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APLICAÇÕES DO POLIURETANO

Os polímeros com a terminação poliuretano têm muitos usos tanto na industria como no dia a dia pessoal. O maior uso desse produto no consumo global é na forma de espumas, com os tipos, flexível, semi flexível e rígido, muito usado na área moveleira, automobilística e construção civil. Em todos os casos, a espuma está  escondida por trás de outros materiais com o efeito estético , ou de acabamento: as espumas rígidas estão dentro das paredes metálicas ou plásticas na maioria dos refrigeradores e freezers, ou dentro de paredes de alvenaria, caso sejam usadas como isolamento termo acústico na construção civil; as espumas flexíveis, dentro do estofamento dos móveis domésticos ou nos assentos do seu automóvel, por exemplo.

Tintas de acabamento e Vernizes

   O  poliuretano utilizado  em revestimentos de acabamento ou de proteção e vernizes para mobílias, carpintaria ou trabalhos em madeira e indústria química , para revestimento de tubos , tanques e bombas. Este acabamento final forma uma camada com alto poder de resistência química, flexível e com excelente brilho sobre a peça. Quando submetida ao calor ou ao choque, o verniz poliuretanico apresenta uma ótima proteção superficial. Como não penetra na madeira, o poliuretano oferece uma excelente proteção e  brilho concorrendo com outros tipos de acabamento e tratamento superficial.

Adesivo

   O poliuretano é usado como adesivo,  para trabalhos em madeira, papel , tecido, couro e materiais não porosos. A sua principal vantagem sobre os adesivos mais tradicionais é a resistência à água e produtos químicos, tais como solventes , óleos e graxas. Também é muito utilizado na área  automobilística para a montagem de vidros frontais e traseiros. Uma das aplicações praticas do adesivo de poliuretano, entre tantas outras, é a montagem de painéis de isolamento térmico fazendo a união de madeira, poliestireno expandido, espuma de poliuretano e aço, conhecido como sanduiche de substratos. Estes painéis são principalmente utilizados na montagem de câmaras frigoríficas.

 

Pneus e rodizios

   O poliuretano também é usado na fabricação de pneus rígidos para empilhadeiras, brinquedos e rodízios para escadas rolante. Os patins do tipo roller  e as rodas de skate só se tornaram econômicas e resistentes graças à introdução de peças injetadas em poliuretano casting que as torna muito fortes e resistentes à abrasão. O uso do poliuretano microcelular elastômero desenvolvidos para pneumáticos e área calçadista, algumas variantes deste material são usadas nos pneus para cadeiras de roda, bicicletas, entre outros. Tais espumas também são encontradas nos volantes de automóveis na forma de poliuretano pele integral, entre outras peças para veículos, inclusive para-choques e para-lamas na forma de poliuretano spray rígido, sem expansão.

Estofados e cadeiras

   O poliuretano também é usado na fabricação de estofados e cadeiras no mobiliário domestico onde o fator conforto é exigido na forma de cantos macios para mobílias, como mesas e painéis, dando-lhes um ar de elegância, durabilidade e prevenindo acidentes.

Colchões

  Em sua grande maioria os colchões produzidos tem como base a espuma de poliuretano flexível polieter em reação com TDI ou MDI , de acordo com sua utilização.  O mercado de colchões tem sido dominado por empresas que fabricam este tipo de produto à base de uma estrutura dimensionada para um sistema continuo ou por batelada,  injetando blocos imensos de poliuretano para posteriormente serem cortados na medida certa . Sendo a referida estrutura o elemento essencial do colchão, que permite melhorar o produto existente e encontrar novas soluções com maior resistência à deformação, mas mantendo o conforto.

   Os produtos mais avançados destas empresas começaram por combinar as molas com o látex e atualmente colocam uma única camada de espuma substituindo um custoso miolo contendo látex , molas e outro materiais , hoje em dia os colchões de espuma atuam na faixa de densidade entre 18 Kg por metro cúbico ate a faixa de colchões ortopédicos  com 45 Kg por metro cúbico

 

Assentos e encostos

   As espumas de poliuretano HR ( higth resiliense)  flexíveis e semi-flexíveis são amplamente utilizadas nos componentes do interior de automóveis: nos assentos, no apoio de cabeça, no descanso de braços, encostos e moveis de escritório, no revestimento do teto e no painel de instrumentos.

