Synthesis of flexible polyurethane foams by the partial substitution of polyol by steatite

Síntesis de espumas de poliuretano flexibles mediante la sustitución parcial de poliol por esteatita

Este trabajo describe la síntesis de compuestos esteatita/poliuretano flexible mediante la sustitución del 4,5 % en peso de poliol por polvo de roca esteatita. Se evaluaron dos propiedades mecánicas de los compuestos (factor de confort y factor de soporte) para varias formulaciones basadas en un diseño factorial fraccional. 

Los nuevos compuestos sintetizados mostraron un mayor factor de soporte, un mayor factor de confort y un menor coste, en comparación con las espumas de poliuretano flexibles convencionales. No se produjo un cambio significativo en la composición química de las espumas, debido a la sustitución del 4,5 % en peso de poliol por esteatita. Sin embargo, se produjo una disminución del tamaño de las células y una mayor interacción entre los segmentos duros del compuesto.

INTRODUCCIÓN

El poliuretano es un polímero que no contiene unidades de monómero, pero que está formado predominantemente por enlaces uretano (-HN-CO-O-). Se produce mediante las reacciones simultáneas entre un isocianato y un poliol de poliéter (polimerización) y agua (soplado). También se añaden a la formulación otros reactivos, como catalizadores, agentes soplantes, cargas, retardantes de llama y pigmentos.

En cuestión de minutos, una mezcla líquida de reactivos de bajo peso molecular se polimeriza para formar un material sólido, el material supramolecular formado por células abiertas, alta permeabilidad a los gases, baja densidad y con una morfología separada en fases. Las espumas están compuestas por una fase sólida polimérica y una fase gaseosa de aire. La fase sólida tiene una separación heterogénea (a escala micro), a menudo acompañada por la mezcla de segmentos duros cristalinos y dominios blandos amorfos. Los segmentos duros están formados por ureas y uretanos sustituidos, que pueden interactuar mediante enlaces de hidrógeno debido a la naturaleza polar de estos enlaces. Los dominios flexibles están formados por la cadena de poliol de poliéter o poliéster. Estos segmentos duros están unidos covalentemente a los dominios de poliol mediante enlaces uretano.

La deformación reversible, el excelente peso ligero, la relación resistencia/peso, la protección cómoda, el aislamiento térmico y acústico, y otros aspectos positivos de este material polimérico son el grupo de ventas más importante de los poliuretanos. Las espumas flexibles encuentran amplia aplicación en muebles, colchones, tapicería, asientos de automóviles y sistemas de embalaje. Sin embargo, la espuma de poliuretano flexible presenta algunas características no deseadas como baja estabilidad térmica y baja resistencia mecánica.