Espuma reticulada
La espuma reticulada es una espuma sólida muy porosa y de baja densidad . 'Reticulado' significa como una red . Las espumas reticuladas son espumas extremadamente abiertas, es decir, hay pocas burbujas intactas o ventanas de celdas, si es que hay alguna. Por el contrario, la espuma formada por las pompas de jabón se compone únicamente de burbujas intactas (totalmente cerradas). En una espuma reticulada solo quedan los límites lineales donde se encuentran las burbujas (bordes Plateau).
El componente sólido de una espuma reticulada puede ser un polímero orgánico como el poliuretano , una cerámica o un metal . Estos materiales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones en las que se necesita alta porosidad y gran área de superficie , incluidos filtros , soportes de catalizadores , insertos de tanques de combustible y cubiertas de altavoces .
Todavía se está desarrollando una descripción de la estructura de las espumas reticuladas. Si bien las leyes de Plateau , las reglas que rigen la forma de las películas de jabón en las espumas, se desarrollaron en el siglo XIX, todavía se debate una descripción matemática de la estructura. La estructura Weaire-Phelan generada por computadora es la más reciente. En una espuma reticulada solo quedan las aristas de los poliedros ; faltan las caras . En la espuma reticulada comercial se elimina hasta el 98% de las caras. El dodecaedro se da a veces como la unidad básica para estas espumas, [1] pero la forma más representativa es un poliedro con 13 caras. [2] [3]El tamaño de celda y la distribución del tamaño de celda son parámetros críticos para la mayoría de las aplicaciones. La porosidad suele ser del 95 %, pero puede llegar al 98 %. [4] La reticulación afecta muchas de las propiedades físicas de una espuma. Por lo general, la resistencia a la compresión disminuye mientras que las propiedades de tracción, como el alargamiento y la resistencia al desgarro, aumentan. [5]
A Robert A. Volz se le atribuye el descubrimiento del primer proceso para fabricar espuma de poliuretano reticulado en 1956 mientras trabajaba para Scott Paper Company . [6] La producción de espuma de poliuretano reticulado es un proceso de dos pasos que comienza con la creación de espuma de poliuretano convencional (de celdas cerradas), después de lo cual se eliminan las caras de las celdas (o "ventanas"). Para hacerlo, se aprovecha el hecho de que la mayor superficie y la menor masa de las caras de las celdas en comparación con los puntales (o bordes) de las celdas las hace mucho más susceptibles tanto a la combustión como a la degradación química. Por lo tanto, la espuma de celda cerrada se llena con un gas combustible como el hidrógeno y se enciende en condiciones controladas, o se expone a hidróxido de sodio .solución para degradar químicamente la espuma, que eliminará las ventanas de las celdas sin afectar los bordes. [7]
Las espumas cerámicas reticuladas se fabrican revistiendo una espuma de poliuretano reticulado con una suspensión acuosa de un polvo cerámico y luego calentando el material para evaporar primero el agua, luego fusionar las partículas cerámicas y finalmente quemar el polímero orgánico. [4]
La espuma de metal reticulado también se puede fabricar usando espuma de poliuretano como plantilla similar a su uso en espumas cerámicas. Los metales se pueden depositar en forma de vapor sobre la espuma de poliuretano y luego el polímero orgánico se quema. [8]
