Poliuretano com memória de forma: A folha transforma-se em espuma
A formação de espuma sem isocianatos aumenta a segurança no trabalho
Os investigadores do Instituto Fraunhofer para a Investigação de Polímeros Aplicados IAP desenvolveram uma película que se transforma em espuma de poliuretano (espuma PU) através do calor - sem quaisquer riscos para a saúde. A película permite a formação de espuma sem isocianatos, melhorando assim a segurança no trabalho. Oferece também vantagens logísticas para o armazenamento e o transporte. O material pode ser personalizado para várias aplicações, desde a indústria automóvel e da construção até à indústria de embalagens.
"Um aspeto frequentemente discutido na produção de espuma de PU é o risco para a saúde no local de trabalho causado pelos isocianatos, um dos principais componentes da reação química para formar o poliuretano", explica o Dr. Thorsten Pretsch, chefe da Unidade de Investigação de Síntese e Tecnologia de Polímeros no Fraunhofer IAP no Parque Científico de Potsdam. "A nossa película permite a formação de espuma sem isocianato. Minimiza os riscos para a saúde no local de trabalho e melhora a segurança no trabalho, especialmente em aplicações no local, como na indústria da construção", sublinha o Dr. Pretsch.
Espumação sem isocianatos
O manuseamento de isocianatos está sujeito a regulamentos rigorosos e a medidas de proteção. Estes são tóxicos e têm um efeito sensibilizante no trato respiratório e na pele; suspeita-se que alguns isocianatos causem cancro. A película recém-desenvolvida molda-se numa espuma de PU simplesmente através da aplicação de calor, sem reagir quimicamente. A abordagem inovadora da equipa de investigação significa também uma nova tecnologia para a produção de espuma: a espumação térmica. O produto chama-se FOIM - uma combinação das palavras inglesas Foil (folha) e Foam (espuma).
Flexível: espuma de poliuretano com memória de forma
O material inovador é um polímero com memória de forma. É capaz de voltar à sua forma original depois de ter sido moldado. Um estímulo externo, como o calor, desencadeia o efeito de memória de forma. Para a película, os investigadores sintetizaram uma espuma de poliuretano e depois comprimiram-na. A uma temperatura de 60 graus Celsius, a película expande-se de uma espessura de 2,5 milímetros para uma espuma com uma altura de 40 milímetros - uma expansão por um fator de 16. O resultado é uma espuma de PU macia e elástica com uma densidade de 80 quilogramas por metro cúbico. De acordo com a norma DIN EN ISO 33861, trata-se de uma espuma de baixa densidade, adequada para ser utilizada, entre outros, como material de embalagem.
Economia de espaço: produtos semi-acabados feitos de espuma com memória de forma
A produção industrial utiliza frequentemente espumas de poliuretano como produto intermédio normalizado, pré-fabricado e cortado à medida. No processo de fabrico, estes chamados produtos semi-acabados são posteriormente processados ou diretamente integrados em produtos finais. Permitem a produção em massa com uma qualidade constante. O seu inconveniente: as espumas de poliuretano ocupam muito volume. "A nossa película poupa espaço durante o transporte e o armazenamento", sublinha o Dr. Pretsch. A película só faz espuma quando é aquecida a sessenta graus Celsius. "Isto beneficia tanto os sectores que querem reduzir os seus custos de logística como as indústrias em que é desejável um baixo volume de transporte, como a indústria aeroespacial", diz o cientista.
Versátil: isolamento, enchimento, fixação com espuma de alumínio
As espumas de PU de baixa densidade são adequadas para numerosos campos de aplicação e indústrias: Os fabricantes de mobiliário utilizam-nas para estofos, na indústria da embalagem protegem os bens frágeis durante o transporte, na indústria da construção as espumas de PU preenchem as juntas, no interior dos veículos são utilizadas para isolamento ou revestimento. Os ensaios de aplicação para preencher estruturas de cavidades com o novo tipo de película foram bem sucedidos. O material espumou formas geométricas complexas quase completamente após o aquecimento. A película também é adequada para a tecnologia de junção e colagem. Os investigadores conseguiram demonstrar que dois objectos podem ser fixados através da espumação de uma cavidade entre eles. As propriedades do material inovador são variáveis: os cientistas podem ajustar individualmente o grau de flexibilidade ou transparência da película antes da formação de espuma. A densidade, a condutividade térmica, a elasticidade ou as propriedades de compressão da espuma também podem ser personalizadas. "Adaptamos as propriedades da película de espuma aos requisitos técnicos de diferentes aplicações. Desde interiores de automóveis e tratamentos médicos até à proteção de bens frágeis", conclui o Dr. Pretsch.
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