Amestecuri de rășini-întăritori utilizate în construcția motorașelor pentru frigidere Poliolii - caracterizare fizico-chimică

1. Amestecuri de ră.ini-întăritori

Reac.ia de poliadi.ie dintre un izocianat .i un diol, urmată de inven.ia spumei poliuretanice, a fost descoperită la începutul anilor 1940 de Otto Bayer .i echipa sa, reprezentând un progres major în dezvoltarea polimerilor industriali [1]. De atunci, produc.ia de spume poliuretanice flexibile a crescut exponen.ial, ajungând la o mare varietate de aplica.ii. În consecin.ă, au fost concepute, dezvoltate .i implementate mai multe metode de producere a spumelor poliuretanice [2,3]. Pia.a globală a spumelor poliuretanice este în continuă cre.tere cu o rată anuală de 7,5% între 2020 .i 2025 [4], făcându-l al .aselea cel mai utilizat polimer din lume [5].

1.1 Poliuretanii

Polimerul format din reac.ia chimică dintre o moleculă de poliol .i o moleculă de izocianat (MDI) poartă numele de poliuretan. Este un material polimeric care con.ine legături uretanice formate prin reac.ii chimice între compu.ii terminali de izocianat .i compu.ii polihidroxilici [6]. A.adar, poliuretanii sunt produse rezultate în urma poliadiției, plecând de la monomeri.

În func.ie de raportul mixturii elementelor constituente, acesta poate fi găsit sub multiple forme. Tocmai din acest motiv, poliuretanul este folosit la ob.inerea unei largi .i diversificate game de produse, fiind găsit în industrii precum: industria construc.iilor, industria automotive, industria frigorifică, industria electronicelor, industria lenjeriilor de pat .i a pieselor de mobilier, industria echipamentelor sportive, industria echipamentelor medicale [6]. Poliuretanul este un material u.or, sub.ire, rezistent drabil, sustenabil .i oferă beneficii precum: economisirea energiei, confortul termic, siguran.a unei ma.ini stabile, confortul unei saltele moi .i catifelate, posibilitatea anumitor activită.ilor sportive etc.

Poliuretanul poate fi găsit sub multiple forme ca element izolator, chiar .i în cadrul unei singure clădiri. Poate fi întâlnit atât sub formă de spumă aplicată, cât .i sub formă de panouri. Spumele poliuretanice au propriile lor caracteristici speciale, cum ar fi confortul, izola.ia, rezisten.a sau greutatea redusă, care au fost principalii factori motrici pentru cre.terea pie.ei lor. În special, spuma poliuretanică flexibilă de tip bloc acoperă aproximativ o treime din cererea globală totală. Acest factor face ca poliuretanul să fie răspunsul optim la izola.ia oricărui tip de suprafa.ă. Poliuretanul sub formă de spumă (PUR) se aplică prin pulverizare la fa.a locului „în situ”, pe când poliuretanul PIR se regăse.te sub formă de panou sandwich [6].

În func.ie de cerin.ă, poliuretanul poate dispune de o structură celulară închisă sau deschisă. Dacă la PIR (panouri) va fi vorba întotdeauna despre o celulă închisă, la PUR (spuma pulverizată) poate fi vorba despre ambele, tabelul 1 [6].

4

Tabelul 1. Proprietă.ile poliuretanului [6]

Conductivitate termică

0,036 W/mK

0,021 W/mK Densitate

10-11 kg/m3

30-35 kg/m3 Se expandează

Da

Da Permite vaporilor să pătrundă

Da

Nu Clasă de ignifugare

E

E Tratarea împotriva rozătoarelor

Da

Da

Poliureea este un tip de elastomer care este derivat din produsul de reac.ie al unui component izocianat .i al unui amestec de ră.ină sintetică prin polimerizare în trepte, prin care o acoperire extrem de tolerantă .i rapidă este creată prin ajustarea proprietă.ilor a două componente reactive. Întărirea are loc în câteva secunde (5-20 sec.), în func.ie de formarea respectivului sistem. Datorită durită.ii .i elasticită.ii sale, este unul dintre cele mai rezistente acoperiri de pe planetă [7]. A.adar, poliureea este un polimer organic - reac.ia izocianatului cu o ră.ină polieterică terminată cu amină, formând un compus asemănător unui material plastic sau de cauciuc, care poate fi utilizat în multiple aplica.ii, ob.inându-se amestecuri de tip poliuretan, epoxi, vinil ester, neopren etc. [7].

După cum este definit de PDA (Polyurea Development Association) [8] - un înveli. / elastomer de poliuree este derivat din produsul de reac.ie al unei componente izocianat .i al unei componente de amestec de ră.ină. Izocianatul poate fi aromatic sau alifatic. Poate fi monomer, polimer sau orice variantă de reac.ie a izocianatului, a cvasi-prepolimerului sau a unui prepolimer. Prepolimerul sau cvasi-prepolimerul poate fi realizat dintr-o ră.ină polimerică terminată cu amină sau o ră.ină polimerică terminată cu hidroxil. Amestecul de ră.ină trebuie să fie alcătuit din ră.ini polimerice terminate cu amină .i / sau diluan.i cu lan. terminat cu amină. Ră.inile polimerice terminate cu amină nu vor avea nici o parte inten.ionată de hidroxil. Orice hidroxiluri sunt rezultatul conversiei incomplete la ră.inile polimerice terminate cu amină. Amestecul de ră.ină poate con.ine, de asemenea, aditivi sau componente non-primare. Ace.ti aditivi pot con.ine hidroxili, cum ar fi pigmen.ii pre-dispersa.i într-un purtător de poliol. În mod normal, amestecul de ră.ini nu va con.ine un catalizator (catalizatori) [7].

În concluzie, poliuretanii sunt printre cele mai versatile clase de polimeri .i sunt, în general, sintetiza.i folosind reac.ii de adi.ie de polioli .i izociana.i. O gamă largă de materiale chimice u.oare sunt capabile să ofere poliuretani cu o varietate de proprietă.i .i aplica.ii. Unele caracteristici, cum ar fi izolarea termică .i electrică ridicată, greutatea redusă, rigiditatea .i flexibilitatea, permit acestor polimeri să fie utiliza.i ca .i componente de bază în izola.ii, vopsele, acoperiri, elastomeri, spume etc. În ultimul deceniu, s-au făcut cercetări ample pentru a în.elege chimia lor durabilă, în special în biopoliuretani, dar este nevoie de mai multă muncă pentru a face poliuretanii verzi .i durabili [9].

Polieter-poliolii, care sunt produse petrochimice, reprezintă una dintre principalele materii prime pentru spuma flexibilă poliuretanică (PU), ceea ce înseamnă că expansiunea continuă a pie.ei spumei PU duce la o cre.tere liniară a consumului de resurse fosile.

Prin urmare, în conformitate cu efortul global de reducere a extrac.iei de resurse fosile, există o nevoie puternică de a găsi solu.ii alternative care să poată sus.ine previziunile viitoare ale cre.terii industriei PU.

Poliuretanii, denumi.i .i uretani, sunt polimeri caracteriza.i prin legătura uretanică. Legătura este formată prin reac.ia grupărilor NCO ale izocianatului cu grupările OH ale poliolului.