Poliuretano: lo más importante sobre este plástico.

Poliuretano (PUR): resumen conciso

El poliuretano (PUR) es un plástico versátil que se obtiene mediante la poliadición de isocianatos y alcoholes. Se presenta en tres formas principales: termoplástica, termoendurecible y como elastómero, cada una con propiedades mecánicas específicas. Dependiendo de su composición, el PUR es adecuado para aplicaciones flexibles, rígidas o elásticas. Desde su invención en 1937 por Otto Bayer, el PUR se ha consolidado en numerosos sectores, por ejemplo, en materiales aislantes, mangueras, suelas de calzado, piezas de vehículos e incluso en el ámbito deportivo. Entre sus ventajas destacan la variedad de formas, la posibilidad de ajustar el grado de dureza (Shore A/D), la durabilidad y, en el caso de las variantes termoplásticas, la buena reciclabilidad.

En este artículo técnico se tratan los siguientes temas. Nota: Cada uno de los puntos clave contiene enlaces a la sección correspondiente:

• Ventajas frente a otros materiales
• ¿Para qué se utiliza el poliuretano?
• ¿Es reciclable el poliuretano?
• Resumen
• Preguntas frecuentes sobre el poliuretano

¿Qué es el poliuretano?

La propia palabra «poliuretano» ya revela bastante sobre la composición de este material. El término se compone de los elementos poli (del latín «muchos») y uretano, que representa un grupo químico concreto (C₃H₇NO₂). En definitiva, «poliuretano» significa que hay muchos grupos de uretano unidos entre sí. Por muy sencillo que sea el término, las formas en que el poliuretano puede presentarse en la práctica son muy variadas.

Los poliuretanos, para los que a menudo se utiliza también la abreviatura PUR (a veces también PU), son plásticos o resinas sintéticas de uso muy versátil. Se fabrican mediante el denominado poliadición. En la poliadición, los isocianatos se unen a los alcoholes, lo que da lugar a la cadena de grupos uretano que da nombre al material. Dependiendo de la composición de los componentes individuales y del método de fabricación, las propiedades del plástico resultante pueden variar considerablemente.

Historia del material

Aunque hoy en día el material está muy de moda en numerosas aplicaciones, la historia del poliuretano se remonta al año 1937. En aquella época, Otto Bayer sintetizó por primera vez este material en los laboratorios de Bayer AG. Sin embargo, la difusión del poliuretano se vio frenada inicialmente por la Segunda Guerra Mundial. No obstante, con la recuperación económica, este plástico ganó rápidamente importancia, hasta el punto de que en 1960 ya se producían 45 000 toneladas. Sin embargo, esta cifra no es más que el principio: en 2002 se produjeron en todo el mundo más de 9 millones de toneladas de poliuretano. Estudios de 2015 sugieren que, en la actualidad, el mercado mundial del poliuretano genera un volumen de negocio anual de unos 50 000 millones de euros.

Se ablanda a medida que aumenta la temperatura. Se puede comparar con el chocolate: si se moldea un Papá Noel de chocolate, este queda sólido a temperatura ambiente o en un lugar fresco y conserva su forma. Sin embargo, sería posible, sin ningún problema, volver a fundir el Papá Noel calentándolo y dar a la masa de chocolate la forma de un conejito de Pascua.

Termosoles: a diferencia de los termoplásticos, los termosoles no pueden modificarse una vez que han adquirido su forma inicial. Por lo general, presentan una mayor dureza y, por ello, son especialmente adecuados para piezas moldeadas. Como analogía culinaria, se podrían comparar los termoestables con la masa de un pastel. Al principio, esta es líquida (o, al menos, viscosa). Cuando el pastel se hornea en su molde, se solidifica. Da igual cuánto se caliente o se enfríe el pastel, ya no volverá a convertirse en una masa líquida.

Elastómeros: los elastómeros, aunque mantienen su forma, son elásticos en un amplio rango de temperaturas. Por lo tanto, pueden deformarse bajo la acción de la tracción o la compresión, pero siempre recuperan su forma original. Por eso, coloquialmente, los elastómeros de poliuretano también se denominan «goma de poliuretano».

Diferentes grados de dureza del poliuretano

El grado de dureza desempeña un papel decisivo a la hora de elegir el material de poliuretano adecuado. ¿Se busca un material más bien flexible o más bien rígido? La denominada dureza Shore ofrece una visión general sobre esta cuestión. Permite medir la dureza de un material en comparación con otro. La dureza Shore se comprueba presionando un cuerpo de ensayo normalizado contra el material a examinar con una presión determinada. A partir de la profundidad a la que el cuerpo de ensayo penetra en el material, se determina la dureza Shore con ayuda de un instrumento de medición denominado durómetro.

