Acceder
Poliuretano, 75 años de existencia y nuevas aplicaciones

Poliuretano, 75 años de existencia y nuevas aplicaciones

El Dr. Otto Bayer presentó en 1937 la patente de la química del poliuretano, un material que continúa ofreciendo nuevas posibilidades de aplicación y que es un ejemplo de investigación química puntera en una empresa.

En 1937 el Dr. Otto Bayer estaba buscando una nueva vía para sintetizar fibras ya que tras la invención del nylon, había aumentado la demanda de fibras sintéticas para sustituir a la seda. Con 35 años de edad, al entonces jefe del laboratorio científico principal de la denominada I.G. Farbenindustrie en Leverkusen (Alemania) no solo le interesaba desarrollar una nueva química, sino que también pretendía conseguir un método de producción de plásticos más sencillo y con menos subproductos.

Le costó implantar su invención de la química del poliuretano (PUR) basada en la reacción de diisocianatos y polioles: la idea de sintetizar plásticos a partir de los isocianatos, conocidos por su elevada reactividad e inestabilidad química, no fue bien acogida por sus superiores. A pesar de ello, el 13 de noviembre de 1937 se solicitó una patente sobre los resultados de la investigación -la patente imperial alemana DRP 728.981 se puede considerar la “partida de nacimiento” de la química del poliuretano.

Al contrario de lo que se esperaba, en los primeros intentos no se consiguen fibras —que llegarían algo más tarde—, sino una espuma cuyos poros se deben a la formación de dióxido de carbono como subproducto.

La década de 1940: labor pionera para químicos e ingenieros

Paralelamente al trabajo de laboratorio, el inventor y su equipo se dedican a pensar dónde podrían aplicarse las espumas, fibras y elastómeros del nuevo plástico. Algunas citas de las patentes básicas registradas hasta 1948 demuestran que los investigadores desarrollaron una enorme creatividad: “los materiales porosos ligeros son adecuados como material de soporte en la construcción de aviones y barcos, como aislante térmico y acústico, para piezas de mobiliario, ruedas, juguetes, construcción de edificios, prótesis, suelas de calzado y vendajes de tracción”.

Antes de que estos productos pudieran desarrollarse y lanzarse al mercado había que encontrar vías para fabricarlos de forma industrial, por lo que pronto se inició una fructífera colaboración entre químicos e ingenieros. Mantener una elevada calidad en los productos finales hasta llegar al cliente era también un reto.

La década de 1950: evolución y primeros lanzamientos al mercado

Después de finalizar la Segunda Guerra Mundial se inicia una rápida evolución de la química del poliuretano y la tecnología de transformación, ámbitos de aplicación, mercados, y por ende, también de las capacidades. En 1952 Bayer AG presenta por primera vez un bloque elástico de espuma flexible de la marca Moltopren® a partir de toluen diisocianato (TDI) y polioles-poliéster. En los años siguientes se introducirá también el poliéter en el mercado, lo que ampliará claramente las posibilidades de aplicación de los poliuretanos.

En 1955 Bayer registra la marca Desmopan® para sus poliuretanos termoplásticos (TPU) —poliuretanos por su origen químico y termoplásticos por su proceso de transformación—, unos productos versátiles que ofrecen un amplio espectro de posibilidades de uso. A partir de 1958, las pinturas de poliuretano a base de Desmodur® y Desmophen® (pinturas DD) se convirtieron en sinónimo de pinturas de alto rendimiento para la reparación de vehículos, barcos y aviones.

La década de 1960: las espumas rígidas y flexibles conquistan el mercado

El año 1960 marca la consecución de un nuevo hito en la historia del PUR: en este año se presenta por primera vez una espuma rígida con capas metálicas superpuestas, lo que hoy se conoce como paneles metálicos tipo sándwich. Las espumas flexibles, por su parte, conquistan los muebles y los asientos de los coches al ofrecer confort y una elevada seguridad.

Esta década también marcó el primer uso de las espumas integrales de poliuretano en la fabricación de reposabrazos para automóviles. Los productos fabricados a partir de este material se caracterizan por una transición continua y gradual, desde una superficie lisa hasta un núcleo celular, de manera similar a la estructura de los huesos. Al año siguiente nace el elastómero de extraordinarias prestaciones Vulkollan®, capaz de resistir las condiciones más extremas, como en su uso en las ruedas de carretillas elevadoras.

En la industria frigorífica, en 1962 se empiezan a usar los aislantes térmicos con espuma rígida de poliuretano, que en la actualidad siguen dominando claramente en las cadenas del frío, pues proporcionan un aislamiento térmico altamente eficaz y, con ello, un funcionamiento económico de los frigoríficos. La presentación del primer automóvil con carrocería enteramente de plástico durante la feria del plástico K’67 en Düsseldorf, constituyó una auténtica sensación. La implantación en 1968 del método de doble banda para la producción continua de bloques de espuma rígida, sienta las bases para la expansión del lanzamiento al mercado de paneles termoaislantes para edificios.

A la vista de estos grandes avances no es de extrañar que también el consumo de PUR aumente de forma exponencial. Solo durante los «vibrantes años 60» la producción anual mundial aumenta de las 200.000 toneladas a más de 500.000. Esta es también la época en la que ya está en el mercado todo el espectro de componentes de poliuretano: desde los diisocianatos pasando por los distintos tipos de polioles, catalizadores y espumantes, hasta aditivos para los más variados fines.

