Preparação Industrial de Pré-polímero e Processo de Formação de Espuma – Pré-polímero à Base de Poliéster

A preparação de pré-polímeros à base de poliéster é mais simples do que a dos pré-polímeros à base de poliéter. Isto pode ser conseguido adicionando isocianatos ao poliéster em uma etapa da reação. A viscosidade do pré-polímero pode ser controlada variando a temperatura e o tempo de reação.

Exemplo de preparação de pré-polímero à base de poliéster:
O poliéster é adicionado a uma caldeira de reação seca equipada com capacidade de agitação. Os isocianatos são então adicionados à temperatura ambiente enquanto se agita. Como a reação entre isocianatos e poliéster é exotérmica, a taxa de adição de isocianato deve ser controlada com base no tamanho do lote para garantir que a temperatura da reação não exceda 90°C. Uma vez completada a adição, a reação é mantida a 90°C por cerca de 1 hora. Após o resfriamento, o produto é colocado em um recipiente seco. Recomenda-se purgar continuamente o sistema com nitrogênio seco durante a produção para remover a umidade.

A quantidade de isocianato adicionada durante a preparação do pré-polímero é determinada pelo valor de hidroxila do poliéster e pela densidade desejada da espuma. Devido à presença de vestígios de água nos materiais e no sistema, o uso real normalmente excede a quantidade teórica. Para densidades de espuma variando de 32 a 48 kg/m³, as quantidades relativas de isocianato adicionadas por 100 partes de poliéster são mostradas na tabela abaixo:

Relação entre a densidade da espuma à base de poliéster e a quantidade de TDI no pré-polímero

Se nenhum agente de expansão externo for adicionado e apenas o dióxido de carbono gerado a partir da reação entre água e isocianatos for usado como agente de expansão, o teor de isocianato livre no pré-polímero está relacionado à densidade da espuma, conforme mostrado na tabela abaixo:

Relação entre o conteúdo de NCO no pré-polímero à base de poliéster e a densidade da espuma

Processo de formação de espuma:
Para espumação de laboratório em pequena escala, a espumação manual é comumente usada. Pré-polímero, água, catalisador, surfactante e aditivos são adicionados em uma única etapa. Após agitação em alta velocidade por 2–3 segundos, a mistura é despejada em um molde para formar espuma.

Na espumação mecânica, os componentes—pré-polímero, água, catalisador, surfactante e aditivos—são entregues proporcionalmente a um misturador de alta velocidade usando bombas dosadoras. Após mistura completa em alta velocidade, a mistura é continuamente distribuída em uma correia transportadora com papel de revestimento. A espuma é então enviada para um forno de cura para produzir o produto final de espuma após a maturação.