIN EN 13163 i JIS A1412.

Tercer assaig: estabilitat dimensional

En aquest procés es mesura l’efecte de la compressió d’un 10% de l’escuma, en tall vertical i horitzontal.

 

Quart assaig: Afectació de l’envelliment en la conductivitat

Les escumes s’han tornat a analitzar després d’un procés d’envelliment. Les escumes es van mantenir durant un mes temperades a 20ºC, emmagatzemades sense el contacte de llum natural, i es va analitzar de nou el valor de la conductivitat tèrmica (lambda).

Cinquè assaig: Fluïdesa de l’escuma

Un cop seleccionades les espumes que presenten millors valors de conductivitat tèrmica, s’han avaluat també en un assaig model que simula la capacitat de fluir de la colada de poliuretà. Els estabilitzants de silicona incideixen en aquesta propietat, i aquest assaig permet analitzar aquest efecte. En aquest cas, el creixement lliure de l’escuma es desenvolupa dins d’un tub de plàstic de 125 mm de diàmetre. L’altura aconseguida per l’escuma està directament relacionada amb la fluïdesa.

 

Conclusions

A la primera sèrie d’experiments es van identificar 3 estabilitzants, Concentrol STB PU-2242, STB PU-2285 i STB PU-2245B els valors de lambda són els més baixos de tots els candidats.

Pel que fa a l’estabilitat dimensional, Concentrol STB PU-2242 obté el millor valor. Tots els candidats estan lluny del coeficient ideal (1) a causa de les grans diferències entre la força de compressió vertical i l’horitzontal.

Pel que fa al valor de lambda envellida, el millor resultat s’obté amb l’estabilitzant Concentrol STB PU-2285. En tots els casos els valors envellits són pitjors que els valors inicials, comportament coincident amb l’habitual en el sector.

Concloem que 3 de nostres estabilitzants de silicona, Concentrol STB PU-2242, STB PU-2285 i STB PU-2245B són els millors candidats.

Des de Concentrol considerem que aquest tipus d’estudis i proves són clau per conèixer a fons els productes que oferim i per poder informar el millor possible als nostres clients sobre les possibilitats dels nostres productes i ajudar-los a escollir els més indicats en cada cas.

Per a revisar la gamma d’estabilitzants per poliuretà de Concentrol STB PU i totes les seves possibilitats consultar aquí.