Poliuretano (Spandex)

Poliuretano (Spandex,)

Grupo uretano eslabón de las cadenas poliméricas en los poliuretanos.

Historia

Aunque la química de los isocianatos fue estudiada por primera vez por C. A. Wurtz y por A.W. Hoffman^[3] en la década de 1840, no fue hasta un siglo después cuando Otto Bayer desarrolló la primera síntesis de un poliuretano en 1937 trabajando en los laboratorios de IG Farben, en Leverkusen (Alemania), empleando diisocianato de 1,6-hexametileno y 1,4-butanodiol, con el objeto de conseguir un material competitivo con la poliamida (Nailon) desarrollada poco antes por W. Carothers trabajando para DuPont (EE.UU).^]Otto Bayer y sus colaboradores publicaron la primera patente de poliuretanos en 1937 y la producción industrial empezó en 1940 con productos como Igamid y Perlon. Sin embargo, debido a la falta de recursos por la Segunda Guerra Mundial, la producción creció muy lentamente. En 1959 DuPond desarrollaría un tejido muy elástico empleando fibras de poliuretano al que llamó Spandex, y comercializó bajo el nombre de Lycra.

Obtención

El poliuretano (PUR) es un polímero que se obtiene mediante condensación de bases hidroxílicas combinadas con disocianatos. Los poliuretanos se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura química, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura. De esta manera pueden ser de dos tipos: Poliuretanos termoestables o poliuretanos termoplásticos (según si degradan antes de fluir o si fluyen antes de degradarse, respectivamente).^[Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes. Entre los poliuretanos termoplásticos más habituales destacan los empleados en elastómeros, adhesivos selladores de alto rendimiento,

Nombres comerciales

• SPANDEX: LYCRA
• IGAMID
• PERLÓN

Consumo

En un estudio realizado en el 2011 de una empresa de investigación alemana de nombre Ceresana ubicada en Alemania meridional pronostica un desarrollo dinámico de la demanda mundial de propileno, es decir, un aumento de más de 20 millones de toneladas en 2017. Ellos indican que "Las ventas de propileno alcanzaron su valor máximo de más de 90 mil millones de dólares EE.UU. en2008

Polimerización

Se logra haciendo lograr moléculas de diisocianato difuncionales (OCN-R-NCO) con dibases (HO-R´-OH, HN-R´´-NH, o HS-R´´´-SH, por ejemplo) en proporción estequiométrica (NCO/OH= 1), lo que hace que las moléculas comiencen a unirse por ambos lados del grupo diisocianato hasta dar lugar a un polímero de alto peso molecular.

Segmentos de los poliuretanos. Según su grado de segmentación (balance entre segmentos rígidos y flexibles) se obtienen materiales muy diversos y con diferentes propiedades.

Propiedades y características

Características principales del elastano

• Puede ser estirado hasta un 600% sin que se rompa.
• Se puede estirar gran número de veces y volverá a tomar su forma original.
• Seca rápidamente.

*La resistencia mecánica y la estabilidad termo-mecánica.

*Inestabilidad a la radiación ultravioleta

*la biodegradabilidad o biocompatibilidad, cinética de reacción o carácter hidrofílico también varían con el tipo de diisocianato empleado en su preparación.

*Resistencia a la degradación hidrolítica de los poliuretanos suele venir determinada, en gran medida, por el diol empleado y esta sigue la secuencia (de mayor resistencia a menor).

Prueba de combustión

·         En flama

·          Comienza a encender  con rapidez y produce un encogimiento a su vez se plastifica formando una bolita obscura dura.

•  Ceniza
• Se forma una plastificación plastificación que se forma y un encogimiento.

• Olor

Tiene un olor muy  consistente y picante y almismo tiempo desprende un aroma a plástico quemado.

Aplicaciones

Componentes de automóvil, en la industria de la construcción, fibras textiles, y múltiples aplicaciones más.

*suelas de calzado

*pinturas

*fibras textiles

*Ropa deportiva

*sellantes

*embalajes

 *juntas

*preservativos

poliuretanos flexibles se encuentran en la industria de paquetería, en la que se usan poliuretanos anti-impacto para embalajes de piezas delicadas. Su principal característica es que son de celdas abiertas y de baja densidad (12-15 kg/m³).
Poliuretanos rígidos de densidad 30-50 kg/m³, utilizados como aislantes térmicos.
*Los poliuretanos PIR, mejor comportamiento frente al fuego son usados en revestimientos de cañerías que conducen fluidos a alta temperatura en zonas extremadamente húmedas .

*sirven de aglomerantes para fabricar bloques poli-material.

*Se  usa para aglomerar piedras y formar rompeolas para proteger costas.

Química del poliuretano

La química del poliuretano tiene como principal protagonista al grupo isocianato (-NCO.
Los poliuretanos suelen ser preparados a base de dioles de medio peso molecular (500-2000 g/mol). - Poliéteres- Policarbonatos
La estructura molecular del diisocianato es un factor determinante en las propiedades

Formulación y aplicaciones

La formulación de los poliuretanos depende mucho de la aplicación final para la cual quieran ser empleados. En general, la reacción de formación del polímero, común en todos ellos, es una policondensación que da lugar a cadenas poliméricas unidas mediante grupos uretano.
La industria del poliuretano mueve millones de dólares / euros en todo el mundo, y los especialistas en el tema son escasos y muy valorados.
El principal mercado para el poliuretano rígido es la industria del aislamiento térmico (refrigeradores, etc.); en segundo lugar, las industrias de los poliuretanos flexibles (colchones, asientos, etc.).
Un porcentaje menor se usa para moldeado de piezas de automóviles, partes de vehículos, elementos de decoración, etc.

Espumas flexible

Esponja de poliuretano flexible.

Los poliuretanos flexibles se emplean, sobre todo, en la fabricación de espumas blandas, de elastómeros y también de pinturas. Sus propiedades mecánicas pueden variar en gran medida por el empleo de diferentes isocianatos o dioles como, por ejemplo, el polietilenglicol. A diferencia de las esponjas naturales, se suele tratar de materiales con poro algo más cerrado.

Materiales sólidos

Los poliuretanos rígidos no porosos o de alta densidad (500-1200 kg/m³) son usados para elaborar componentes de automóviles, suelas de zapatos, piezas de yates, partes de monopatines o muebles y decorados mediante técnicas inyección, colada o incluso por RIM (Reaction Injection Molding). En forma de copolímero, los poliuretanos también se producen como fibras para la industrial textil, tales como el elastano o la lycra.


Vista transversal