As aminas desenvolvem importante papel na fabricação do poliuretano. Conheça um pouco mais sobre esta importante matéria-prima e confira a linha completa disponibilizada pela AMINO
Entre os diversos produtos químicos utilizados na formulação de espumas flexíveis de poliuretano, as aminas, catalisadores necessários na reação do isocianato com a água principalmente, são fundamentais.
Para fazer uma espuma, o polímero de poliuretano deve ser expandido pela introdução de bolhas de gás. Uma fonte conveniente de gás é o dióxido de carbono, produzido a partir da reação de um grupo isocianato com água.
Figura I – Reação química da amina e isocianato gerando CO2 para expansão de espuma
O produto intermediário desta reação é um ácido carbâmico termicamente instável, que se decompõe espontaneamente em uma amina e um dióxido de carbono. A difusão do dióxido de carbono em bolhas previamente nucleadas no meio reagente causa a expansão do meio para produzir uma espuma. A reação adicional da amina com isocianato adicional gera uma ureia dissubstituída.
As aminas são bases orgânicas, obtidas a partir da substituição de um, dois ou três átomos de hidrogênio da amônia (NH3) por cadeias carbônicas. Portanto, o grupo funcional das aminas pode ser um dos três abaixo:
Figura II – Grupos funcionais de aminas
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De acordo com a quantidade de hidrogênios substituídos, as aminas podem ser classificadas em:
- Aminas primárias:1 hidrogênio substituído
- Aminas secundárias:2 hidrogênios substituídos
- Aminas terciárias:3 hidrogênios substituídos.
As aminas terciárias são os catalisadores mais utilizados na produção em espumas flexíveis de poliuretanos. Algumas das aminas terciárias mais utilizadas são mostradas na Tabela I. Estas aminas podem ser divididas em quatro classes de acordo com seu efeito na processabilidade e propriedades finais das espumas. Podem ser classificadas segundo a sua estrutura como catalisador de: gelificação ou polimerização, expansão, ação retardada, cura da pele e reativos.
Tabela I – Tipos de aminas terciárias.
| CATALISADOR | CARACTERÍSTICAS/APLICAÇÃO |
| N,N-dimetiletanolamina (DMEA) | Catalisador reativo de expansão, líquido de baixo custo, pouco odor, empregado em espumas flexíveis e rígidas |
| Diaminobiciclooctano (DABCO) ou trietileno diamina (TEDA) | Catalisador de gelificação, sólido solúvel em água, glicóis e poliéteres, usado em todos os tipos de poliuretano |
| N,N-dimetilciclohexilamina (DMCHA) | Líquido de odor intenso e baixo custo usado em espumas rígidas, levando a um balanço adequado das reações de gelificação e expansão |
| bis-(2-dimetilaminoetil) éter (BDMAEE) | Excelente catalisador de expansão, líquido de pouco odor, utilizado em espumas flexíveis em bloco e moldadas |
| bis-(2-dimetilaminoetil) éter etoxilada (BDMAEEE) | Amina reativa de expansão usada em espumas flexíveis moldadas |
| 2-(2-dimetilaminoetoxi)-etanol (DMAEE) | Amina reativa de expansão usada em espumas flexíveis de baixa densidade |
| N-etilmorfolina | Catalisador de cura da pele. Líquido volátil de odor característico com baixa viscosidade usado em espumas flexíveis moldadas |
| N’N’-dimetilpiperazina
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Catalisador de cura da pele utilizado em espumas flexíveis, semirrígidas e moldagem por injeção e reação (RIM) |
| N,N,N’,N’,N’’-pentametildietilenotriamina (PMDETA) | Catalisador de expansão usado em espumas flexíveis, semirrígidas e rígidas. Devido à preferência pela reação isocianato/água, proporciona excelente fluidez no início da reação |
| N,N-dimetilbenzilamina (DMBA)
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Líquido com odor característico empregado em espumas (flexíveis, semirrígidas e pele integral) de poliol poliéster, e na fabricação de espumas rígidas |
| N,N,N’,N”,N”-Pentametildipropilenotriamina (PMDPTA)
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Líquido com forte odor amoniacal usado em espuma em bloco de poliol poliéter, semirrígida, e rígida com melhor fluidez que outros catalisadores de gelificação. |
| N,N,N’-Trimetilaminoetiletanolamina (TMAEEA)
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Catalisador reativo de expansão empregado em espumas flexíveis de alta resiliência e microcelulares. |
| 1-(2-hidroxipropil) imidazol (HPI)
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Catalisador reativo de gelificação usado em espuma rígida de baixa densidade à base de poliol poliéter |
Algumas aminas transmitem um odor residual à espuma, o que pode limitar seu uso em aplicações como colchões e móveis estofados. O uso de aminas mais voláteis pode reduzir o odor no produto final, mas também pode reduzir a cura devido à rápida perda do catalisador. A alta volatilidade geralmente resulta em baixos pontos de fulgor, altas pressões de vapor e problemas de manuseio. Muitos fornecedores de catalisadores introduziram catalisadores contendo um grupo reativo de isocianato para ajudar a ligar a molécula à rede polimérica. Embora desejável, em algumas aplicações, este processo geralmente diminui a atividade catalítica da molécula.
Alguns fornecedores de amina para esse setor têm ofertado no mercado aminas reativas em soluções orgânicas para a produção de espumas flexíveis. Estas aminas reagem com o polímero, evitando a formação e, consequentemente, a emissão de dimetilformamida (DMF). A emissão desses voláteis, como o DMF, representa uma grande deficiência para certas aplicações como, por exemplo, na indústria automotiva. No caso de móveis e colchões, essas emissões representam uma deficiência ao ultrapassar limites máximos, representando até mesmo risco à saúde. Por isso, na Europa principalmente, há uma crescente demanda por espumas de baixa emissão.
A AMINO tem, em seu portifólio, uma ampla gama de aminas para atender todos os tipos de demanda. Catalisadores para gelificação, polimerização, controle de tempo de creme, sólidos (cristal) e expansão estão disponíveis e atendem plenamente a maioria das necessidades dos produtores de poliuretano. Produtos como AMICAT CMR 333, AMICAT CLR 312, AMICAT CRH 300, AMICAT AWS 337 e AMICAT CRH 351, entre outros, têm fichas técnicas disponíveis para consulta e, certamente, podem orientar o fabricante sobre a escolha da melhor amina para sua aplicação. Confira a linha Amicat de aminas:
- CLR 312, CRH 351, AWS 337 e CMR 333 – para espuma flexível (processo contínuo)
- CMR 333, AWS 337 e CMR 355 – para espuma flexível (processo descontínuo)
- CLR 312, CMR 333 e AWS 337 – para espuma flexível (em bloco cilíndrico)
- CMR 333 – para espuma hypersoft (processo moldado ou bloco)
- CLR 312 e CMR 333 – para espuma de alta resiliência (em bloco)
- CLR 312, CMR 333 e CRH 351 – para espuma de alta resiliência (processo moldado)
- CLR 312, CMR 333 e CRH 351 – para espuma viscoelástica pneumática – base MDI (processo moldado/bloco)
- CLR 312, CMR 333 e CRH 351 – para espuma viscoelástica pneumática – base TDI (em bloco)
- CMR 343 e BC 331-MG – para espuma microcelular (processo microcelular)
- CMR 333, CRH 351, CRH 315 e COM 388 – para espuma rígida (processo moldado/ bloco/ spray)
- AWS 337 e CMR 333 – para esponja mar (em bloco).
A AMINO conta, ainda, com técnicos especializados nos diversos setores de poliuretano que podem também orientar e indicar os catalisadores mais adequados.