A produção de espuma flexível de poliuretano envolve uma reação química entre os dois elementos: poliol e isocianato. A espuma resultante desta reação química é um material com características de conforto, flexibilidade, fácil de cortar, células abertas para passagem de ar, sendo reversivelmente deformável apresentando grande resistência ao rasgo e à fadiga. Além disso, essas espumas possuem maior resistência à deterioração em relação às espumas a base de látex de borracha natural.
A espuma flexível de PU pode ser produzida com várias densidades e graus variados de dureza, tornando-a a melhor escolha para várias indústrias, como por exemplo: colchões, móveis, estofados, indústria automotiva e calçadista. Podem ser produzidas em baixa ou larga escala, utilizando desde equipamentos simples aos mais sofisticados.
Tipos de Espumas Flexíveis:
Espuma convencional: Espuma flexível comumente utilizada em móveis, colchões, entre outras aplicações.
Espuma macia: Espuma flexível devidamente formulada para alcançar diversos níveis de maciez, proporcionando um fator maior de conforto em sua aplicação final.
Espuma firme: Assim como as espumas macias, a espuma firme também é obtida através das modificações nas formulações de espuma, possibilitando atingir níveis de firmeza adequados para cada tipo de aplicação.
Espuma de alta resiliência: Espuma especial com característica de retorno rápido e toque suave, muito utilizada em móveis (almofadas, assentos, encostos e lâminas te toque), colchões, bancos, artigos esportivos e ortopédicos.
Espumas hiper soft: A espuma hiper soft também é considerada uma espuma especial, por sua característica hiper macia e sensível ao toque. É utilizada em travesseiros, colchões e móveis, além de camas para pets.
Espuma visco elástica: As espumas visco elásticas (as famosas espumas da NASA) são muito conhecidas por proporcionarem um alto conforto, possuem baixíssima resiliência e retorno lento. São amplamente aplicadas em toda a indústria moveleira (móveis, travesseiros e colchões, por exemplo), além de artigos ortopédicos e esportivos.
Espumas Aglomeradas: Flocos de espumas aglomeradas por um adesivo poliuretânico. O bloco de espumas aglomeradas proporciona muita firmeza e alta capacidade de suporte. É bastante utilizada na fabricação de móveis e colchões.
Principais características da Espuma Flexível de Poliuretano:
- Densidade.
- Alongamento.
- Resistência ao Rasgo.
- Indentação.
- Resistência a Deformação.
- Resistência a Compressão.
- Flamabilidade.
- Fator de Conforto.
- Resistência a UV.
- Resiliência.
- Passagem de ar.
Existem normas de órgãos de regulamentação específicas para cada tipo de aplicação (colchões, travesseiros, entre outros), propondo determinações de resistência ao rasgo e deformação, por exemplo. Essas normas específicas visam assegurar a qualidade e o melhor desempenho da espuma flexível.
Propriedades Físicas
Algumas propriedades físicas das espumas flexíveis são medidas seguindo métodos específicos de forma a garantir a qualidade e conformidade da espuma produzida, tais como:
Densidade
Densidade é a relação existente entre a massa e o volume de um material e deve ser controlada, pois a variação na densidade afeta características físicas da espuma como toque, retorno, deformação permanente, suporte, preenchimento (em caso de peças moldadas), entre outras. Além disso, a densidade pode influenciar no rendimento da espuma produzida e acarretar perdas no processo.
Força de Indentação
A força de indentação é uma das formas de medir o suporte de carga da espuma, caracterizando sua dureza e deve ser um dos parâmetros a serem avaliados para garantir que a espuma produzida tenha o suporte especificado como seu respectivo padrão. A alteração na dureza da espuma afeta o toque e o retorno da espuma e pode dar indícios de variações de estruturas presentes nas matérias-primas e/ou erros na formulação.
No método de ensaio de Força de Indentação a dureza é medida em Newtons (N) e este ensaio determina a capacidade de peso que a espuma suporta por m² (suporte de carga) simulando a compressão rotineira feita por uma pessoa. O teste no laboratório é feito conforme a Norma NBR 9176.
