Introducción
La incorporación de polioles reciclados en espumas flexibles de poliuretano constituye una vía prometedora para reducir el consumo de materias primas vírgenes y avanzar hacia modelos de producción más circulares. Sin embargo, la variabilidad química de estos materiales puede afectar la compatibilidad de la formulación, la estabilidad de la espuma y sus propiedades finales.
En este estudio se evaluaron cuatro tensioactivos de silicona (E0329_1, E0329_2, E0329_3 y E0329_4) diseñados para formulaciones flexibles tipo slabstock con contenido de poliol reciclado. Se analizaron parámetros de compatibilidad, estabilidad, regulación celular, densidad, dureza (CLD), flujo de aire y deformación remanente por compresión (compression set, CS).
Objetivo
Desarrollar y seleccionar un tensioactivo de silicona adecuado para formulaciones de espuma flexible basadas en poliol reciclado, garantizando un equilibrio entre estabilidad, regulación celular, permeabilidad al aire y propiedades mecánicas.
Metodología
Estabilidad
Se realizaron ensayos de compatibilidad visual con una formulación de PU utilizando cada tensioactivo (1 pphp), evaluando el estado inicial, tras 24 horas a temperatura ambiente y después de un envejecimiento acelerado de 7 días a 50 °C.
| Componente | Pphp |
|---|---|
| Poliol OH=48 | 75 |
| Repoliol | 25 |
| H2O | 5 |
| TEDA | 0.15 |
| DMEE | 0.05 |
Posteriormente, se llevaron a cabo ensayos de espumación de crecimiento libre (free rise) en formulaciones slabstock con 25 % y 50 % de poliol reciclado. Se evaluaron estabilidad de la espuma, estructura celular, dureza (CLD), densidad, flujo de aire y compression set.
Resultados y discusión
Figura 1: Inicial test
Figura 2: 24h temperatura ambiente
Figura 3: Test de envejecimiento a 50ºC
Los ensayos de compatibilidad mostraron una buena estabilidad inicial para todos los tensioactivos. Tras envejecimiento acelerado, la mayoría presentó cierta separación de fases, evidenciando que las condiciones severas pueden afectar la estabilidad del sistema formulado.
Espumas
Figura 4: Espumas al 25% de repoliol
En las formulaciones con 25 % de poliol reciclado, todos los candidatos proporcionaron una estabilización adecuada. Se observaron diferencias claras en permeabilidad al aire y regulación celular. E0329_4 presentó la mayor respirabilidad y una estructura más abierta, mientras que E0329_2 mostró un comportamiento más cerrado.
Figura 5: Valores del CLD en formulacion 50%Repoliol
Con un 50 % de poliol reciclado no se observaron colapsos, confirmando la capacidad estabilizante de todos los candidatos. Los resultados de CLD indicaron distintos niveles de firmeza entre los tensioactivos. E0329_1 generó los valores más elevados, mientras que E0329_4 produjo espumas más suaves. E0329_3 destacó por una estructura celular más fina y homogénea.
Figura 6: Estructura celular interna, 50% repoliol
Asimismo, E0329_2, E0329_3 y E0329_4 mostraron comportamientos similares en flujo de aire y celdas abiertas. Los resultados de compression set fueron aceptables para todas las formulaciones, destacando E0329_1 y E0329_3 por presentar los valores más bajos, indicativos de una mejor recuperación tras la compresión.
Figura 7: Densidades y breathability, 50% repoliol
Conclusiones
- Todos los tensioactivos evaluados mostraron una capacidad de estabilización adecuada en formulaciones con poliol reciclado.
- La compatibilidad fue satisfactoria en condiciones estándar, aunque el envejecimiento acelerado reveló cierta tendencia a la separación de fases.
- E0329_4 destacó por su elevada respirabilidad y carácter de celda abierta.
- E0329_3 presentó la estructura celular más fina y homogénea en formulaciones con 50 % de poliol reciclado.
- Los resultados confirman que la selección del tensioactivo es un factor clave para optimizar el rendimiento de espumas flexibles sostenibles basadas en materias primas recicladas.