CMEmaterials - D'urèa

Urea formaldehid (ple d'alfa cel·lulosa)

editor — Mon, 08 Apr 2013 09:35:16 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

Composició química:

(NH₂-CO-NH-CH₂)_n

Primeres matèries:

Urea i formaldehid; cinanimida càlcia, metanol, amoníac, anhídrid carbònic.

Propietats generals

Densitat:

1.47 - 1.52 g/cm³

Preu:

1.08 - 1.25 €/kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

6.9 - 10.3 GPa

Coeficient de Poisson:

0.352 - 0.367

Resistència mecànica a compressió:

172 - 310 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

41 - 89.6 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.71 - 2.05 MPa·m^1/2

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	9.8 - 21.5 HV

Propietats elèctriques

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	6.7 - 6.9

Observacions:

Es tracta d'un bon aïllant elèctric. Té una elevada resistència a les corrents parasitàries.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

75 - 100 ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.13 - 0.3 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.39e3 - 1.67e3 J/kg·K

Observacions:

Es tracta d'un bon aïllant tèrmic. No soporta temperatures superiors a 100 ºC.

Propietats òptiques

Observacions:

Es tracta d'un material opac.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-60) - (-50) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

70 - 84 ºC

Reciclabilitat:

És un material no reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té mitjana resistència als àcids febles i pobre als àcids forts.

Resistència als àlcalis:

Té mitjana resistència als àlcalis febles i pobre als forts.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té bona resistència als dissolvents orgànics.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre.

Observacions:

Té bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material que autoextingeix la flama. La seva resistència a la radiació UV és mitjana.

Obtenció

Observacions:

Les reïnes d'urea i formaldehid es formen en solució aquosa a partir de reïnes d'urea, per un procés de policondensació escalonada o policondensació en solució. Primerament s'addiciona el formaldehid sobre l'urea, donant lloc a prepolímers on, depenent de si s'addiciona a un o als dos grups de la urea s'obté mono- o dimetilurea.

Aquesta reacció normalment es produeix entre 50 i 60 ºC, en presència de catalitzadors alcalins amb formaldehid en excés, on a causa de la condensació es desprén aigua i així la cadena es continua allargant fins a formar productes d'alt pes molecular no reticulats. Es tracta de productes precondensats que contenen nombrosos àtoms d'hidrògen reactius, normalment units a àtoms de nitrògen, que provoquen la condensació ulterior.

Els productes precondensats són estables a temperatura ambient durant mesos, encara més a temperatures més baixes. Són assecats per pulverització (atomització) o bé es barrejen en amassadores o màquines amb cilindres, en forma de solució aquosa amb rebliment i reforç, preferiblement de cel·lulosa, i amb la resta d'additius. Posteriorment s'assequen a temperatures no molt elevades i per a finalitzar es fa trossos.

Conformació

Observacions:

Principalment la UF es transforma per premsat, emmotllat per transferència, premsat de làmines i injecció. En general, el contingut de reïna es situa al voltant del 60%. La UF es transforma en un intérval de temperatures relativament estreta. Les peces tendeixen a la tensofisuració a causa de la gran contracció posterior que pateixen. Per altra banda, les reïnes d'UF no tenen una estabilitat d'emmagatzematge il·limitada, sino de només uns mesos.

Aplicacions

Observacions:

La UF s'empra especialment en instal·lacions elèctriques: endolls, interruptors, caixes d'interruptors, bases d'endolls, tapes, portalàmpades, polsadors de timbre. També s'utilitza per a crear carcasses i peces de carcasses, com per exemple en projectors, per a crear cremalleres, seients d'inodors, campanes de secadors de cabell, peces d'estris domèstics,....

Les escumes de UF són de consistència dura i fràgil, no es descomposen fins passat els 230 ºC, tenen bona resistència a la flama i són econòmiques. Es distingueix per ser un material idoni per a fabricar peces de color blanc o en tons pastel.

Els sectors de principal aplicació són la indústria de la construcció, com a aïllant tèrmic i insonorització, en la mineria i sanejament del sòl.

Imatges:

Descripció:

L'UF s'empra com a aglomerant de fustes, per a fabricar plaques electròniques o cremalleres entre altres.

Poliuretà

editor — Fri, 05 Apr 2013 11:22:13 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

PUR

Composició química:

(-CO-NH-R-NH-CO-O-R-O)_n

Primeres matèries:

Diisocianat de toluè-2,6, poliol; uretà

El poliuretà és un polímer que pot tenir propietats termoplàstiques, termoestables, o elastomèriques.
La major part de les propietats físiques i sobretot mecàniques depenen de la quantitat de poros existents en l'escuma i del seu grau de reticulació. Segons això, el PUR es pot classificar en escumes rígides, semirrígides i flexibles.

