Aplicaciones de Poliuretano

Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, los costos de calefacción y refrigeración representan aproximadamente el 56 por ciento de la energía utilizada en el hogar promedio estadounidense. La naturaleza de la química permite que los poliuretanos se adapten para resolver problemas complejos, se moldeen en formas inusuales y mejoren productos industriales y de consumo.

Los poliuretanos se forman haciendo reaccionar un poliol (un alcohol con más de dos grupos hidroxilo reactivos por molécula) con un diisocianato o un isocianato polimérico en presencia de catalizadores y aditivos adecuados. Debido a que se pueden utilizar diversos diisocianatos y una amplia gama de polioles para producir poliuretano, es posible fabricar una gran variedad de materiales que satisfagan las necesidades de aplicaciones específicas.

Tipos de Poliuretano:

✦ Espuma de poliuretano flexible
La espuma flexible de poliuretano se utiliza como relleno en una variedad de productos para consumidores e industriales, incluyendo colchones, muebles, interiores automotrices, almohadillas para pisos y empaques. La espuma flexible puede fabricarse en casi cualquier forma y grado de firmeza. Es ligera, duradera, soportante y cómoda. La espuma flexible de poliuretano representa aproximadamente el 30 por ciento de todo el mercado de poliuretano en Norteamérica, y se utiliza principalmente para colchones, muebles y en la industria automotriz.

✦ Espuma de poliuretano rígido
Las espumas rígidas de poliuretano y poliisocianurato (poliiso) crean una de las aislaciones más populares, eficientes energéticamente y versátiles del mundo. Estas espumas pueden reducir significativamente los costos energéticos mientras hacen que las propiedades comerciales y residenciales sean más eficientes y cómodas. Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, el calefacción y refrigeración representan aproximadamente el 56 por ciento del consumo energético en un hogar típico estadounidense, convirtiéndose en el mayor gasto energético para la mayoría de los hogares. Para mantener una temperatura uniforme y reducir los niveles de ruido en hogares y propiedades comerciales, los constructores recurren a espumas rígidas de poliuretano y poliisocianurato. Estas espumas son materiales aislantes eficaces que se pueden utilizar en aislamiento de techos y paredes, ventanas aislantes, puertas y selladores de barrera de aire.

✦ Recubrimientos, Adhesivos, Selladores y Elastómeros (CASE)
Los usos de los poliuretanos en el mercado de recubrimientos, adhesivos, selladores y elastómeros (CASE, por sus siglas en inglés) ofrecen un amplio y creciente espectro de aplicaciones y beneficios. Los recubrimientos de poliuretano pueden mejorar la apariencia de un producto y prolongar su vida útil. Los adhesivos de poliuretano pueden proporcionar ventajas de unión fuertes, mientras que los selladores de poliuretano ofrecen sellos más herméticos. Los elastómeros de poliuretano pueden moldearse en casi cualquier forma, son más ligeros que el metal, ofrecen una recuperación superior bajo estrés y pueden ser resistentes a muchos factores ambientales.

✦ Poliuretano termoplástico (TPU)
El poliuretano termoplástico (TPU) ofrece una gran variedad de combinaciones de propiedades físicas y aplicaciones de procesamiento. Es altamente elástico, flexible y resistente a la abrasión, al impacto y a las intemperies. Los TPU pueden colorearse o fabricarse mediante una amplia gama de métodos, y su uso puede incrementar la durabilidad general de un producto. El TPU es un elastómero completamente termoplástico. Al igual que todos los elastómeros termoplásticos, el TPU es elástico y procesable por fusión. Además, puede procesarse en equipos de extrusión, moldeo por inyección, moldeo soplado y por compresión. Puede formarse al vacío o recubrirse con disolventes, y se adapta perfectamente a numerosos métodos de fabricación. El TPU puede ofrecer una considerable cantidad de combinaciones de propiedades físicas, lo convierte en un material extremadamente versátil adaptable a decenas de aplicaciones como la construcción, la automoción y la fabricación de calzado.

✦ Moldeo por Inyección Reactiva (RIM)
Los parachoques de automóviles, paneles de carcasas eléctricas y recintos para equipos informáticos y de telecomunicaciones son algunas de las piezas producidas con poliuretanos mediante moldeo por inyección reactiva (RIM). Aportando flexibilidad en diseño, el proceso RIM de poliuretano fabrica piezas que generalmente no se pueden obtener factible mediante procesos típicos de moldeo por inyección, como piezas de pared gruesa y delgada, interiores encapsulados y núcleos de espuma. Además de alta resistencia y bajo peso, las piezas RIM de poliuretano pueden mostrar resistencia al calor, aislamiento térmico, estabilidad dimensional y un alto nivel de propiedades dinámicas. Automoción, construcción, electrodomésticos, mobiliario y artículos de recreo y deportivos son algunos de los mercados y aplicaciones que utilizan la tecnología RIM.

