Generalità sui poliuretani espansi
Sono materiali molto versatili (li troviamo un po’ ovunque) e leggeri, poiché costituiti in buona parte di aria. Si possono suddividere in due categorie
1) Poliuretani espansi morbidi (gomma piuma): sono utilizzati soprattutto per produrre materassi e imbottiture.
2) Poliuretani espansi rigidi: sono largamente utilizzati per produrre lastre di materiale termoisolante utili ad es. per scambiatori di calore, boilers, frigoriferi.
I poliuretani espansi si ottengono facendo reagire due ‘ingredienti’, entrambi liquidi: un diolo (a cui è stata aggiunta una piccola quantità di acqua) e un diisocianato. Diolo e diisocianato, incontrandosi, reagiscono tra di loro e producono il polimero sintetico che ha nome ‘poliuretano’.
Contemporaneamente anche la poca acqua e il diisocianato reagiscono tra loro, dando un prodotto instabile che immediatamente si decompone, producendo anidride carbonica, responsabile della schiuma. Da cui il nome espanso.
Sezione di un poliuretano espanso vista al microscopio
1. Procedura
1. Misurare 15 ml di diisocianato con il cilindro graduato e versarli in un bicchiere di plastica.
2. Aggiungere 15 ml di soluzione acquosa di diolo misurato in cilindro graduato e mescolare vigorosamente fino alla formazione della schiuma.
3. Attendere finchè la schiuma ha terminato di crescere e comincia a indurire.
2. Generalità sui poliuretani espansi
Poliuretani espansi morbidi
Sono schiume flessibili utilizzate soprattutto per produrre materassi e imbottiture. Con la tecnica di iniezione a bassa pressione o colatura su stampo è possibile ottenere imbottiture preformate già pronte per la posa in opera.
Poliuretani espansi rigidi
Le schiume rigide leggere sono largamente utilizzate per produrre lastre di materiale termoisolante, spesso vengono iniettati direttamente nel corpo di scambiatori di calore, boilers, o nelle strutture dei frigoriferi.
3. Meccanismo di formazione di poliuretani e schiume
Con il termine poliuretano si indica una vasta famiglia di polimeri termoindurenti in cui la catena polimerica è costituita di legami uretanici -NH-(CO)-O-. I poliuretani sono fondamentalmente ottenuti per reazione di un diisocianato (aromatico o alifatico) e di un diolo, spesso in presenza di un catalizzatore.
Se la reazione di formazione avviene in presenza di acqua, è possibile ottenere un poliuretano espanso grazie alla formazione di CO2 , come nell’esempio seguente:
