Processos industriais I-Polymer - Poliuretano

Processos Industriais I-Polímeros – Poliuretano- Grupo 2

Histórico: Poucas descobertas da ciência originaram tantas e tão variadas aplicações como o Poliuretano (PU). Em 1937, Otto Bayer e equipe em pesquisa, descobrem a química o poliuretano: a poliadição dos poliisocianatos, que dão início a fabricação em escala comercial na Alemanha de materiais como espumas rígidas e adesivos e aplicação de espumas em aeronaves.

No começo da segunda guerra mundial, o poliuretano surgiu como uma alternativa para a borracha. Com o fim da Guerra, a produção de poliuretano em escala industrial incentivou a formulação para fins específicos. Entre os anos 50 e 60, o poliuretano começa a ser utilizado como solados de sapato, e enchimento de almofadas, na forma de espuma flexível.

A capacidade de substituir materiais escassos abriu caminho para inúmeras aplicações como, vernizes para papel, metal, madeira e alvenaria, em roupas resistentes ao gás mostarda e no acabamento de aviões. Desde a década de 70, a produção de PU nos EUA cresceu 820%, o que demonstra sua crescente demanda e quase ilimitada utilização, principalmente em inovações como, imitação da madeira, espumas para absorção de energia, isolamento térmico, uso médico (cateteres).

Monômeros e Obtenção: Para obtenção do poliuretano, dois monômero são muito utilizados, o MDI (4,4-difenilmetano di-isocianato), e o TDI (tolulenodiidocianato), que oferecem diferentes propriedades ao produto final. Existem outros diisocianatos usados, como os alifáticos PPDI (parafenilenediisocianato), e o NDI (nafitileno di-isocianato), os poliois, PTMEG (politetrametileno glicol), conhecido como polieter premium, PPG (polipropileno glicol), um baixo custo, e os poliésteres. Os reagentes para obtenção dos monômeros são obtidos através de frações do petróleo (nafta), e passam por diversos processos até serem utilizados na síntese dos poliuretanos.

Reação de Obtenção: Os isocianatos possuem o grupo NCO, que reagem com compostos que possuam átomos de hidrogênio ativo, como os polióis e a água. Todos os isocianatos usados possuem no mínimo 2 grupo funcionais. Deles mais de 95% são aromáticos. Na tecnologia dos PU’s existem cinco reações principais dos isocianatos com:

Técnica de Obtenção e Processamento: A técnica de polimerização em fase gasosa, que é a mais moderna e recente, é empregada para a poliadição de monômeros gasosos, com iniciadores de coordenação de muita alta eficiência (acima de 98%, sistemas catalíticos Ziegler-Natta), mantidos sobre a forma de partículas em leitos fluidizados, contínuo. Cada partícula de catalisador deve gerar uma partícula de polímero. Essa técnica é de alta sofisticação e restrita a algumas patentes, usadas na fabricação de HDPE e PP. A técnica de prensagem consiste em comprimir o material dentro de um molde com aquecimento na fase inicial e resfriamento na fase final. A moldagem dos Poliuretanos consiste basicamente na mistura e injeção do poliol e do isocianato, em molde aberto ou fechado. Outro processo para os poliuretanos integrais – sem expansão – é o Casting, quando os componentes são misturados e vazados em moldes metálicos e levados para estufa aquecida visando completar a cura.

Aplicações Poliuretano: Os produtos do poliuretano