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NBR 8081 (MB1337) de 11/2015: a permeabilidade da espuma rígida de poliuretano

Quais os requisitos da câmara de climatização para o ensaio da espuma rígida de poliuretano? Como devem ser expressos os resultados dos ensaios da espuma rígida de poliuretano? Essas questões estão sendo respondidas no texto sobre as espumas rígidas de poliuretano.

02/12/2015 - Equipe Target

As características das espumas rígidas de poliuretano

A NBR8081 (MB1337) de 11/2015 - Espuma rígida de poliuretano para fins de isolação térmica - Permeabilidade ao vapor de água estabelece o método de ensaio para a determinação da permeabilidade ao vapor de água em espumas rígidas de poliuretano. Para o ensaio, aparelhagem deve incluir uma escala para permitir leituras com precisão de (0,1 ± 0,05) mm.

O micrômetro deve ter um apalpador em forma de disco com diâmetro de (30 ± 50) mm, e base no mínimo do mesmo diâmetro. O apalpador deve apoiar-se no corpo de prova com uma pressão máxima aferida de 102 Pa. Este instrumento deve permitir leituras com precisão de (0,01 ± 0,005) mm.

A balança utilizada deve ter uma precisão mínima correspondente a 0,05 g. A placa de Petri deve ter diâmetro interno de 90 mm e altura interna 60 mm.

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Quais os requisitos da câmara de climatização para o ensaio da espuma rígida de poliuretano?

Como devem ser expressos os resultados dos ensaios da espuma rígida de poliuretano?

Quanto ao método de ensaio, devem ser ensaiados no mínimo três corpos de prova. Deve ser colocada na placa de Petri uma camada de 20 mm de cloreto de cálcio (seco a 120 °C, durante 24 h).

O corpo de prova deve ser colocado na placa de Petri de tal maneira que deslize sem folga e as bordas superiores da placa coincidam com a superfície da amostra, deixando um espaço de 10 mm entre a parte inferior da amostra e o cloreto de cálcio. Para evitar a passagem de vapor de água entre a borda superior da placa de Petri e o corpo de prova, fazer a vedação desta junta com cera ou parafina, isentas de voláteis.

As espumas rígidas de poliuretano representam o segundo maior mercado só perdendo para as espumas flexíveis. Desde os anos 60, o mercado de espumas rígidas cresceu e o consumo maior é em isolamento térmico de equipamentos e tubulações com 40% e em construção com cerca de 60%, estando assim distribuído: 43% como placas e blocos para isolamento; painéis com 27%; aglutinante 15%; e 15% em aplicações como spray, sistemas de um componente e outros.

No mercado brasileiro, o volume do consumo (58%) está voltado para o segmento de refrigeração doméstica e o restante para o mercado de construção civil (16%), predominantemente painéis/telhas tipo sanduíche e isolamento térmico (spray, injeção e bloco); transporte (17%), e outros (9%). As propriedades térmicas, resistência mecânica, boa adesão, e leveza das estruturas sanduíche das PUR, as torna adequadas a diferentes aplicações.

Os sistemas de espumas rígidas são utilizados no isolamento térmico de refrigeradores, contêineres, frigoríficos, caminhões, vagões, tanques, aquecedores, oleodutos, tubulações, etc.; na fabricação de painéis divisórios, pisos e telhas; pranchas de surf; materiais para embalagens; partes de mobílias; estruturas flutuantes a prova de furos para barcos e equipamentos de flutuação; e componentes de carros, ônibus, trens, aviões, etc. As espumas rígidas podem ser fabricadas por derramamento, injeção, "spray", sistemas pressurizados, ou outras técnicas.

Possuem uma estrutura polimérica altamente reticulada com células fechadas, podendo ter densidades tão baixas quanto 10 kg/m³ até quase sólidos com 1.100 kg/m³. Todavia, o maior consumo é em espumas, de baixa densidade (28 a 50 kg/m³), usadas em isolamento térmico.

As propriedades de isolamento térmico das espumas rígidas, quando comparadas com outros materiais, são devidas à baixa condutividade térmica do gás retido dentro das suas células fechadas. Elas se tornaram foco de discussões devido a aspectos relacionados à redução do uso dos clorofluorcarbonos (CFC), inflamabilidade e reciclagem.

Em todas as aplicações, os CFC já foram ou estão sendo substituídos por outros agentes de expansão auxiliares (AEA) como os clorofluorcarbonos hidrogenados (HCFC), menos danosos à camada de ozônio e pelos pentanos e HFC, devido ao seu potencial zero de destruição da camada de ozônio. Com relação à inflamabilidade as espumas rígidas atendem às normas de segurança e os problemas de substituição do CFC foram superados com a introdução dos novos agentes de expansão e retardantes de chama.

Em sua composição, usa os isocianatos e o MDI polimérico é o mais usado. Diferentes tipos de MDI são utilizados em diversas aplicações. Quando a fluidez é o fator preponderante, é empregado o MDI polimérico de baixa viscosidade e menor funcionalidade. O MDI polimérico, que possui funcionalidade mais elevada, maior viscosidade e fluidez menor, é usado na fabricação de blocos, reduzindo as tendências a rachaduras e descoloração no coração do bloco da espuma rígida.

Contém ainda os polióis poliéteres com cadeia curta. Eles são produzidos a partir da reação de epoxidação da sacarose, sorbitol, glicerina, tolueno diamina, diaminodifenilmetano, etileno diamina, di e trietanolamina, etc., e misturas destes produtos, com óxidos de propileno (PO) e etileno (EO), distribuídos ao acaso ou em blocos na cadeia polimérica. A alquilação excessiva do poliol pode causar a dissolução dos HCFC e HFC nas paredes das células fechadas durante a espumação, acarretando perda de propriedades como condutividade térmica, resistência à compressão e estabilidade térmica dimensional, devido à redução do teor de células fechadas.

Os polióis poliéteres têm boa estabilidade hidrolítica e o aumento da funcionalidade e do número de hidroxilas, aumenta drasticamente a viscosidade do poliol e diminuí sua compatibilidade com os CFC, HCFC, HFC e pentanos, usados como agentes de expansão. Polióis a base de sacarose são bastante utilizados e possuem baixo custo e alta funcionalidade. Na Europa, os polióis de sorbitol são usados ao invés dos de sacarose para aplicações em temperatura altas, como isolamento de tubos de aquecimento, devido às propriedades térmicas superiores. Os produzidos a partir de aminas aromáticas (o-tolueno diamina ou diaminodifenilmetano) são usados em misturas com polióis de sacarose.

O principal benefício destes polióis é aumento da miscibilidade com o isocianato, melhorando a processabilidade durante a espumação. Polióis de Mannich comerciais têm funcionalidade de três a cinco, reatividades altas, e são adequados para aplicações por spray em climas frios, e são produzidos pela condensação de fenol ou nonilfenol com formaldeído e dietanolamina, seguida pela alcoxilação com óxido de propileno ou etileno.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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