Efecto del contenido de segmento rígido en las propiedades físicas, mecánicas, químicas y morfológicas de elastómeros de poliuretano microcelular

Effect of rigid Segment content on the Physical, Mechanical, Chemical and Morphological Properties of Microcellular Polyurethane Elastomers

En este estudio, se prepararon tres elastómeros de poliuretano microcelular (MPUE) diferentes basados en diisocianato de 4,4-difenilmetano (MDI) con diferentes contenidos de segmento rígido (Formulaciones 1, 2 y 3 con 32, 35 y 42% de contenido de segmento rígido, respectivamente). Los MPUE se obtuvieron mediante un método de dos pasos utilizando el sistema de prepolímeros. Las muestras se analizaron para determinar sus propiedades físicas, mecánicas, morfológicas y químicas. Los resultados mostraron que un mayor contenido de segmento rígido proporcionaba valores más elevados de resistencia a la tracción, a la compresión y al desgarro. La deformación a la rotura no mostró cambios significativos con una variación en el contenido de segmento rígido. El MPUE presentaba un bajo índice de hinchamiento en disolventes industriales comunes. Sin embargo, en acetona se observó un alto índice de hinchamiento. Las micrografías SEM indicaron un gran número de células cerradas, y que un mayor contenido de segmento rígido daba una mejor homogeneidad celular de las muestras.

INTRODUCCIÓN

Los poliuretanos (PU) se consideran copolímeros en bloque segmentados formados por la reacción de poliadición entre diisocianatos, polioles y extensores de cadena[1-3]. Se componen de segmentos rígidos y flexibles[4,5]. La reacción entre el diisocianato y los extensores de cadena forma el segmento rígido, mientras que el poliol es responsable del segmento flexible[2,4,5].

Los elastómeros de poliuretano microcelular (MCPE) son materiales que pueden soportar las duras condiciones que se encuentran en diversas aplicaciones, como automóviles y maquinaria industrial[7,8]. Tienen una densidad aparente uniforme de entre 0,40 y 0,80 g/cm³, con la mayoría de sus células cerradas. Las células son tan pequeñas que resultan difíciles de visualizar a simple vista[7,9-11]. La mayoría de los EMPU tienen una excelente resistencia a la abrasión, buena resistencia a los aceites, la gasolina y muchos disolventes no polares comunes. Se pueden fabricar EMPU con distintas propiedades, lo que permite elegir el material más adecuado para cada aplicación, ya sea más elástico y blando o más duro con una estructura reticulada[12]. Para aplicaciones como los parachoques, que pueden entrar en contacto con aceites y grasas y deben ser resistentes a los impactos, se ha estudiado el diseño de materiales basados en EMPU. Se ha investigado el EMPU basado en MDI y poliol de poliéster[13,14]. El EMPU ha sido estudiado por varios autores. Dai y colaboradores[15] estudiaron la morfología y las propiedades amortiguadoras del EMPU expandido con CO₂ y observaron que el tamaño y la distribución de las microcélulas pueden controlarse convenientemente modificando las condiciones del proceso.