Estructura quimica

Los poliuretanos componen la familia más versátil de polímeros que existe. Pueden ser elastómeros y pueden ser pinturas. Pueden ser fibras y pueden ser adhesivos. Aparecen en todas partes. El nombre asignado de poliuretanos viene de que su cadena principal contiene enlaces uretano.

Enlace Uretano

Los poliuretanos forman parte de los llamados polímeros termoestables, estos se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una red tridimensional que no funde. Esto los diferencia de los polímeros termoplásticos. Además los poliuretanos polimerizan irreversiblemente con calor o presión formando una masa rígida y dura.

Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Pero los poliuretanos son más que espumas.

Uniones uretano en un polímero

Un poliuretano puede ser cualquier polímero que contenga un enlace uretano en su cadena principal.

Cuando se hace reaccionar monómeros con una funcionalidad mayor que dos, se forma un polímero termoestable. Un ejemplo de esto es la reacción de los diisocianatos con un glicerol, o con ésteres poliglicólicos.

Por lo visto anteriormente se puede decir que los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes. A continuación se presenta un ejemplo.

A veces, el dialcohol se sustituye por una diamina y el polímero que obtenemos es una poliurea, porque contiene más bien un enlace urea, en lugar de un enlace uretano. Pero generalmente se los llama poliuretanos, porque probablemente no se venderían bien con un nombre como poliurea.

Los poliuretanos son capaces unirse perfectamente por enlace por puente de hidrógeno y así pueden ser muy cristalinos. Por esta razón se utilizan a menudo para hacer copolímeros en bloque con polímeros de estructura similar al caucho. Estos copolímeros en bloque tienen características de elastómeros termoplásticos.

Los poliuretanos pueden ser de dos tipos, flexibles o rígidos, dependiendo del número de -OH que tengan. Los rígidos se obtienen cuando el diisocianato se hace reaccionar con poliglicoles. Los poliuretanos flexibles se consiguen utilizando trioles obtenidos a partir del glicerol y del óxido de propileno. También se puede usar el óxido de etileno, aunque se prefiere el propileno porque le da mayor resistencia a la humedad.

Un elastómero termoplástico poliuretánico es el Spandex, que DuPont vende bajo el nombre comercial Lycra. Tiene enlaces urea y uretano en su cadena. Lo que le confiere al spandex sus características especiales, es el hecho de que en su estructura tiene bloques rígidos y flexibles. La cadena polimérica corta de un poliglicol, de generalmente cerca de cuarenta unidades de longitud, es flexible y parecida al caucho. El resto de la unidad de repetición, es decir el estiramiento con los enlaces uretano, los enlaces urea y los grupos aromáticos, es extremadamente rígido. Esta sección es tan fuerte que las secciones rígidas de diversas cadenas se agrupan y se alinean para formar fibras. Obviamente, son fibras inusuales, pues los dominios fibrosos formados por los bloques rígidos están unidos entre sí por las secciones flexibles parecidas al caucho. El resultado es una fibra que actúa como elastómero. Esto permite que logremos una tela capaz se estirarse, ideal para la ropa de gimnasia y similares.