Bayer e parceiros desenvolvem nanoespumas de poliuretano para isolamento térmico

REFERÊNCIA:
BLOG DO PLÁSTICO. Bayer MaterialScience e parceiros desenvolvem nanoespumas de poliuretano para isolamento térmico. Disponível em: <http://blogdoplastico.wordpress.com>. Acesso: 24 Out 2010

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A Bayer MaterialScience está trabalhando no desenvolvimento de nanoespumas de poliuretano que podem levar a um salto no desempenho de isolamentos térmicos daqui há alguns anos. A empresa está focalizando seus esforços em microemulsões, que reagem sob condições supercríticas (Princípio da Expansão Supercrítica de Microemulsões, POSME) para formar espumas rígidas de poliuretanos. O objetivo é produzir espumas rígidas com tamanho de poro inferior a 150 nanômetros de diâmetro.

“Nanoespumas deste tipo alcançam o dobro do desempenho de isolamento térmico em relação às espumas de poliuretano atuais, significando que elas poderão, por exemplo, reduzir significativamente o consumo de energia de equipamentos de refrigeração e, por sua vez, gerar uma contribuição importante para a redução das emissões de CO2. Além disso, as paredes desses equipamentos poderão ser mais finas, resultando em mais espaço para armazenamento dos objetos refrigerados”, explica Dr. Stefan Lindner, um especialista em espumas rígidas de poliuretano da Bayer MaterialScience.

A empresa está se associando neste projeto de pesquisa com o Prof. Reinhard Strey do Instituto de Físico-Química da Universidade de Colônia, o qual já depositou uma patente referente ao processo POSME. Como parte da cooperação, o seu grupo de pesquisa está engajado na otimização das características das microemulsões.

O desempenho de isolamento térmico de uma espuma rígida de poliuretano depende basicamente do tamanho dos poros da espuma. Quanto menor o diâmetro, menor será a condutividade térmica e melhor será o efeito de isolamento. As espumas rígidas de poliuretano de hoje tem tamanho de poros de aproximadamente 150 micrômetros, tamanho este que é aproximadamente 1000 vezes maior que o das nanoespumas planejadas para o futuro.

Para sintetizar uma nanoespuma usando o método POSME, dióxido de carbono e as matérias primas líquidas do poliuretano (poliol e isocianato) são misturados com a ajuda de surfactantes especiais, a uma pressão de 200 bar, para formar uma microemulsão consistindo de gotas na escala de nanômetros, preenchidas com CO2 e encapsuladas em surfactantes. A pressão é então reduzida, fazendo com que o CO2 se expanda e transformando as gotas em bolhas, ainda na escala dos nanômetros. Ao mesmo tempo, as matérias primas de poliuretano reagem para formar uma rede de polímeros tridimensionais, que é a espuma de poliuretano rígida.

“Um dos desafios mais intrigantes que nós enfrentamos é como otimizar a coordenação da reação das matérias primas do poliuretano com a expansão das bolhas de CO2 através de um ajuste fino dos parâmetros de processo, de modo que se produzam nanoporos no diâmetro desejado” explicou o Sr. Lindner. “Não é uma tarefa fácil,” complementa Dr. Wolfgang Friederichs, líder global de pesquisa de produtos na Bayer MaterialScience. “É provável que ainda sejam necessários vários anos adicionais de trabalho até que estes desafios sejam superados.”