¿Qué es exactamente unprepolímero de poliuretano¿Y por qué se utiliza ampliamente en elastómeros, revestimientos, adhesivos y otras aplicaciones de poliuretano?
En la industria del poliuretano, "prepolímero" y "prepolímero" se utilizan generalmente para describir el mismo concepto, aunque "prepolímero" es el término más común en la comunicación técnica cotidiana. Un prepolímero de poliuretano es un material intermedio producido haciendo reaccionar parcialmente un poliol, tal como un poliéter o poliéster poliol, con un exceso de diisocianato tal como MDI o TDI.
La característica clave de un prepolímero de poliuretano terminado en NCO es que todavía contiene grupos isocianato reactivos (-NCO) después de la reacción inicial. Estos grupos NCO restantes pueden reaccionar posteriormente con un agente de curado, extensor de cadena, agua u otros componentes reactivos para formar el material de poliuretano final.
En términos simples, un prepolímero puede considerarse un material de poliuretano semiacabado. En lugar de permitir que todas las materias primas reaccionen al mismo tiempo, parte de la reacción se completa por adelantado. Esto les da a los fabricantes un mayor control sobre el procesamiento y las propiedades finales.
¿Por qué utilizar un prepolímero?
Una ventaja importante es un mejor control del proceso. La reacción directa de diisocianato con poliol durante la producción final puede dar como resultado un sistema altamente reactivo que es difícil de controlar. Con un prepolímero, la reacción inicial ya se ha completado parcialmente y la reacción restante se puede controlar mediante la elección y la cantidad de agente de curado, temperatura, catalizador y condiciones de procesamiento.
Un sistema de prepolímero también puede proporcionar una ventana de procesamiento más práctica para mezclar, desgasificar y colar. Dependiendo de la formulación, los fabricantes pueden ajustar la velocidad de reacción para cumplir con los requisitos de los diferentes procesos de producción.
Otra ventaja importante es la flexibilidad de la formulación. Al seleccionar diferentes polioles e isocianatos, los fabricantes pueden diseñar sistemas de poliuretano con diferente dureza, elasticidad, resistencia a la abrasión, resistencia al aceite, resistencia a la hidrólisis y otras propiedades.
Los prepolímeros están disponibles con diferentes contenidos de NCO y viscosidades. Los sistemas con bajo contenido de NCO suelen ser más viscosos y pueden usarse en recubrimientos y selladores que curan con humedad, mientras que los sistemas con alto contenido de NCO se usan comúnmente en sistemas de poliuretano de dos componentes. El contenido de NCO adecuado depende de la aplicación, el sistema de curado, los requisitos de viscosidad y las propiedades objetivo.
¿Cómo se utiliza un prepolímero?
Por ejemplo, en la producción de un rodillo de poliuretano 80 Shore A, un fabricante puede hacer reaccionar primero un poliéter poliol con un isocianato apropiado para producir un prepolímero terminado en NCO. Luego, el prepolímero se combina con una cantidad calculada de extensor de cadena o agente de curado, como BDO o MOCA, según la formulación.
Después de mezclar y, cuando sea necesario, desgasificar al vacío, el material se vierte en un molde y se cura en condiciones de temperatura controlada. Luego se puede aplicar un poscurado para lograr las propiedades mecánicas finales y la estabilidad dimensional requeridas.
También es importante comprender que un prepolímero no es necesariamente un compuesto químico puro. Los prepolímeros comerciales pueden contener isocianato sin reaccionar, productos de reacción de isocianato-poliol y especies oligoméricas con diferentes estructuras moleculares.