Retorno
O retorno é a capacidade da espuma de recuperação de sua forma original após compressão.
No método de análise do retorno a medição é realizada em segundos (s) através de um cronômetro digital, do momento em que a tensão sendo aplicada é retirada até a completa recuperação da forma inicial da espuma.
Resiliência
A resiliência é determinada pela quantidade de energia devolvida após a deformação, por aplicação de uma tensão. É medida normalmente em percentual da energia recuperada e fornece informações sobre o caráter elástico do material.
Segundo a norma ABNT NBR 13579:1 as espumas viscoelásticas devem apresentar resiliência abaixo de 15%.
O ensaio de análise da resiliência consiste na queda de uma esfera de aço sobre um corpo-de-prova de espuma e na medida da altura máxima do ressalto desta esfera (ABNT, NBR 8619, 2003).
Deformação Permanente
Segundo a ABNT NBR 8797, o ensaio consiste na medição da diferença entre as espessuras inicial e final de um corpo de prova de espuma flexível, após uma determinada compressão, à temperatura, umidade e tempo especificados.
No método de análise, a deformação permanente deverá ser medida conforme descrito na norma ABNT NBR 8797, utilizando-se os equipamentos Dispositivo de Compressão, Estufa e Escala.
Resistência ao rasgamento
Através deste ensaio, pode-se medir a resistência ao rasgamento em N/m que uma amostra de espuma oferece ao ser submetida a uma força tensora. Serve como parâmetro para avaliar a adequação da espuma em aplicações nas quais a espuma seja exposta a condições de cisalhamento e tração.
O ensaio para medir a Resistência ao Rasgamento consiste na aplicação de uma força tensora sobre uma amostra cortada de forma padronizada e será feito conforme norma ABNT NBR 8516.
Transição Vítrea (Tg)
A Tg é a propriedade do material onde podemos obter a temperatura da passagem do estado vítreo para um estado “maleável”, sem ocorrência de uma mudança estrutural. (IPEN, 2018). NOTA: Não é um ensaio, sim uma definição.
Pele
A pele da espuma de poliuretano é a sua camada mais externa, onde em espumas moldadas ocorre maior compactação do material. Alguns fatores podem influenciar na pele da espuma e alterar suas características, como temperatura do molde, desmoldante inadequado ou até mesmo a quantidade de desmoldante utilizada. Fatores inerentes à formulação também podem influenciar na pele obtida na espuma. Desta forma, a pele das espumas moldadas deve ser observada.
A espuma não deve despelar – Perder parcial ou totalmente a pele – quando seguir todos os critérios estabelecidos de desmoldante e temperatura de molde. Desta forma, deve ser feita uma inspeção visual e tátil.
Tipos de Processos de Fabricação
Processo Descontínuo
É um processo de fabricação de espumas flexíveis em blocos individuais. Este processo é econômico, simples e semelhante ao procedimento de laboratório.
O processo descontínuo é muito utilizado no Brasil por pequenas e grandes empresas devido ao seu baixo custo.
O processo descontínuo pode ser feito em blocos retangulares, blocos utilizando pressão negativa e blocos cilíndricos de diversos tamanhos para a produção de espumas especiais.
Processo Descontínuo: Bloco Retangular
Os blocos retangulares/quadrados geralmente são utilizados para espumas laminadas em colchões e diversas aplicações industriais.
Esse processo de espumação em caixotes, de variadas dimensões, é ideal para produção de espumas especiais ou ainda, em cores diferenciadas, geralmente empregadas para atender a pedidos de menor volume.
Características do Processo Descontínuo – Bloco Retangular:
- Simples em termos de estrutura;
- Econômico e semelhante ao procedimento usualmente empregado em laboratório;
- Produção de pequenas quantidades de diferentes espumas;
Processo Descontínuo: Bloco Cilíndrico
Blocos de espuma confeccionados em molde cilíndrico que posteriormente são torneados para confecções industriais (bojo, calçados, matelassê, etc).