La década de 1970: el poliuretano se convierte en parte integrante de la vida diaria

Las dos crisis del petróleo de la década de 1970 frenan el crecimiento del consumo de poliuretano, aunque no repercuten a largo plazo sobre la evolución del consumo, pues los poliuretanos ya se han convertido en parte integrante de numerosos ámbitos, desde los sectores del automóvil y la construcción, pasando por la alimentación y la industria textil hasta el sector de la salud. Se lanzan nuevos productos al mercado, con lo que vuelven a aumentar las posibilidades de negocio. Un ejemplo de ello es el espumado de cavidades en los automóviles.

Otro resultado de la cooperación entre químicos e ingenieros fue la introducción en 1971 de la técnica del moldeo por inyección con reacción (RIM) que permite, mediante la introducción de componentes reactivos de PUR a alta presión en un molde, la fabricación de piezas grandes en ciclos breves y elevada calidad reproducible. Así, actualmente se fabrican en un solo paso piezas grandes de carrocería de varios metros cuadrados de superficie para maquinaria agrícola.

Décadas finales del siglo XX: innovación, sostenibilidad y servicio

Cada vez se fabrican más productos a medida. Un ejemplo lo constituye el aumento del confort y la funcionalidad de los asientos para automóviles en los que ahora se combinan dos durezas distintas. Gracias al sistema de PUR Bayfit® de Bayer y a los cabezales mezcladores multicomponente, es posible fabricar dichos asientos en una sola operación.

A finales de la década de 1980 se lanzan al mercado las materias primas Bayhydrol® y Bayhydur® para pinturas acuosas bajas en disolventes. Otra novedad sostenible es la introducción de espumas flexibles fabricadas sin clorofluorocarbonos (CFC), un proceso más respetuoso con el medio ambiente. Actualmente los poliuretanos también contribuyen en mayor medida a la seguridad de los clientes finales: así, en los habitáculos de los automóviles, las espumas absorbentes de energía fabricadas con Bayfill® EA protegen a los ocupantes del vehículo en caso de choques laterales.

La década de 1990 se caracteriza por la expansión global del poliuretano. Se crean redes mundiales de centros de asesoramiento, distribución y servicio técnico para prestar apoyo a los clientes y que estos obtengan suministros flexibles y rápidos.

Un hito fue la introducción de las espumas viscoelásticas, que se caracterizan por recuperar de forma muy lenta su forma inicial, ofreciendo una gran adaptabilidad y mayor confort que las espumas flexibles convencionales. Un importante ámbito de aplicación son los colchones para enfermos postrados que previenen la formación de úlceras por presión.

Siglo XXI: continúan las innovaciones

Con el desarrollo de los sistemas de pulverización de PUR Baypreg® y Multitec®, Bayer MaterialScience inicia el nuevo milenio abriendo la puerta a una nueva clase de materiales compuestos que combinan un bajo peso con una elevada rigidez, y que ofrecen numerosas posibilidades de aplicación, desde los automóviles a los aparatos sanitarios.

Las grandes tendencias globales, como el cambio climático, están planteando nuevos retos tanto en el ámbito del aislamiento térmico de edificios y en la cadena del frío, como en el de la construcción de automóviles ligeros que funcionen de forma eficiente y preserven los recursos naturales. La Química busca soluciones para estos grandes retos. Bayer MaterialScience por ejemplo, ha presentado novedades como por ejemplo, un sistema de espuma rígida para la cadena del frío con la que se consigue un aislamiento mayor y un material más ligero para la fabricación de piezas de automóviles. También se están abriendo perspectivas totalmente nuevas para la fabricación ecológica de materias primas de PUR a partir del gas de efecto invernadero como el CO2. Estos hechos hacen prever que la buena trayectoria de los poliuretanos continuará también en el siglo XXI.

Acerca de Bayer MaterialScience

Con una facturación de 10.800 millones de euros en el año 2011, Bayer MaterialScience es una de las mayores empresas de polímeros del mundo. Sus negocios se concentran en la fabricación de polímeros de alto rendimiento para la industria automotriz, aparatos eléctricos y electrónicos, y los sectores de la construcción, el deporte y los artículos de tiempo libre. Bayer MaterialScience fabrica sus productos en 30 sedes repartidas por todo el mundo donde, a finales de 2011, daba trabajo a 14.800 empleados. Bayer MaterialScience es una empresa del grupo Bayer.

La fábrica de BMS en Tarragona es la mayor de las cinco que Bayer tiene en España. Inaugurada en 1971 y ubicada en el polígono industrial de La Canonja (Tarragona), la planta emplea a más de 200 profesionales dedicados principalmente a la producción de 150.000 toneladas al año de MDI (metilendiisocianato), una de las materias primas utilizadas en la fabricación de poliuretanos, y al desarrollo y comercialización de sistemas de poliuretano para la industria de la automoción, construcción, refrigeración y calzado. En la fábrica se encuentra además un área especializada en sistemas de poliuretano, denominada Polyurethane Systems Iberia, que es responsable del negocio en España, Portugal, Sur de Francia y Norte de África.

Más información:

Loli Rosales / Sara Marrón

Tel.: 93 488 12 90
dolores.rosales@edelman.com / sara.marron@edelman.com

Karin Langguth

Tel.: 93 228 4091
 karin.langguth@bayer.com
www.bayer.es