O que são Poliuretanos?

Ao contrário da generalidade dos materiais plásticos, que possuem propriedades bem definidas e conhecidas, a versatilidade dos poliuretanos é tão grande e o campo de aplicações tão vasto que permite que os poliuretanos estejam presentes no nosso dia-a-dia e sejam usados em inúmeras aplicações que nos rodeiam. Os poliuretanos existem como materiais macios nas espumas dos colchões e sofás e em materiais rígidos como rodas de skate ou pranchas de surf. São comercializados na forma sólida (termoplásticos), em líquidos de base aquosa, base solvente (tintas, vernizes), sem solventes (pré-polimeros) ou em gel. São usados tanto em aplicações de construção (colas, vedantes) como aplicações biométricas. Os poliuretanos constituem na sua totalidade um mercado enorme que vai desde as “commodities” aos nichos de mercado.

Apesar das caracerísticas tão dispares, há algo em comum em todos estes produtos: um grupo químico que se chama uretano. O início da história de sucesso dos poliuretanos data de 1957, altura em que Otto Bayer estuda e desenvolve a recção de síntese dos poliuretanos. De uma forma mais técnica diz-se que o grupo uretano resulta da reação entre um grupo hidroxilo (-OH) e um isocianato (-NCO).

Quimicamente quando uma molécula contém um grupo hidroxilo (grupo -OH) diz-se que essa molécula pertence à familía dos álcoois. Uma molécula que contenha vários grupos hidroxilo é habitualmente chamada de poliol. Se uma molécula que possuiu um grupo hidroxilo “encontrar” uma molécula com um grupo isocianato ( grupo -NCO) então as duas moléculas irão reagir formando uma única molécula com um grupo uretano.

Como acontece com a generalidade dos polímeros, para se atingirem as propriedades desejadas, as moléculas têm de “crescer” em tamanho. Para tal, recorre-se a moléculas que contêm mais do que um grupo reativo, ou seja, dois ou mais grupos NCO - diisocianatos ou poliisocianatos. Desta forma, a molécula tem dois ou mais pontos reativos por onde crescer e aumentar de tamanho. Um poliuretano é uma molécula formada por múltiplos grupos uretano, cada um deles resultado da reacção entre um hidroxilo e um isocianato. 

Os isocianatos usados habitualmente na produção de pré-polimeros e outros poliuretanos são o TDI e o MDI - isocianatos aromáticos. Em certas aplicações, recorre-se a isocianatos alifáticos, como é o caso do IPDI usado na produção de dispersões aquosas de poliuretano.

Na produção de pré-polímeros a extensão da reação entre os poliois e os isocianatos é limitada para que as moléculas de poliuretano não atinjam tamanhos demasiado elevados e no final ainda existam grupo isocianato por reagir. Ao limitar o tamanho molecular destes poliuretanos é possível assim obter materiais líquidos, ideais para o uso como agentes aglutinantes.

Os pré-polímeros quando usados como aglutinantes vão ser curados essencialmente pela ação da água. Depois de terminado o processo de cura, os grupos isocianato desaparecem tornando os pré-polímeros materiais perfeitamente inócuos.