Espuma de memoria
La espuma viscoelástica se compone principalmente de poliuretano , así como de productos químicos adicionales que aumentan su viscosidad y densidad . A menudo se la denomina espuma de poliuretano " viscoelástica " o espuma de poliuretano de baja resiliencia ( LRPu ). Las burbujas de espuma o 'celdas' están abiertas, creando efectivamente una matriz a través de la cual puede moverse el aire. La espuma viscoelástica de mayor densidad se ablanda en reacción al calor corporal, lo que permite que se amolde a un cuerpo cálido en unos minutos. Las espumas más nuevas pueden recuperar su forma original más rápidamente. [1]
La viscoelástica deriva sus propiedades viscoelásticas de varios efectos, debido a la estructura interna del material. El efecto de red es la fuerza que trabaja para restaurar la estructura de la espuma cuando se deforma. Este efecto es generado por el material poroso deformado que empuja hacia afuera para restaurar su estructura contra una presión aplicada. Hay tres efectos que actúan contra el efecto red: el efecto neumático, el efecto adhesivo y el efecto de relajación. Estos, combinados, retardan efectivamente la regeneración de la estructura original de la espuma y permiten aplicaciones como colchones de espuma viscoelástica. El efecto neumático es causado por el tiempo que tarda el aire en fluir hacia la estructura porosa de la espuma. El efecto adhesivo, o adhesión, es causado por la pegajosidad de las superficies dentro de la espuma viscoelástica, que actúan contra la descompresión, ya que los poros internos dentro de la espuma viscoelástica se presionan entre sí mediante una presión aplicada. El efecto de relajación es la magnitud más grande de las tres fuerzas que trabajan contra la expansión y es causado por el material de la espuma viscoelástica que está cerca de su temperatura de transición vítrea .. Esto limita la movilidad del material de la espuma, obligando a que cualquier cambio sea gradual, ralentizando la expansión de la espuma una vez que se ha eliminado la presión aplicada. Dado que esto depende de la temperatura, la temperatura a la que una espuma viscoelástica conserva sus propiedades es limitada. Si hace demasiado frío, la espuma viscoelástica se endurecerá. Si hace demasiado calor, la espuma viscoelástica actuará como las espumas convencionales y recuperará fácilmente su forma original. La física subyacente de este proceso puede describirse mediante la fluencia polimérica . [2] [3]
El efecto neumático y adhesivo está fuertemente correlacionado con el tamaño de los poros dentro de la espuma viscoelástica. Los poros más pequeños conducen a una mayor superficie interna y un flujo de aire reducido, lo que aumenta la adhesión y el efecto neumático, respectivamente. Por lo tanto, al cambiar la estructura celular y la porosidad de la espuma viscoelástica, se pueden controlar las propiedades. Además, mediante el uso de aditivos en el material polimérico de la espuma viscoelástica, la temperatura de transición vítrea también se puede modular, afectando las propiedades de la espuma. [2]
Las propiedades mecánicas de la espuma con memoria pueden afectar la comodidad de los colchones producidos a partir de ella. También hay un compromiso entre comodidad y durabilidad. Ciertas espumas viscoelásticas pueden tener una estructura de celdas más rígida, lo que conduce a una distribución más débil del peso, pero una mejor recuperación de la estructura original, lo que conduce a una mejor ciclabilidad y durabilidad. Además, una estructura celular más densa puede resistir la penetración del vapor de agua, lo que reduce la exposición a la intemperie y mejora la durabilidad y la apariencia general. [4]
La espuma viscoelástica se desarrolló en 1966 bajo un contrato del Centro de Investigación Ames de la NASA para mejorar la seguridad de los cojines de los aviones. La espuma viscoelástica sensible a la temperatura se denominó inicialmente "espuma de recuperación lenta"; la mayoría lo llamó "espuma templada". [5] Creada mediante la alimentación de gas en una matriz de polímero, la espuma tiene una estructura sólida de celda abierta que iguala la presión contra ella, pero recupera lentamente su forma original. [6]
La comercialización posterior de la espuma incluyó el uso en equipos médicos, como almohadillas para mesas de rayos X, y equipos deportivos, como revestimientos de cascos de fútbol americano / canadiense .