. O fabricante de assentos tem um molde para cada modelo de assento construído em alumínio. Este molde tem uma estrutura parecida com a de uma concha de marisco, que permite a modelagem rápida da estrutura do assento,contendo todos os incertos necessários, que é estofado após a remoção do molde.

É possível combinar estas duas etapas (moldagem e estofamento). Neste caso, as superfícies da parte de dentro do molde têm centenas de pequenos furos que se comunicam com uma bomba de vácuo. Isto cria um fluxo constante de ar que vai do centro do molde à fonte de vácuo. O operador de montagem coloca inicialmente um revestimento de assento completo e totalmente montado no molde e o ajusta de forma que o vácuo puxe firmemente a peça contra a superfície do molde. Depois que a peça está colocada no lugar, o operador instala a moldura de metal do assento no molde, fechando-o. Neste ponto, o molde contém o que pode-se visualizar como um “assento oco”.

   A próxima etapa é a injeção da mistura química de poliuretano na cavidade do molde. É uma mistura de duas substâncias,isocianato e poliol,  medidas exatamente na quantidade certa. O molde é então mantido a uma temperatura de reação predeterminada até que a mistura química tenha preenchido o molde e formado uma espuma macia. O tempo necessário é de cerca de sete minutos, dependendo do tamanho do assento, da formulação e das condições de operação. Em seguida, o molde é aberto levemente por um ou dois minutos, durante o qual ocorre a cura da espuma, até que então o assento completamente estofado seja removido do molde. O operador apenas remove os excessos de espuma e coloca a peça sobre uma esteira.

Preservativos

   Preservativos são produzidos em poliuretano elastômero e são destinados às pessoas sensíveis ou alérgicas aos preservativos tradicionalmente feitos de látex.

O poliuretano elastômero possui um excelente modulo elástico e altíssima resistência ao rasgo , propiciando um material muito confiável e seguro, mesmo com paredes extremamente finas

 

Solados para calçado, entressola e palmilhas

   Muitos tipos de calçados, tais como social, segurança, infantis, masculinos e femininos, são confeccionados em poliuretano microcelular elastômero, rígido, compacto e em forma de gel na injeção de entressolas, palmilhas e amortecedores de impacto.  Em sua grande maioria, nos solados produzidos no hemisfério sul são  utilizados  sistemas poliéster, mais resistentes mecanicamente, porem mais sensíveis a hidrolise e congelamento e no hemisfério norte em polieter, mais resistentes a baixas temperaturas , usados em botas de esqui. Uma aplicação que vem crescendo na área calçadista é a utilização de poliuretano dupla densidade  nos calçados de segurança pois é um material que, com o uso de aditivos, consegue atender às normas necessárias para a sua utilização em linhas industriais, alem da alta  resistência a produtos químicos e micro organismos

Peças técnicas na indústria

   O poliuretano, por ser um plástico de engenharia, é altamente utilizado na indústria em geral por meio de peças técnicas, como coxins, gaxetas, molas, buchas, cepos, entre outros.

Os campos mas explorados são :

  • Siderúrgica

   Na indústria siderúrgica o poliuretano é altamente utilizado em cilindros da laminação a frio, onde estes recebem revestimentos para proteção do material a ser laminado. Estes cilindros normalmente tem a função de tracionar a chapa metálica a ser estirada protegendo-a de riscos ou travamento.

  • Papel e Celulose

   Na indústria de papel e celulose o poliuretano é utilizado também no revestimento de cilindros prensa, rolos guia e peneiras para pasta de celulose.

  • Metalúrgica

   O poliuretano é utilizado na industria metalúrgica em larga escala e em diversas aplicações, além de revestir cilindros ele também é utilizado no revestimento de tamboreadores, utilizado em anéis separadores para máquinas slitter, revestimento de tanques de armazenagem.

