Las espumas viscoelásticas son materiales caracterizados por su baja resiliencia y recuperación lenta, que se puede definir como la propiedad que tienen algunos materiales de volver a su forma original después de haber sido sometidos a una deformación o estrés.
La resiliencia puede medirse utilizando un resiliómetro, un instrumento que evalúa el rebote de una esfera de acero soltada desde una altura específica sobre una muestra de prueba, en este caso, la espuma. La deformación de la espuma y su recuperación a su estado (forma) original se pueden medir con un dinamómetro. Ambas pruebas tienen normas escritas y parámetros bien establecidos.
Para efectos de comparación, las espumas de baja resiliencia tienen un valor de rebote en el resiliómetro menor al 20%, mientras que en las espumas convencionales los valores superan el 40%. El tiempo de recuperación al estado original en las espumas convencionales se considera inmediato, mientras que en las espumas viscoelásticas es gradual y toma varios segundos.
Conozca más sobre la producción de espuma viscoelástica en cilindro
Para que una espuma tenga características viscoelásticas, su viscosidad interna a temperatura ambiente puede aumentarse reduciendo la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura de transición vítrea (Tg) del segmento blando de la espuma, lo que ralentiza su tasa de recuperación. La temperatura de transición vítrea deseada generalmente está influenciada por el peso equivalente de los polioles utilizados en la espuma. Una espuma flexible convencional, basada en un poliéter triol con peso molecular de 3000, tiene una Tg típica de alrededor de -50 °C. Transferir la Tg de la espuma por encima de 0 °C utilizando algunos polioles con menor peso equivalente combinados con los de peso molecular 3000, ralentiza la recuperación y reduce la resiliencia de la espuma, manteniendo su flexibilidad. Sin embargo, aumentar la Tg general del segmento blando también tiende a incrementar la rigidez de la espuma.
Las propiedades físicas de las espumas de baja resiliencia son altamente sensibles a los índices. Una amplia gama de diferentes durezas de espuma puede lograrse con índices que varían entre 55 y 85.
Estas espumas han encontrado muchas aplicaciones especiales, como en los mercados de ropa, colchones hospitalarios y embalaje de piezas, debido a su sensación suave y reducción de puntos de presión al usarse para soportar cargas. También presentan buenas propiedades de amortiguación de sonido y vibración.
Desafíos en la producción de espumas viscoelásticas en cilindro
Los productores que utilizan el proceso por lotes, también conocido como «caja», enfrentan desafíos al crear espumas viscoelásticas en cilindros debido a la altura requerida para estos bloques y a las propiedades viscoelásticas que dificultan mucho la laminación, ya que su lenta recuperación a la forma original puede causar defectos y formas indeseadas en la espuma laminada. Aunque los moldes rectangulares predominan en la producción de espumas viscoelásticas para capas de confort en colchones, la producción de rollos para acolchados presenta dificultades. Esto incluye interrupciones en la producción continua, requiriendo intervenciones frecuentes de los operadores, lo que ralentiza la producción y aumenta la probabilidad de defectos en el acolchado.
Espuma viscoelástica en cilindro de Amino Química
AMINO desarrolló un sistema de espuma viscoelástica para cilindros con resultados excepcionales. Este desarrollo fue diseñado para ayudar a los fabricantes de colchones a aumentar la productividad en las máquinas bordadoras al producir acolchados con este tipo de espuma. Las características viscoelásticas de la espuma se mantienen, pero el bloque conserva su forma durante el manejo, permitiendo la laminación de bloques cilíndricos sin los problemas típicos de las espumas viscoelásticas.
El sistema desarrollado por AMINO consiste en un poliol (AMIPOL BCVE 2036) con siliconas especiales y aminas de efecto catalítico retardado para permitir el crecimiento completo de bloques de hasta 220 cm de altura. El isocianato utilizado es una mezcla de MDIs (AMISO BCVE 1009) que permite la fabricación de una espuma con características viscoelásticas y firmeza necesaria para mantener el bloque uniforme tanto durante el curado y almacenamiento como en la laminación. Se recomienda producir esta espuma en moldes con un diámetro máximo de 1,80 m.
Parámetros principales del sistema viscoelástico desarrollado por AMINO
- Densidad de la espuma: 30–33 Kg/m³
- Tiempo de crema: 16–22 segundos
- Tiempo de crecimiento: 130–170 segundos
- Relación Isocianato/Poliol: 59/100
A continuación, Tabla I, que muestra las propiedades de la espuma viscoelástica cilíndrica producida con el sistema de AMINO.
Tabla I – Propiedades de la espuma viscoelástica (Relación 59/100 de isocianato y poliol)
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