¿Cómo diferenciar entre espuma rígida de poliuretano y espuma blanda?

¿Qué es la espuma rígida de poliuretano?

La espuma rígida de poliuretano , a menudo abreviada como espuma rígida de PU, es uno de los productos de poliuretano más utilizados, solo superado por la espuma blanda de poliuretano, en aplicaciones de poliuretano. La espuma rígida de poliuretano es principalmente una estructura de celda cerrada, conocida por su excelente aislamiento, ligereza, alta relación resistencia-peso, facilidad de construcción, así como insonorización, absorción de impactos, aislamiento eléctrico, resistencia al calor, resistencia al frío, resistencia a solventes y más. Se usa ampliamente en las capas de aislamiento de cajas de refrigeradores y congeladores, cámaras frigoríficas, camiones refrigerados, así como materiales de aislamiento para edificios, tanques y tuberías. Una pequeña cantidad se usa en aplicaciones no aislantes, como materiales de espuma de PU de imitación de madera y embalaje. Generalmente, la espuma rígida de poliuretano de baja densidad se usa principalmente como material de aislamiento térmico, mientras que la espuma rígida de poliuretano de alta densidad se puede usar como material estructural (imitación de madera).

La espuma rígida de poliuretano se espuma típicamente a temperatura ambiente mediante un proceso de moldeo relativamente sencillo. Se puede clasificar en espumado manual y espumado mecánico según el grado de mecanización de la construcción; espumado a alta y baja presión según la presión de espumado; y espumado por colada y pulverización según el método de moldeo.

¿Qué es la espuma blanda de poliuretano?

La espuma blanda de poliuretano , también conocida como espuma blanda de PU, es un tipo de espuma de poliuretano flexible con cierta elasticidad. Es el producto de poliuretano más utilizado entre todos los productos de poliuretano.

La espuma blanda de poliuretano presenta principalmente una estructura de celdas abiertas, caracterizada por su baja densidad, buena recuperación elástica, absorción acústica, transpirabilidad y propiedades aislantes. Se utiliza principalmente como material de amortiguación para muebles, colchones y cojines de asientos de vehículos, y también tiene aplicaciones industriales y domésticas como materiales de filtrado, materiales de insonorización, materiales de absorción de impactos, materiales decorativos, materiales de embalaje y materiales aislantes. Según su grado de suavidad y capacidad de carga, la espuma blanda de poliuretano se puede dividir en espuma blanda común, espuma superblanda, espuma blanda de alta capacidad de carga, espuma blanda de alta resiliencia, etc. Las espumas blandas de alta resiliencia y alta capacidad de carga se utilizan generalmente para la fabricación de cojines de asientos y colchones. Según el proceso de producción, la espuma blanda de poliuretano se puede dividir en espuma en bloque y espuma moldeada. La espuma en bloque se produce mediante un proceso continuo para formar espuma de gran volumen que luego se corta en las formas requeridas, mientras que la espuma moldeada se produce mediante inyección directa de la mezcla en moldes para formar productos de espuma con las formas deseadas.

Después de comprender la espuma rígida de poliuretano y la espuma blanda de poliuretano, surge la pregunta: ¿cómo diferenciamos entre ambas?

De hecho, la clasificación puede basarse en el grado de dureza, dividiéndolos en plásticos de espuma blanda y plásticos duros. Los plásticos de espuma blanda tienen un componente de polímero matriz por encima del punto de fusión cristalino, o, si es un polímero amorfo, está por encima de la temperatura de transición vítrea; la espuma dura, por otro lado, tiene su polímero matriz en un estado cristalino o amorfo pero por debajo de la temperatura de transición vítrea. La espuma semirrígida es un plástico de espuma entre la espuma blanda y la dura. Es similar a la espuma blanda, con una tasa de celda abierta por encima de 90 ℃, pero la espuma semirrígida tiene mayor densidad y mayor resistencia a la compresión. Después de la deformación por compresión, la espuma semirrígida tarda mucho más en recuperarse, y su densidad de reticulación es mucho mayor que la de la espuma blanda pero menor que la de la espuma dura.

Según esta clasificación de suavidad y dureza, la mayoría de las espumas de poliolefina, espumas de cloruro de polivinilo (PVC) no plastificado, espumas fenólicas, espumas de policarbonato y espumas de éter de polifenileno se clasifican como espumas duras, mientras que las espumas de poliuretano elásticas y algunas espumas de poliolefina y espumas de PVC plastificado se clasifican como espumas blandas.

Según la norma nacional, las espumas blandas son flexibles, presentan baja dureza a la compresión, recuperan su estado original tras la liberación de la tensión y presentan una deformación residual mínima. Por otro lado, las espumas duras son inflexibles, presentan alta dureza a la compresión, se deforman al alcanzar cierto nivel de tensión y no recuperan su estado original tras la liberación de la tensión.

La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) especifica que, para diferenciar entre plásticos de espuma blanda y dura, a una temperatura de 18-29 °C, se gira una varilla de 2,5 cm de diámetro una vuelta completa en 5 segundos. Si no se fractura, se clasifica como plástico de espuma blanda; de lo contrario, como plástico de espuma dura.

Según las normas ISO, cuando la deformación por compresión alcanza el 50 % y se libera, si el espesor disminuye como máximo un 2 % con respecto al espesor original, se clasifica como espuma plástica blanda. Si disminuye más del 10 %, se clasifica como espuma plástica dura. Si la disminución se encuentra entre el 2 % y el 10 %, se clasifica como espuma plástica semirrígida.

Si utilizamos el módulo elástico como criterio, en un entorno estándar de 23 °C y 50 % de humedad relativa, una espuma plástica con un módulo elástico superior a 686 MPa se clasifica como espuma dura, inferior a 68,6 MPa se clasifica como espuma blanda y entre 68,6 y 686 MPa se clasifica como espuma semirrígida. Si bien el módulo elástico de la espuma semirrígida es mayor que el de la espuma blanda, su comportamiento tensión-deformación es similar al de la espuma blanda y significativamente diferente al de la espuma dura. Generalmente, las espumas blandas presentan una estructura de celdas abiertas, mientras que las duras presentan una estructura de celdas cerradas, aunque existen excepciones.

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