CONCENTROL ha llevado a cabo un estudio sobre 15 surfactantes nuevos aplicados en formulaciones de espumas rígidas de poliuretano para analizar el efecto que tiene la reactividad del tensioactivo en sus propiedades. CONCENTROL ha realizado este estudio con la finalidad de ofrecer surfactantes con el mejor rendimiento y el coste mínimo para productores de poliuretano.

El estudio se ha realizado en los laboratorios de CONCENTROL y ha sido liderado por el Sr. Josep Nadal, doctor en ciencias químicas y director técnico en aditivos de PU.

Las espumas rígidas de poliuretano tienen diferentes aplicaciones en la industria, la construcción y el ámbito doméstico: neveras, congeladores, cámaras de refrigeración, recubrimientos de paredes y tejados… El poliuretano en estas aplicaciones debe cumplir con unas propiedades específicas para obtener buenos resultados en aislamiento térmico, consistencia, inflamabilidad y adhesión. Los surfactantes de silicona, también llamados tensioactivos de silicona, son componentes imprescindibles para la producción de espumas de poliuretano ya que permiten estabilizar la espumación y a la vez mejorar otras propiedades.

Desde el punto de vista químico, los surfactantes de silicona están formados por un poliéter y un polisiloxano. El estudio realizado por CONCENTROL se centra en la síntesis de diferentes grupos de surfactantes donde la única diferencia está en el grupo terminal del poliéter, modificando de este modo su reactividad.

CONCENTROL, gracias a su capacidad de síntesis, puede fabricar surfactantes con diferentes grupos terminales, reactivos y no reactivos (capados) con la finalidad de obtener propiedades específicas en las espumas rígidas de poliuretano, como mejorar la adhesión o para producir espumas monocomponente (para su pulverización con cánula o pistola). En este estudio, en concreto, se trabajan 3 situaciones diferentes en la alteración de la reactividad:

– Sin capar (-OH)
– Methoxy capado (-OCH3)
– Acetoxy capado (-OCOCH3)

Cada uno de los 3 tipos de surfactantes resultantes tiene diferentes aplicaciones según el tipo de poliuretano deseado. La elaboración de paneles de poliuretano es donde más a menudo se utiliza alguno de los 3 tipos de surfactantes anteriormente detallados, por este motivo, y con la finalidad de obtener resultados comparables entre las 3 variaciones de surfactantes, CONCENTROL ha centrado este estudio en el análisis de los efectos de la reactividad para formulaciones de paneles de PUR/PIR particularmente.

El estudio se divide en dos bloques. En el primero se sintetizan 15 muestras de nuevos surfactantes experimentales utilizando diferentes tipos de polisiloxano (según peso molecular y ramificación) y diferentes tipos de poliéteres (según peso molecular y según el porcentaje de óxido de etileno EO) en los que la única diferencia es la reactividad. En este bloque se estudia la síntesis y la caracterización de estos surfactantes utilizando las diferentes tecnologías para analizar:

– Polaridad (análisis punto de turbidez)
– Espectro infrarrojo
– Peso molecular

El segundo bloque presenta el análisis físico de las espumas preparadas con los surfactantes elaborados en el primer bloque con el objetivo de vincular la estructura química con los parámetros físicos resultantes. Para hacerlo se tiene en cuenta:

– Valores Lambda (conductividad térmica)
– Inflamabilidad
– Medida de la estabilidad dimensional
– Aspecto general

Los resultados que nos ofrecen los diferentes análisis realizados nos demuestran que, en las formulaciones para paneles de poliuretano escogidas, las alteraciones más relevantes en la espuma vienen dadas por las diferentes combinaciones de los componentes químicos de los surfactantes (EO, PO, Siloxano %), mientras que la alteración de la reactividad del grupo terminal del surfactante de silicona no muestra efectos en la cualidad y el rendimiento de las espumas de los paneles de poliuretano.

De este modo podemos concluir que en las 3 tecnologías de síntesis de surfactantes de silicona que se han desarrollado en los laboratorios de CONCENTROL para este estudio (no capado -OH, capado -OCH3 y capado -OCOCH3) no se detectan efectos negativos en las propiedades (conductividad térmica, inflamabilidad, estabilidad dimensional y aspecto general) de los paneles de poliuretano resultantes.

Capar la reactividad del surfactante es un proceso de síntesis que encarece el producto. Este estudio demuestra que para las diferentes formulaciones de paneles de PUR/PIR trabajadas no es necesario recorrer a este encarecimiento del producto para mejorar sus propiedades.

Como continuación del estudio iniciado, se prevé evaluar el efecto de los diferentes surfactantes en la espuma analizando parámetros como la adhesión de la espuma en las cara metálicas del panel y el efecto en el flujo de la espuma.

Este estudio fue presentado en público el pasado abril de 2016 en una conferencia a cargo del Sr. Josep Nadal de CONCENTROL en el evento bianual UTECH North America.