5.5.6 - Sistemas pressurizados

Neste processo, os dois componentes básicos (A - isocianato e B - poliol) são pressurizados em cilindros separados. Os sistemas para pré-expansão contêm um hidrofluorcarbono (HFC 134 a) (Capítulo 2) de baixo ponto de ebulição, que é misturado com um ou ambos os componentes. Os dois materiais são injetados através de um misturador estático, em proporções adequadas, sendo depois expelidos. Nos sistemas para pré-expansão, o rápido abaixamento de pressão que se verifica quando os produtos químicos entram no misturador estático, origina a volatilização de parte do HFC, criando assim um material similar à espuma de barbear fornecida em aerossol.

Este material continua a expandir-se após a saída do misturador, devido à expansão do HFC gasoso resultante do calor de reação do poliol e isocianato. Finalmente, num espaço de tempo curto, a espuma obtém resistência suficiente para suportar as pressões geradas pela expansão do gás, completa o seu crescimento, e é iniciado o processo de cura. O produto final é uma espuma celular homogênea com múltiplas células finas e fechadas, cada uma contendo uma certa quantidade do HFC gasoso.

Descrição do equipamento - O diagrama, mostrado na Figura 5.19 ilustra de forma esquemática as várias partes que compõem o equipamento. O sistema é composto pelos cilindros de material (l), que são pressurizados pelo sistema de suprimento de nitrogênio (2), originando o enchimento dos tubos pescadores dos cilindros, blocos de entrada e mangueiras (3), válvulas de esfera (4), filtros (5), controladores de fluxo (6) e conjunto da pistola (7) até à saída do produto pelo misturador estático (8).

Quando o gatilho é acionado, os dois componentes fluem juntos para a câmara da pistola e começam a transformar-se em uma mistura homogênea à medida que atravessam o misturador estático (8), saindo sob a forma de espuma, e após ser completada a reação química resultando na espuma de PU. O sistema contém um tanque de solvente (9), que é ligado ao conjunto da pistola por um registro (10) para limpeza do material residual após a aplicação. Ao conjunto da pistola é também conectada uma linha de ar/nitrogênio que provem de um regulador secundário, e é acionado através de um registro de ar/nitrogênio (11), que ajuda na operação de limpeza e seca o excesso de solvente. O sistema é completamente integrado e dispensa qualquer fonte de energia externa além da pressão do nitrogênio.

1 - cilindros dos componentes;
2 - suprimento de nitrogênio;
3 - blocos de entrada e mangueiras;          
4 - válvulas de esfera; 
5- filtros; 
6 - controladores de fluxo;
7- conjunto da pistola; 
8 - misturador estático;
9 - tanque de solvente;
10 -  registro;
11 - registro de ar/nitrogênio.

Figura 5.19 – Esquema de um sistema pressurizado

5.5.7 - Sistemas de um componente (OCF's)

Estes sistemas são bastante utilizados na construção civil em molduras, e na selagem de portas, janelas, junção de painéis e tábuas do assoalho e no isolamento de tubulações. São comercializados em cilindros pressurizados ou em aerossóis, acoplados a válvulas distribuidoras, projetadas para expelir uma faixa de material líquido. Os sistemas OCF's consistem de um prepolímero a base de MDI (Tabela 5. 12) expandidos por misturas de propano/butano, ou HCFC's, para dar a viscosidade e densidades desejadas. A amina usada como catalisador não deve afetar a estabilidade do prepolímero. A dimorfolinadietiléter (DMDEE) é utilizada para combinar propriedades de tempo de vida longo com boas propriedades da mistura. Porém, devido à formação rápida da pele da espuma, a cura do coração é freqüentemente prolongada. Neste caso, a expansão da espuma pode ser observada por 24 horas ou mais. O uso da dimorfolinapolietilenoglicol (DMPEG) resulta em um perfil de cura do coração e da pele mais adequado. Neste caso a cura no coração é acelerada reduzindo a tendência de expansão, sem afetar a reatividade e estabilidade do sistema.

A estabilidade do prepolímero é de extrema importância e pode ser controlada pela acidez e níveis de Fe do MDI polimérico utilizado (Tabela 5.13).

Tabela  5.13 - Propriedades de MDI’s poliméricos para OCF’s

Baixos níveis de Fe e altos de acidez resultam em MDI's com menor reatividade (Figura 5.19), diminuindo, desta maneira a ocorrência de formação de ligações cruzadas alofanato e biureto (Capítulo 1) que afetam a estabilidade do prepolímero.Nestes sistemas, após a aplicação, a mistura reagente uma vez exposta ao ar, inicia a cura do prepolímero se pela reação com a umidade atmosférica.

2,5 ppm de Fe e 150 ppm de acidez
2,5 ppm de Fe e 350 ppm de acidez
7,5 ppm de Fe e 250 ppm de acidez
12,0 ppm de Fe e 150 ppm de acidez
12,0 ppm de Fe e 350 ppm de acidez

5.5.8 - Espumas rígidas integrais (Capítulo 4)

Espumas de baixa densidade com pele fina ou celular, são moldadas para formar estruturas rígidas, com coração de espuma, para artigos como armações de cadeiras, os quais, podem ou não ser reforçados com fibra de vidro, etc. As espumas estruturais são particularmente usadas na fabricação de peças grandes, como cabina de computadores, máquinas de escritório e outros equipamentos especiais, bem como substituir madeira em mobiliários decorativos. As espumas de poliuretano (PUR) e as de polisocianurato (PIR) podem ser fabricadas por moldagem por injeção e reação (RIM) ou derramamento de massa reagente em moldes abertos. As espumas estruturais de alta densidade são feitas a partir de sistemas de dois componentes especialmente formulados, para a obtenção de estruturas sanduíches com um coração celular de baixa densidade recoberto por uma pele densa. A densidade média dos artigos de espuma estrutural, com pele integral, pode variar de 250 kg/m3 a 800 kg/m3.

6 - Elastômeros de PU