Caracterització

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. A 3328 cm^-1 apareix una única banda d'intensitat mitjana que pertany a l'stretching del grup amida -HN-CO-.

A 2937 cm^-1 i 2867 cm^-1 surten les senyals de l'stretching del C-H sp³, d'intensitat variable. A 1462 cm^-1 apareix la senyal del bending del grup CH₂, d'intensitat mitjana.

A 2351 cm^-1 surt la banda d'absorbància del CO₂ de l'aire al realitzar la prova.

La banda intensa que surt a 1711cm^-1 correspon a l'stretching del carbonil pròpia dels èsters. Els stretchings simètrics i asimètrics del C-O corresponen a les bandes de 1306, 1166 i 1067 cm^-1.

Les bandes d'intensitat variable que apareixen a 1602 i 1525 cm^-1 pertanyen a el bending del N-H i al stretching del grup amida. A 1214 cm^-1 surt el stetching asimètric N-CO-O, mentres que el simètric apareix a 970 cm^-1; es tracta d'una banda poc intensa. El bending fora del pla del N-H surt a 760 cm-¹

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

1.02 - 1.25 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

2.66 - 2.93 €/kg

Observacions:

En general, quan augmenta la densitat, que implica poros més petits, augmenten els valors mecànics.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

0.002 - 0.03 GPa

Coeficient de Poisson:

0.49 - 0.498

Resistència mecànica a compressió:

50 - 100 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

25 - 51 MPa

Resistència mecànica a l’abrasió:

Pobre

Resistència mecànica a l’esquinçament:

Normal

Tenacitat a fractura (KIc):

0.2 - 0.4 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	250 - 800 %

Propietats elèctriques

Constant dielèctrica:

A la temperatura de	Constant dielèctrica
T_amb	5 - 9

Observacions:

És un bon aïllant elèctric.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

(-73.2) - (-23.2) ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.28 - 0.3 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.65e3 - 1.7e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic.

Propietats òptiques

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-73.2) - (-23.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

66.9 - 86.9 ºC

Mecanització:

Baix.

Soldabilitat:

És un material no soldable.

Formabilitat:

Alta

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té bona resistència als àcids febles però baixa als àcids forts.

Resistència als àlcalis:

Té resistència mitjana als àlcalis forts i bona resistència als febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt baixa resistència als dissolvents orgànics. En presència d'acetona es descompon.

Resistència a l’oxigen:

La resistència a l'oxidació a 500ºC és molt baixa.

Observacions:

Té bona resistència a la radiació UV. L'exposició a la llum solar fa que el seu color s'enfosqueixi. Es tracta d'un material inflamable, tot i que es pot fer difícilment inflamable amb additius. Té molt bona resistència tant a l'aigua salada com la dolça; en aigua calenta les escumes resisteixen poc temps.

Obtenció

Observacions:

Els poliuretans utilitzats per a fabricar escumes s'obtenen a partir d'alcohols polifuncionals o bé a través d'una poliaddició entre amines i poliisocianats. El mecanisme de la reacció transcorre de la següent manera: l'oxígen del poliol ataca al carboni del poliisocianat, desplaçant un parell d'electrons sobre el nitrogen. Per tal de mantenir l'electroneutralitat de la molècula, es produeix una migració de l'hidrògen del grup hidroxil al nitrogen; d'aquesta forma es genera un grup uretà (-HN-CO-O-), que dóna lloc al nom d'aquest grup de plàstics. Afegint quantitats exactes d'aigua, una part del poliisocianat reacciona amb ella i la massa s'escumeja a causa de l'anhidre carbònic gas que es forma, inflant el producte final.

Al llarg de la reacció de síntesi, les molècules que han adquirit una longitud major reticulen per reacció dels seus grups hidroxil o isocianat, tant terminals com laterals, i amb es grups urea o uretà formats donen lloc a malles grans (escumes flexibles) o malles tupides (escumes rígides). Aquestes reticulacions també són poliaddicions.

Les escumes flexibles de PUR es fabriquen a partir de reïnes d'isocianat, majoritàriament diisocianats aromàtics o bé aductes de diols amb pes molecular baix. Com a poliol s'utilitzen polièter-poliols o polièster-poliols alifàtics, lineals o poc ramificats, amb un número baix de grups hidroxil. Es forma una cadena relativament llarga de poliols amb un petit número de grups hidroxil, i per això les molècules reticulen en malla gran; la distància entre els grups uretà i urea, que fan d'enllaç entre cadenes, són grans i en conseqüència es formen escumes flexibles i elàstiques.

Les escumes rígides de PUR s'obtenen de polièter-poliols ramificats amb un número relativament alt de grups hidroxil dins la molècula. El gran número de grups hidroxil fa que les molècules reticulin en malla tupida. Les distàncies entre els grups urea i uretà donen rigidesa al conjunt, són petites i les escumes resultants són rígides.