Existen diferentes escalas para la dureza Shore. En el caso de los plásticos, se utilizan habitualmente las escalas de Shore A a Shore D. Shore D es claramente más duro que Shore A. El indicador se complementa con un número que precede a la letra de la escala. Cuanto mayor sea el número, más duro es el material. Por lo tanto, una indicación completa de la dureza Shore podría ser, por ejemplo, Shore 80 A. Las escalas Shore A y Shore D se solapan en un determinado rango: Shore 80 A, por ejemplo, equivale aproximadamente a Shore 36 D.

Ventajas frente a otros materiales

La mayor ventaja del poliuretano radica en su versatilidad. Este material puede moldearse con facilidad para adoptar diversas formas. Los termoplásticos y los elastómeros son adecuados, por ejemplo, para aplicaciones en las que se requiere una cierta flexibilidad como requisito básico. Los termoestables, por el contrario, pueden soportar cargas mayores gracias a su mayor grado de dureza. Por su parte, los componentes de poliuretano son adecuados para la construcción ligera y, en la mayoría de los casos, no necesitan plastificantes perjudiciales para el medio ambiente. A esto se suma la durabilidad de los poliuretanos, debido a su elevada resistencia a la abrasión y a sus buenas propiedades de recuperación elástica. Aquí hay una comparación detallada entre la poliamida y el poliuretano.

¿Para qué se utiliza el poliuretano?

Uno de los factores de éxito de este material es su versatilidad. Aunque ya es imposible imaginar la vida cotidiana moderna sin él, sus ámbitos de aplicación concretos siguen siendo relativamente desconocidos:

Uso como material aislante: el poliuretano tiene una conductividad térmica muy baja y, por lo tanto, resulta ideal como material aislante. Otra ventaja de este plástico es la facilidad con la que se fabrican espumas de poliuretano en diversas formas, lo que permite su uso tanto en camiones frigoríficos como en el aislamiento de edificios y muchas otras aplicaciones.

El poliuretano en la extrusión: gracias a su buena deformabilidad a temperaturas elevadas, los poliuretanos termoplásticos son ideales para su procesamiento mediante extrusión. 

El poliuretano en el deporte y el ocio: hasta la década de los 70, el cuero clásico seguía siendo el material predominante en la fabricación de balones de fútbol. Sin embargo, actualmente muchos modelos se fabrican pegando varias capas de poliuretano. Esto tiene la ventaja de que permite obtener una superficie sin costuras que absorbe mucha menos agua que los balones de cuero comparables. Pero no solo los balones, sino también muchas botas de fútbol están compuestas hoy en día en gran parte por poliuretano. Este versátil plástico también se encuentra en las suelas de espuma amortiguadoras de las zapatillas de running.

El poliuretano en la industria automovilística: los componentes de poliuretano también están muy extendidos en los modelos de automóvil, desde los utilitarios hasta los de gama alta. Ya se trate de elementos de revestimiento para paneles de puertas o salpicaderos, espumas de PUR en los asientos o tubos neumáticos para el control de la aerodinámica activa, o incluso los asientos con función de masaje en los modelos de gama alta, casi todo es posible.

Sin embargo, todo esto no es más que una pequeña fracción de las posibilidades de aplicación de este versátil material plástico. Enumerar todos los ámbitos de aplicación excedería el alcance de esta visión general.

La situación es diferente en el caso de los termoestables y los elastómeros, a diferencia de lo que ocurre con los termoplásticos. Una vez moldeados inicialmente, estos ya no pueden deformarse simplemente calentándolos. Sin embargo, gracias al reciclaje, también se puede sacar partido a los residuos de estos tipos: los termoestables y los elastómeros pueden triturarse y mezclarse con poliuretano nuevo, lo que permite reducir considerablemente el consumo de materias primas. Además, existen procesos de reciclaje químico con los que se pueden descomponer los poliuretanos en sus componentes individuales.

Por lo tanto, a la pregunta inicial «¿Es reciclable el poliuretano?» se puede responder claramente con un «sí»

Resumen

El poliuretano es un plástico muy versátil y se presenta tanto en forma de termoplástico, como de termoestable y de elastómero. Su fabricación se lleva a cabo mediante la combinación de isocianatos y alcoholes (poliadición). El material se utiliza en todo el mundo en numerosas aplicaciones de la vida cotidiana, aunque a menudo pasa desapercibido. Ya sea en el aislamiento térmico, en la industria automovilística o en el campo de fútbol, el poliuretano ofrece ventajas frente a otros materiales. A la hora de buscar el material adecuado, no solo es de especial importancia el tipo (termoplásticos, termoestables, elastómeros), sino también el grado de dureza. Este se compara con la denominada dureza Shore. El poliuretano es, en principio, reciclable, aunque para el proceso se requiere un cierto grado de conocimientos técnicos.