✦ Cargadores
Los aglutinantes de poliuretano se utilizan para unir numerosos tipos de partículas y fibras entre sí. Sus principales áreas de aplicación son en la fabricación de paneles de madera, superficies de suelos de caucho u hormigón elastomérico y fundición en arena para la industria de fundiciones. La aplicación de mayor volumen para los aglutinantes de poliuretano es en la fabricación de tableros de virutas orientadas (OSB, por sus siglas en inglés). Estos paneles de madera se emplean en revestimientos estructurales y suelos, viviendas prefabricadas, vigas y cabrios, así como paneles de taller. La espuma residual, que con frecuencia es espuma flexible de poliuretano, se une mediante aglutinantes de poliuretano en la producción de la capa intermedia para alfombras Rebond.

✦ Dispersión de Poliuretano en Agua (PUDs)
Las dispersiones de poliuretano solubles en agua (PUD) son recubrimientos y adhesivos que utilizan agua como disolvente principal. Con el aumento de las regulaciones federales sobre la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (COV) y contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP) que pueden emitirse a la atmósfera, los PUD están siendo utilizados en más aplicaciones industriales y comerciales.

Aplicaciones para Poliuretano:

✦ Ropa
Cuando los científicos descubrieron que los poliuretanos podían convertirse en hilos finos, se combinaron con nailon para fabricar prendas más ligeras y elásticas. A lo largo de los años, los poliuretanos han sido mejorados y desarrollados en fibras de spandex, recubrimientos de poliuretano y elastómeros termoplásticos. Debido a los avances actuales en las técnicas de poliuretano, los fabricantes pueden producir una amplia gama de prendas de vestir de poliuretano, desde pieles y cueros sintéticos utilizados para confecciones, ropa deportiva y una variedad de accesorios.

✦ Electrodomésticos
Los poliuretanos son un componente importante en los electrodomésticos que los consumidores utilizan a diario. El uso más común de los poliuretanos en electrodomésticos es en espumas rígidas para sistemas de aislamiento térmico de refrigeradores y congeladores. La espuma rígida de poliuretano es un material esencial y económicamente eficiente que puede emplearse para cumplir con las clasificaciones energéticas requeridas en refrigeradores y congeladores domésticos. Las buenas propiedades de aislamiento térmico de las espumas rígidas de poliuretano resultan de la combinación de una estructura de espuma fina con celdillas cerradas y gases en las celdillas que resisten la transferencia de calor.

✦ Automotriz
Los poliuretanos se utilizan en toda la carrocería de los automóviles. Además de la espuma que hace que los asientos del coche sean cómodos, los parachoques, las secciones interiores del techo denominadas "headline", la carrocería, los spoilers, puertas y ventanas también usan poliuretanos. Los poliuretanos permiten además a los fabricantes ofrecer a conductores y pasajeros una autonomía considerablemente mayor al reducir el peso del vehículo y mejorar la economía de combustible, comodidad, resistencia a la corrosión, aislamiento y absorción acústica.

✦ Construcción y construcción
Las viviendas actuales exigen materiales de alto rendimiento que sean resistentes, pero ligeros; que ofrezcan un buen desempeño, pero sean fáciles de instalar; y que sean duraderos, aunque versátiles. El poliuretano ayuda a conservar los recursos naturales y a preservar el medio ambiente al reducir el consumo de energía. Gracias a su excelente relación resistencia-peso, sus propiedades aislantes, su durabilidad y versatilidad, el poliuretano se utiliza frecuentemente en aplicaciones de construcción y edificación. Tanto la asequibilidad de estos materiales versátiles como la comodidad que brindan a los propietarios han convertido los componentes de poliuretano en parte esencial de las viviendas en todas partes. El poliuretano se utiliza en toda la casa. En los pisos, la espuma flexible amortigua la alfombra. En el techo, recubrimientos plásticos reflectantes sobre espuma de poliuretano pueden desviar la luz solar y el calor, ayudando a mantener la casa fresca mientras reduce el consumo energético. Los materiales de construcción de poliuretano añaden flexibilidad de diseño a proyectos de nuevas viviendas y reformas. Los paneles con núcleo de espuma ofrecen una amplia variedad de colores y perfiles para paredes y techos, mientras que las puertas de entrada y puertas de garaje con núcleo de espuma están disponibles en diferentes acabados y estilos.