En total es poden fabricar quatre tipus de escumes de PUR: rígides, flexibles, semirrígides o integrals. Les escumes integrals o estructurals posseeixen una pell externa no escumada on el material és porós només a l'interior. A més, les integrals poden ser flexibles, semirrígides o rígides i la pell externa és més densa que el nucli, que és porós. Les escumes integrals es fabriquen per el procés RIM; una instal·lació RIM consta de dipòsits, bombes de transport i dosificadores dels components, dispositius de barreja i colada i motlles en els que s'injecta la mescla escumejant. La formació de la pell externa, no escumada, de la peça s'aconsegueix mitjançant un control de la temperatura i la pressió. L'estructura o disseny dóna a aquestes peces una gran estabilitat, i per tant també se les anomena escumes estructurals. Peces petites es poden fabricar per emmotllat rotacional, sense pressió.

Per altra banda, es diferencia també entre escuma de bloc i escuma d'emmotllat. Les de bloc s'obtenen per colada, donant blocs que majoritàriament es tallen horitzontalment per a fabricar planxes o peces senzilles. Per a fabricar peces de geometria complexa es necessiten escumes d'emmotlllat. L'escumació té lloc dins d'un motlle tancat calent (escumació en calent) o sense escalfar (escumació en fred).

Imatges:

Descripció:

Des de que es va descobrir aquesta família de polímers, el PUR es comercialitza tant com a termoestable, elastòmers, termoplàstics o escumes.

El poliuretà termoplàstic consisteix en seqüències rígides d'isocianats i seqüències flexibles de polièster o polièters. Les propietats del PUR poden variar en funció de la naturalesa de les cadenes flexibles, de la naturalesa de les cadenes rígides, de la llargada d'aquestes,...

Conformació

Observacions:

En quasi tots els processos es requereixen les següents operacions: dosificació, transport, barreja dels components, colada o injecció o projecció de la barreja, escumació amb reticulació (gelificació), i desemmotllat.

Per a peces curtes, la transformació pot ser manual. Per a fer-ho es necessiten un recipient per a barrejes, una balança i un agitador. La barreja s'addiciona al recipient o motlle, on té lloc l'escumació. Per a un procés més mecanitzat, existeixen màquines de colada que poden ser portàtils. Aquestes permeten fabricar blocs en continu, tant rígids com flexibles. Si la banda o cinta suport es substitueix per una doble cinta transportadora, es fabriquen planxes escumades, amb capes flexibles o rígides, idònies per a la producció d'elements tipus sandwich.

Els sistemes d'escuma PUR poden aplicar-se també per sobreescumejar peces termoconformades. També és possible reforçar les escumes amb fibra de vidre.

Reciclatge

Observacions:

El PUR és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per a plàstics en general.

Aplicacions

Observacions:

Les escumes rígides de PUR s'utilitzen per a crear planxes aïllants per a teulades, escuma de rebliment per a fer canalitzacions subterrànies, aïllaments tèrmics en frigorífics, per a dipòsits d'aigua calent, camions cisterna, canonades de calefacció central municipal, acumuladors d'aigua calent, peces prefabricades per a cotxes, vagons, vaixells, coets, flotadors i boies, per sobreescumar peces sanitàries termoconformades de plàstic; envasos per a articles delicats i fràgils; cables amb separació d'escuma; parts de mobles, pròtesi i peces d'igualació ortopèdica.

Les escumes flexibles de PUR s'empren per a crear matalassos, coixins, butaques, seients de motocicletes i cotxes, respatllers, sostres de cotxes, revestiments de cara posterior de paviments sintètics; materials per a envasar, esponjes, folres i muscleres, farciments de sacs de dormir, elements d'insonorització, imitacions de cuir,...

Les escumes semirrígides s'empren fonamentalment en automoció, especialment en paraxocs, revestiments de seguretat, sostres del cotxe, safates de darrere del cotxe i parts amb insonorització.

Les escumes integrals de PUR s'utilitzen per a fabricar peces de gran superfície produïdes pel procés RIM per a carcasses de ràdios, televisors, ordinadors, comptadors; caixes d'altaveus, armaris de distribució i commutació elèctrica; tambors portacables, imitacions de fusta, components de carrosseria, marcs i perfils de finestres, portes, imitacions de vigues de fusta, peces decoratives d'interior, peces de publicitat, trípodes i pantalles de làmpades, parts frontals de calaixos, taules petites, cadires, marcs de miralls i de fotografies, aparells d'esport (esquís, trineus,...), raquetes de tennis, bitlles, rems, timons estabilitzadors de taules de surf,...

Imatges:

Descripció:

L' escuma de PUR s'empra per a segellar juntes i insonoritzar habitacions.

Imatges:

Descripció:

El tancament d'algunes motxilles o corretjes de gossos està fet amb PUR termoestable.

Español