É possível utilizar cilindros de várias dimensões de acordo com a função desejada.
Características do Processo Descontínuo – Bloco Cilíndrico:
- Diâmetro de até 2,20 m
- Altura de até 2,40 m
- Requer catalisação balanceada
- Requer silicones de alta performance
Confira o artigo sobre Produção de Visco Elástico em Bloco Cilíndrico
Processo Descontínuo: Uniblock (pressão variável)
Blocos de espumas feitos em máquinas equipadas com câmaras onde a espuma se forma utilizando pressão variável.
Processo Contínuo (alta e baixa pressão)
Processo contínuo consiste em bombear com alta ou baixa pressão, em vazões controladas, os componentes através de um cabeçote misturador controlado eletronicamente. Essa mistura é derramada sobre uma esteira em movimento até o seu corte no final da linha de produção.
Características do Processo Contínuo:
- Alta produtividade;
- Alto controle de processo;
- Alta qualidade para produto final;
- Mão de obra especializada;
- Maior custo/benefício;
- Alto custo de investimento;
- Extensa área de produção;
Principais aplicações: setor automotivo, confecções, calçados, esponja de limpeza.
Aglomerados de Espuma
Após a fabricação dos blocos de espuma no processo contínuo ou descontínuo, esses blocos são encaminhados para laminação onde, por consequência, são geradas muitas sobras – os chamados “scraps”.
Esses scraps de espuma podem ser misturados com um material aglomerante (pré polímero, que une os flocos de espuma), com o intuito de formar novos blocos de Espumas Aglomeradas. Estes blocos de espumas aglomeradas são utilizados em diversas aplicações, como tatames e colchões, além de cumprirem um papel “amigo do meio ambiente” contribuindo na redução da produção de resíduos oriundos do processo.
Segmentos de Aplicação da Espumas Flexíveis
Devido à sua grande versatilidade, as Espumas Flexíveis de Poliuretano se aplicam em diversos segmentos, como:
Setor Moveleiro
- Colchões
- Travesseiros
- Estofamento
- Almofadas
Setor Automotivo
- Assento
- Encosto
- Apoio de cabeça
- Dublagem de tecido para banco.
Setor Calçadista
- Palmilha
- cabedais.
Vestuário
- Bojo
- Roupas
- Acolchoado.
Produtos de limpeza
- Esponjas de Limpeza
- Esponjas de banho
Tecnologia para Espumas Flexíveis
A Amino fornece a mais completa linha de soluções para Espumas Flexíveis de Poliuretano.
Silicones, Aminas, Pigmentos, Aditivos, Aglomerantes e Sistemas prontos para uso compõem um portfólio consistente quando o assunto é Poliuretano. Além disso, contamos com uma equipe técnica com os melhores especialistas em Poliuretano para ajudar e guiar nossos clientes pelo melhor caminho, aliando a qualidade das matérias primas com maior eficiência nos processos.
Confira algumas soluções da Amino para Espumas Flexíveis:
Aditivos de Performance
- Silicones Surfactantes
- Catalisadores Amínicos de Expansão e Gelificação
- Catalisadores retardados
- Catalisadores de baixo VOC
- Octoato de estanho
- Pigmentos em Líquido e em Pasta
- Aditivo promotor de adesão (flame bonding)
- Aditivo abridor de célula
- Aditivo para alongamento e rasgo
- Aditivo de dureza
- Aditivo anti scorching
- Antichama halogenado e não-halogenado)
Sistemas Flexíveis prontos para uso
- Visco elástico para processo em bloco all MDI
- Visco elástico para processo em bloco base TDI
- Visco elástico para processo moldado base MDI
- Sistema hiper soft para processo em bloco base TDI
- Sistema hiper soft para processo moldado base MDI
- Sistema flexível HR processo em bloco base MDI
- Sistema flexível HR processo em bloco base TDI
- Sistema flexível HR moldado base MDI e base TDI
Produtos Complementares para Espumas Flexíveis
- Cola de Aglomerado
- Adesivo para colagem de espuma com fibra (esponja)
- Mantas gel
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