✦ Madera compuesta
Los poliuretanos desempeñan un papel fundamental en los materiales modernos, como la madera compuesta. Los aglomerantes a base de poliuretano se utilizan en productos de madera compuesta para pegar de forma permanente materiales orgánicos en tableros de virutas orientadas, tableros de fibra de densidad media, madera laminada estructurada, madera contrachapada laminada e incluso tableros de paja y tableros de partículas.

✦ Electrónica
A menudo denominados «compuestos de encapsulado», los poliuretanos no espumosos suelen emplearse en las industrias eléctrica y electrónica para encapsular, sellar y aislar componentes microelectrónicos frágiles y sensibles a la presión, cables submarinos y tarjetas de circuito impreso. Los compuestos de encapsulado de poliuretano están especialmente formulados por los desarrolladores para cumplir con una amplia gama de propiedades físicas, térmicas y eléctricas. Pueden proteger la electrónica al ofrecer excelentes propiedades dieléctricas y adhesivas, así como una excepcional resistencia a disolventes, agua y temperaturas extremas.

✦ Piso
Ya sea como espuma de bajo fondo o aplicada encima como recubrimiento, los poliuretanos pueden hacer que los pisos sobre los que caminamos cada día sean más duraderos, más fáciles de mantener y más agradables estéticamente. El uso de espuma flexible de poliuretano como bajo fondo para alfombras en aplicaciones residenciales o comerciales puede aumentar significativamente la vida útil de la alfombra, proteger su apariencia, brindar mayor comodidad y soporte, y reducir el ruido ambiental. Los poliuretanos también se utilizan para recubrir pisos, desde madera y parquet hasta cemento. Este acabado protector es resistente a la abrasión y a disolventes, y es fácil de limpiar y mantener. Con un acabado de poliuretano, un piso nuevo de madera, parquet o cemento resiste mejor el desgaste y dura más tiempo, mientras que un piso antiguo puede renovarse para verse como nuevo nuevamente.

✦ Mobiliario
El poliuretano, principalmente en forma de espuma flexible, es uno de los materiales más populares utilizados en la fabricación de muebles para el hogar, como asientos, colchones y fondos para alfombras. Como material acolchado para muebles tapizados, la espuma de poliuretano flexible contribuye a hacer los muebles más duraderos, cómodos y ergonómicos.

✦ Marino
Millones de estadounidenses disfrutan del deporte de la navegación cada año. Parte de la popularidad continua de la navegación se debe a las mejoras en la tecnología relacionada, en la cual los materiales de poliuretano realizan una contribución importante. Las resinas epoxi de poliuretano sellan los cascos de los barcos contra el agua, el clima, la corrosión y otros elementos que incrementan la resistencia al avance, afectan la hidrodinámica y reducen la durabilidad. Los navegantes actuales pueden disfrutar de comodidades similares a las del hogar estando sobre el agua, gracias en parte a la espuma flexible de poliuretano. Además, la espuma rígida de poliuretano aísla los barcos del ruido y los extremos de temperatura, ofrece resistencia a la abrasión y al desgarro, y aumenta la capacidad de carga con un aumento mínimo del peso. El poliuretano termoplástico también es excelente para su uso en la industria marítima. Es un material elástico, durable y fácil de procesar, adecuado para recubrimientos de cables y alambres, tuberías para motores, correas de transmisión, mangueras hidráulicas y juntas, e incluso para molduras de barcos.

✦ Médico
Los poliuretanos se utilizan comúnmente en varias aplicaciones médicas, incluyendo tubos para catéteres y de uso general, ropa de cama hospitalaria, paños quirúrgicos, apósitos para heridas y una variedad de dispositivos fabricados por moldeo por inyección. Su uso más frecuente es en implantes a corto plazo. El uso de poliuretano en aplicaciones médicas puede ser más rentable y ofrecer mayor durabilidad y resistencia.

✦ Envase
La espuma de poliuretano para embalaje (PPF) puede proporcionar un acolchado más rentable, con forma adaptada que protege de manera única y segura los artículos que deben permanecer fijos durante el transporte. PPF se utiliza ampliamente para proteger y transportar de forma segura muchos artículos, como equipos electrónicos y de diagnóstico médico, material de vidrio delicado y piezas industriales grandes. Como solución versátil en el lugar de uso para muchos desafíos de embalaje, PPF puede ahorrar tiempo y ser más rentable al ofrecer un contenedor a medida en cada envío.