Sistemas básicos para a produção de poliuretanos

INTRODUÇÃO

Em 1937, o professor Otto Bayer e sua equipe desenvolveram um processo que, a partir da reação de dois compostos, resultava em produto de estrutura macromolecular. Eles são normalmente produzidos pela reação de poliadição de um poliisocianatos (no mínimo bifuncional) e um poliol ou outros reagentes, contendo dois ou mais grupos de hidrogênio reativos). Os compostos contendo hidroxilas podem variar quanto ao peso molecular, natureza química e funcionalidade. Os isocianatos podem ser aromáticos, alifáticos, ciclo-alifáticos ou policíclicos. Esta flexibilidade de escolha de reagentes permite obter uma infinita variedade de compostos com diferentes propriedades físicas e químicas, conferindo aos poliuretanos uma posição importante no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho. Seu desenvolvimento comercial começou na Alemanha no final da década de 30 em espumas rígidas e adesivos. Os elastômeros na década de 40 e na década de 50 houve o grande desenvolvimento comercial em espumas flexíveis, tintas e vernizes.

Basicamente a reação de obtenção de poliuretano é:

Os sistemas principais de obtenção de poliuretanos são quatro:

Sistema bicomponente de cura ao ar:

POLIOL + POLIISOCIANATO = POLIURETANO

Sistema monocomponente de cura com a umidade do ar:

POLIISOCIANATO + H20 = POLIURETANO + CO2

Sistema monocomponente de cura em estufa:

POLIISOCIANATO BLOQUEADO + POLIOL = POLIURETANO + AGENTE BLOQUEANTE

Sistema não reativo em secagem física:

POLIURETANO EM SOLUÇÃO + AR OU CALOR = POLIURETANO + SOLVENTE

As matérias primas dos poliuretanos basicamente são os poliisocianatos e os polióis,podem variar muito de acordo com a necessidade de aplicação, algumas das principais são:

POLIÓIS

Poliéteres: são os polióis mais utilizados na indústria (~ 90%), basicamente são os hidroxilados dos polipropilenos glicóis e copolímeros polipropileno/etileno glicóis ou ainda os politetrametilenos glicóis. podem ser modificados ainda com radicais livres de estireno e acrilonitrila obtendo-se polióis poliméricos.

Poliésteres: são normalmente polióis obtidos de resíduos de resinas poliésteres de alto peso molecular à base de polietileno tereftalato (PET).

Óleo de Mamona: líquido viscoso obtido da compressão das sementes da mamona. Ele é um triglicerídeo derivado do ácido ricinoleíco normalmente de funcionalidade próximo de 2,7.

Polibutadieno líquido hidroxilado: obtido pela polimerização do butadieno catalisada pelo peróxido de hidrogênio em meio alcoólico. Obtém-se um poliol muito reativo, com excelente resistência a hidrólise e grande capacidade de aceitação de cargas que barateiam seu custo final.

ISOCIANATOS

TDI (C9H6O2N2) - 2,4 tolueno diisocianato ou 2,6 tolueno diisocianato. Podem ser usados puros ou misturados em vários percentuais diferentes.

MDI (C15H10O2N2) - 4,4 difenilmetano diisocianato; 2,4 difenilmetano diisocianato ou 2,2 difenilmetano diisocianato.