  • Petróleo

   Este é o mercado onde os maiores volumes de poliuretano são utilizados competindo de igual para igual com o mercado de mineração, e neste mercado o poliuretano é utilizado em restritores de curvatura, enrijecedores de curvatura, proteções anti-abrasivas, em “pigs” ,tampões destinados a limpeza de linha entre outros protetores. Numa plataforma de petróleo podemos chegar a ter mais de 20 toneladas de poliuretano distribuídos em peças como as descritas acima.

  • Mineração

  Este mercado compete de igual para igual com o mercado de petróleo, onde o poliuretano é altamente utilizado. A principal aplicação do poliuretano no mercado de mineração é o revestimento interno de tubulação,e peneiras seletoras onde a proteção anti-abrasiva proporcionada pelo poliuretano é muito maior que a proteção que o aço oferece. O aço serve apenas para dar estrutura a tubulação.

VANTAGENS DO POLIURETANO

Em relação aos metais

  • Menor peso
  • Menos ruído
  • Melhor ajuste
  • Menor custo de fabricação
  • Maior resistência à corrosão
  • Menor desgaste
  • Menor custo de manutenção

Peças fabricadas em poliuretano são, de longe, mais leves que o metal e mais fáceis de manusear.  Isso resulta numa diminuição de peso em máquinas e equipamentos. As peças de metal tendem a gerar mais ruídos que as peças de poliuretano, que os absorvem.

A redução da poluição sonora no ambiente de trabalho quando substituímos metal por poliuretano pode ser dramática.

Os poliuretanos substituem metais em várias aplicações, pois podem ser facilmente fundidos em moldes mais baratos.

Poliuretanos também são resistentes à abrasão. Em muitas aplicações na mineração, soluções de alta corrosão causam rápida deterioração nos metais.

Em relação aos plásticos

  • Não é quebradiço
  • Memória Elastomérica
  • Resistência a Abrasão
  • Modulo elástico alto
  • Alta resistência a flexão
  • Facilidade de moldagem
  • Copia perfeita da matriz
  • Custo baixo de produção de matriz

Uma vantagem dos elastômeros de poliuretano com relação aos plásticos rígidos é que eles não são quebradiços.Muitos plásticos, particularmente os de alta dureza, tendem a trincar ou quebrar quando recebem impactos.

Poliuretanos elastômeros mantém sua resistência ao impacto mesmo com altas durezas.

Poliuretanos tem memória elastomérica, isto é, eles podem ser tencionados mesmo com altas durezas a um alongamento significante e retornam à sua dimensão original. A maioria dos plásticos, uma vez tencionados após certo ponto, não retornarão à sua dimensão original, permanecendo esticados permanentemente.

A maioria dos plásticos não possui alta resistência à abrasão como os poliuretanos em geral.

Em relação à borracha

  • Resistência a abrasão
  • Resistência ao corte e ao rasgo
  • Resistência a óleo
  • Resistência a grandes cargas
  • Grande variedade de durezas
  • Claro e translúcido
  • Não marca, não mancha
  • Pode ser fundido
  • Resistente ao ozonio
  • Resistente a micro-organismos
  • Alta ou baixa histerese
  • Resistente a óleos e graxas
  • Resistente a produtos químicos ácidos ou alcalinos

   A maior vantagem do poliuretano sobre a borracha é sua resistências à abrasão, corte e rasgo e suporta grandes cargas mecânicas. Adicionalmente, muitos poliuretanos termoplásticos apresentam cores naturais, ou seja, sem pigmentos, variáveis de transparentes a branco opaco e âmbar. São aptos a receberem pigmentações que variam de preto a laranjas fluorescentes, vermelho e verde. Isso é usualmente utilizado em peças codificadas por cores. Um bom exemplo da utilização de peças codificadas por cores é nas aplicações onde tem-se diversas durezas e pode-se diferencia-las pelas cores dos poliuretanos não sendo necessário a utilização de um durômetro, por exemplo.

   A borracha é vulnerável ao ozonio, particularmente quando disposta próximo de equipamentos elétricos onde existe alta concentração de ozonio. O fato de o poliuretano ser um material liquido faz com que os preços dos moldes sejam mais baratos possibilitando a fabricação de peças complexas, com um menor tempo de moldagem e menor quantidade de material utilizado.