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MÓDULO 4
POLÍMEROS REACTIVOS
POLIURETANOS
POLIURETANOS
•Rígidos
•Semi-Rígidos
• Estruturais
• Flexíveis
• ISSR (Integral Skin Semi-Rigid)
• Microcelulares
• Elastómeros
APLICAÇÕES DOS
POLIURETANOS
POLIURETANOS
• As Matérias PrimasOs PolioisOs Di-isocianatosOs Aditivos
• Prépolímeros e Quasi-prépolímeros
• Adesão ao Substrato
MDI
n≥3
Química dos Poliuretanos
Produção de
Polieters - polióis
Monómeros
Poliadição aniónica
POLIETER POLIÓIS
PARA
POLIURETANOS
Óxidos e Iniciadores
para
Polieter - polióis
Polieter Dióis e Trióis
Espumas Flexíveis
Cinética de Polimerização
Cinética de Expansão
Espumas de Célula Aberta
Colapso por sobrepressão
Exemplo
Espuma Flexível de P.U.Di-isocianato
+
Poliol formulado
Competição cinética entre:
Produção de CO2 .... Expansão
Extensão de cadeia .... Endurecimento
Objectivo: Estrutura em célula aberta
Mistura reactivaAgitação
forte
Requisitos Técnicos
CINÉTICA DA REACÇÃO
• Controlo por difusão da humidade que entra
LIBERTAÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO
ÁCIDO CARBAMICO INSTÁVEL
Necessário evitar Espuma: Têxteis revestidos, Vernizes, Adesivos
Controlo de formação da Espuma: OCF, Fundações
N OC
O
H H
N
H
C
O
O H
NH
HCO2+
Reacção da hidroxipropil lenhina com um
isocianato e uma amina (X é a melamina).
Pré - Polímero
Sistemas
muito rápidos
(a maioria de 2 componentes!)
Cross linking adicional
devido à formação de Alofanatos
Ex:. Elastómeros de PU de Alta Performance
ADIDAS
LE COQ SPORTIVE
DESENVOLVIMENTO DE ESPUMAS DE
QUASI-COLAPSO FEITAS À BASE DE
POLIURETANO COM ADITIVOS QUE
CAPTEM GASES POLUENTES
APLICAÇÃO: Filtros normalizados com propriedades de
purificação de ar interior para aparelhos de ar condicionado
PARÂMETROS
DE
OPTIMIZAÇÃO
-Espuma flexível / semi-rígida
-Célula aberta (quasi-colapso)
- Densidade baixa (20 a 30 Kg/m3)
- Baixa perda de carga à passagem
de ar
-Baixa friabilidade
Célula fechada
Densidade elevada
Colapso não controlado
Elevada friabilidade
RISCOS DE
OPTIMIZAÇÃO
Referências
1. R. Garcon, C. Clerk, J.P. Gesson, J. Bordado, T. Nunes, S. Caroço, P.T. Gomes, M.E. Minas daPiedade, A.P. Rauter “Synthesis of novel polyurethanes from sugars and 1, 6 –hexamethylene diisocyanate”, Carbohydrate Polymers 45, 123-127 (2001).
2. T. Barbosa, E. Baptista, J. Bordado, A.C. Diogo, “Rheological Characterization of Asphalt Bitumen modified with reactive Polyurethanes”,Les Cahiers de Rheology XVI (1), 527-32 (1998).
Preparação de Pré polímero
a partir de Álcoois Gordos
Aspectos
essenciais
Cadeia HidrofóbicaGrupos
terminais
reactivos
Reacções de Formação
de
Poliéster - uretanos
Viscosidade
Poliester-dióis
Dimensionamento e Projecto de Reactores de Polimerização
Modelos mistura-reacção
Meio reaccional e compatibilidade dos monómeros
Espumas Rígidas
de Poliuretano
de Baixa Densidade
Para Embalagem
Para embalagens de cerâmicos e outros materiais frágeis
SORBITOL POLIOL RIGIDOCATALISADOR
Poliol rígidoMistura da Espuma
Espuma de Poliuretano
Isocianato
Design de Novos
Polímeros Reactivos
Performance do Polímero Final Design da estrutura
Resistência à Radiação UV Selecção dos Monómeros de Isocianato
Espumas de célula aberta Endurecimento das essencial à expansão
Comportamento elastómerico Dominios cristalinosLigações flexíveis
Dureza Rigida /FlexívelRazão dos segmentos
Dispersões
de Poliuretano
Critérios de Escolha do Surfactante Reactivo
Compatibilidade com - Miscibilidade
as dispersões de PU - Efeito na estabilidade
Activo entre os 90-120ºC
Reactividade Não provoque amarelecimento
Aumente a resistência mecânica dos filmes de PU
Diminua a extensão de ruptura
Requisitos Técnicos
das Dispersões Aquosas
• Baixa viscosidade 1 cp a 10 cp
• Boa molhagem
• Tempo requerido para se tornar sólido
• Tamanho de partícula (de partículas de polímero)
< 0,1 µm
Filmificação menos que 48 horas
Secagem em algumas semanas
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