Polioles de poliéster aromáticos

Polioles de poliéster para espuma rígida

Los poliesterpolioles utilizados para espumas rígidas se elaboran normalmente a partir de ácidos dicarboxílicos aromáticos (o sus anhídridos o ésteres) y dioles (o polioles). Las materias primas comunes para la producción de poliéster incluyen ácido tereftálico, anhídrido ftálico y diversos polioles como etilenglicol y propilenglicol. Teniendo en cuenta la viscosidad, el costo y el rendimiento, los poliésterpolioles aromáticos suelen utilizar una mezcla de ácido adípico y anhídrido ftálico en proporciones específicas como materia prima de ácido dicarboxílico. La adición de pequeñas cantidades de trioles introduce estructuras ramificadas en las moléculas de poliéster poliol.

A principios de la década de 1980, los polioles de poliéster derivados de desechos y residuos de poliéster (por ejemplo, tereftalato de polietileno o PET) se desarrollaron rápidamente debido a su bajo costo y precio competitivo. Las espumas rígidas basadas en estos polioles exhiben una mejor resistencia a las llamas en comparación con aquellas que usan poliéter polioles. Las primeras aplicaciones de polioles de poliéster para espumas rígidas de poliuretano (PU) implicaban polioles de alta funcionalidad, pero su viscosidad inherentemente mayor en comparación con los polioles de poliéter planteaba desafíos operativos a temperatura ambiente. Posteriormente, se descubrió que los poliésterpolioles de menor funcionalidad, con viscosidades relativamente más bajas, ofrecían un rendimiento excelente en aplicaciones como espumas PIR (poliisocianurato).

Aplicación en formulaciones de espuma rígida

En la industria, los polioles de poliéster aromáticos a menudo reemplazan parte o la totalidad de los polioles de poliéter en formulaciones de espuma rígida de poliuretano y poliisocianurato. Los poliesterpolioles aromáticos son especialmente adecuados para espumas de poliisocianurato. Los abundantes anillos de benceno en la estructura de la espuma mejoran tanto la resistencia al calor como la retardación de llama. A nivel internacional, los polioles de poliéster aromáticos se utilizan ampliamente en la producción de paneles de espuma tipo sándwich para la construcción y aplicaciones de espuma en aerosol en obra en la industria de la construcción.

Estas espumas rígidas de poliuretano que contienen poliéster presentan no sólo las propiedades de las espumas rígidas basadas en poliéter sino también una tenacidad mejorada, una excelente resistencia a las llamas y ventajas de coste. Además, el alto contenido de grupos hidroxilo primarios de los poliesterpolioles aumenta su reactividad, lo que permite un uso reducido de catalizador.

Mezcla con polioles poliéter de alta funcionalidad

Los poliésterpolioles aromáticos se pueden mezclar con poliéterpolioles de alta funcionalidad para la preparación de espumas rígidas de poliuretano. Por ejemplo, Stepan Company en EE.UU. produce dioles de poliéster aromáticos para espumas rígidas de poliuretano y poliisocianurato. Al utilizar materias primas de alta pureza, estos polioles de poliéster presentan poco color, baja viscosidad y propiedades consistentes, con un contenido de humedad ≤0,15%. El alto contenido aromático mejora la dureza de la espuma y la resistencia al calor, mientras que la baja viscosidad facilita la mezcla.

Estos dioles de poliéster sirven como extensores de cadena en la producción de paneles rígidos de poliisocianurato (PIR), espumas aplicadas por aspersión de baja densidad, espumas rígidas de alta densidad y espumas para embalaje.

Reciclaje e Innovaciones

Desde principios de la década de 1980, los polioles de poliéster producidos a partir de desechos y residuos de PET han experimentado un rápido crecimiento debido a su rentabilidad. Por ejemplo, un poliéster poliol aromático elaborado a partir de residuos de PET y dietilenglicol tiene un valor de hidroxilo de (400±50) mg de KOH/g, viscosidad de 2.0–4.0 Pensilvania·s, índice de acidez ≤5,0 mg KOH/g, y contenido de humedad ≤0,2%.

Recientemente, la empresa francesa TBI inauguró una nueva planta con una capacidad de producción de 15.000 toneladas anuales de polioles de poliéster aromáticos (APP) utilizando residuos de PET como materia prima. Las botellas de residuos de PET aplanadas se procesan directamente mediante alcohólisis para producir polioles de poliéster aromáticos de baja viscosidad. Estos polioles tienen una viscosidad de 700 mPa.·s, un contenido de diol libre inferior al 5% y una excelente estabilidad en almacenamiento. Las aplicaciones incluyen paneles de espuma PIR retardantes de llama para la construcción, productos de aislamiento térmico y materiales de insonorización de poliuretano.