Como diferenciar entre espuma rígida de poliuretano e espuma macia?

O que é espuma rígida de poliuretano?

A espuma rígida de poliuretano , frequentemente abreviada como espuma rígida de PU, é um dos produtos de poliuretano mais utilizados, perdendo apenas para a espuma de poliuretano flexível, em diversas aplicações. A espuma rígida de poliuretano possui uma estrutura predominantemente de células fechadas, sendo conhecida por seu excelente isolamento térmico, leveza, alta relação resistência/peso, facilidade de construção, além de propriedades de isolamento acústico, absorção de impacto, isolamento elétrico, resistência ao calor, resistência ao frio, resistência a solventes e muito mais. É amplamente utilizada em camadas isolantes de refrigeradores e congeladores, câmaras frigoríficas, caminhões refrigerados, bem como em materiais isolantes para edifícios, tanques e tubulações. Uma pequena quantidade também é utilizada em aplicações não isolantes, como imitação de madeira e materiais de embalagem. Geralmente, a espuma rígida de poliuretano de baixa densidade é utilizada principalmente como material de isolamento térmico, enquanto a espuma rígida de poliuretano de alta densidade pode ser utilizada como material estrutural (imitação de madeira).

A espuma rígida de poliuretano é normalmente expandida à temperatura ambiente, com um processo de moldagem relativamente simples. Ela pode ser categorizada em expansão manual e expansão mecânica, com base no grau de mecanização da construção; expansão de alta pressão e expansão de baixa pressão, com base na pressão de expansão; e expansão por fundição e expansão por aspersão, com base no método de moldagem.

O que é espuma macia de poliuretano?

A espuma macia de poliuretano , também conhecida como espuma macia de PU, é um tipo de espuma flexível de poliuretano com certo grau de elasticidade. É o produto de poliuretano mais utilizado entre todos os produtos de poliuretano.

A espuma de poliuretano macia é, em sua maioria, uma estrutura de células abertas, caracterizada por baixa densidade, boa recuperação elástica, absorção sonora, respirabilidade e propriedades de isolamento. É utilizada principalmente como material de amortecimento para móveis, colchões e assentos de veículos, além de encontrar aplicações industriais e domésticas como material filtrante, material de isolamento acústico, material de absorção de impacto, material decorativo, material de embalagem e material isolante. De acordo com o grau de maciez e capacidade de carga, a espuma de poliuretano macia pode ser dividida em espuma macia comum, espuma supermacia, espuma macia de alta capacidade de carga, espuma macia de alta resiliência, etc. As espumas macias de alta resiliência e alta capacidade de carga são geralmente utilizadas na fabricação de assentos e colchões. Segundo o processo de produção, a espuma de poliuretano macia pode ser dividida em espuma em bloco e espuma moldada. A espuma em bloco é produzida por um processo contínuo para formar um grande volume de espuma que é então cortado nos formatos desejados, enquanto a espuma moldada é produzida pela injeção direta da mistura em moldes para formar produtos de espuma com os formatos desejados.

Após entendermos a espuma rígida de poliuretano e a espuma macia de poliuretano, surge a pergunta: como diferenciar entre as duas?

Na verdade, a classificação pode ser baseada no grau de rigidez, dividindo-os em plásticos de espuma macia e plásticos rígidos. Os plásticos de espuma macia possuem um componente polimérico da matriz acima do ponto de fusão cristalina ou, se for um polímero amorfo, acima da temperatura de transição vítrea; a espuma rígida, por outro lado, possui seu polímero da matriz em estado cristalino ou amorfo, mas abaixo da temperatura de transição vítrea. A espuma semirrígida é um plástico de espuma intermediário entre a espuma macia e a rígida. É semelhante à espuma macia, com uma taxa de abertura de células acima de 90 °C, mas a espuma semirrígida possui maior densidade e maior resistência à compressão. Após a deformação por compressão, a espuma semirrígida leva muito mais tempo para se recuperar e sua densidade de reticulação é muito maior do que a da espuma macia, mas menor do que a da espuma rígida.

Com base nessa classificação de maciez e dureza, a maioria das espumas de poliolefina, espumas de cloreto de polivinila (PVC) não plastificado, espumas fenólicas, espumas de policarbonato e espumas de éter de polifenileno são classificadas como espumas rígidas, enquanto espumas elásticas de poliuretano e algumas espumas de poliolefina e espumas de PVC plastificado são classificadas como espumas macias.

De acordo com a norma nacional, as espumas plásticas macias são aquelas que são flexíveis, possuem baixa rigidez à compressão, retornam ao seu estado original após a remoção da tensão e apresentam deformação residual mínima. Por outro lado, as espumas plásticas rígidas são inflexíveis, possuem alta rigidez à compressão, deformam-se quando a tensão atinge um determinado nível e não retornam ao seu estado original após a remoção da tensão.

A Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) especifica que, para diferenciar entre plásticos de espuma macios e rígidos, a uma temperatura de 18-29 °C, uma haste com 2,5 cm de diâmetro deve ser girada em torno do material por uma volta completa em 5 segundos. Se não se romper, é classificado como plástico de espuma macio; caso contrário, é classificado como plástico de espuma rígido.

De acordo com as normas ISO, quando a deformação por compressão atinge 50% e é então liberada, se a espessura diminuir em no máximo 2% em comparação com a espessura original, é classificada como espuma plástica macia. Se diminuir em mais de 10%, é classificada como espuma plástica rígida. Se a diminuição estiver entre 2% e 10%, é classificada como espuma plástica semirrígida.

Se utilizarmos o módulo de elasticidade como critério, em um ambiente padrão de 23 °C e 50% de umidade relativa, uma espuma plástica com módulo de elasticidade superior a 686 MPa é classificada como espuma rígida, inferior a 68,6 MPa como espuma macia e entre 68,6 e 686 MPa como espuma semirrígida. Embora o módulo de elasticidade da espuma semirrígida seja maior que o da espuma macia, seu comportamento tensão-deformação é mais próximo ao da espuma macia e significativamente diferente do da espuma rígida. Geralmente, as espumas plásticas macias apresentam uma estrutura de células abertas, enquanto as espumas plásticas rígidas apresentam uma estrutura de células fechadas, embora existam exceções.

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