Poliuretani
I poliuretani sono polimeri di condensazione i cui monomeri di partenza sono un diisocianato e un poliolo.
Reazione
Gli isocianati aventi formula R-N=C=O sono degli elettrofili e possono reagire con gli alcoli per dare gli uretani:
la reazione è esotermica ed è catalizzata da basi quali le ammine terziarie. I poliuretani sono prodotti facendo reagire molecole contenenti due gruppi funzionali ovvero un isocianato che contiene due o più gruppi isocianato per molecola (-N=C=O) con un poliolo che contiene due o più gruppi –OH per molecola in presenza di un catalizzatore:
sebbene siano disponibili molti diisocianati sia aromatici che alifatici a livello industriale, nella sintesi dei poliuretani ne vengono utilizzati solo due: il TDI toluene diisocianato e l’MDI metilendifenil diisocianato:
Vi è una differenza fondamentale tra la produzione della maggior parte dei polimeri e quella del poliuretano: i polimeri quali, ad esempio il polietilene e il polipropilene vengono ottenuti in impianti chimici e venduti sotto forma di granuli, polveri o film.
Questi poi riscaldati e a seconda degli articoli da produrre è scelta la tecnologia più opportuna, in base al polimero e alle funzioni caratteristiche richieste. I poliuretani, invece, sono sintetizzati e trasformati direttamente nel prodotto finale. Gran parte dei poliuretani sono prodotti in forma di grandi blocchi di schiuma che sono tagliati e utilizzati per ottenere cuscini in gommapiuma o utilizzati nel campo dell’edilizia per l’isolamento termico.
Additivi
Tra gli additivi usati nella polimerizzazione vi sono:
agenti reticolanti che conferiscono al polimero maggiore resistenza meccanica
agenti tensioattivi espandenti per creare una schiuma poliuretanica
riempitivi per migliorare alcune proprietà quali la rigidità
ritardanti di fiamma per ridurre l’infiammabilità del prodotto finale
soppressori di fumo per ridurre la velocità a cui è generato fumo se il poliuretano è bruciato
plastificanti per ridurre la durezza del prodotto.
Proprietà
Le proprietà dei poliuretani sono determinate dal tipo di diisocianato e dal poliolo usato. Ad esempio, la polimerizzazione tra diolo come il glicole etilenico e diisocianato porta a un prodotto a catena lunga che si presenta morbido ed elastico. Se il poliolo presenta più di due gruppi –OH, il polimero che deriva dalla sua condensazione con il diisocianato si presenta reticolato e pertanto ha caratteristiche diverse dal precedente essendo termoindurente e rigido.