Poliuretano

Poliuretano (materiale termoisolante)

I poliuretani (sigla PUR) costituiscono un gruppo di materie (resine) sintetiche ottenute dalla poliaddizione di polioli e di isocianati. Una caratteristica dei poliuretani è il gruppo − NH − CO − O −. I poliuretani possono avere forma solida, schiumosa, rigida, morbida o elastica; quelli usati come materiale termoisolante sono schiume rigide.

Storia
I primi poliuretani sono stati sintetizzati nel 1937 da Otto Bayer nei laboratori della Bayer AG di Leverkusen (Germania). La produzione industriale iniziò nel 1940, ma, a causa della Seconda Guerra mondiale e la conseguente carenza di materie prime, il mercato si sviluppò solo lentamente. Nel 1952 la produzione dell’importante isocianato Toluilendiisocianato (TDI) è stata inferiore a 100 tonnellate. Negli anni 1952-1954 sono stati sviluppati i materiali di poliestere e l’interesse ai poliuretani aumentò. Nel solo 1960 si produssero più di 45.000 tonnellate di materiali schiumati. Nuovi miglioramenti tecnici hanno ampliato il campo applicativo. L’uso di propellenti e di difenilmetano-4,4′-diisocianato (MDI) hanno consentito la produzione di schiume rigide. Fino all’anno 2002 il consumo mondiale di poliuretani è salito a circa 9 milioni di tonnellate.

Materia prima
La materia prima è principalmente il petrolio da cui derivano i polioli e gli isocianati impiegati nella produzione.

Processo di produzione e contenuto di energia grigia
Il processo di fabbricazione è uno dei più complessi rispetto a quelli di altri isolanti sintetici. Il PUR viene prodotto da diisocianato (il 40% peso) e poliolo (il 40% peso) mediante una reazione di poliaddizione. ll PUR a schiuma rigida viene poi espanso. Fino al 1993, come propellente, veniva usato il CFC11 (monofluorotriclorometano), mentre oggi si usano pentano e CO2. Il PUR espanso contiene inoltre sostanze antifiamma, stabilizzatori e altri additivi.

Il consumo di energia primaria è compreso tra 800 e 1400 kWh/m3.

Forme commerciali e applicazione
Secondo il tipo di isocianato usato, i poliuretani possono avere differenti caratteristiche tecniche che ne consentono l’uso per la produzione di materassi, scarpe, guarnizioni, pavimenti, vernici, collanti, piste per impianti sportivi, ecc., ecc.

In edilizia sono usati soprattutto due tipi di prodotto: pannelli e schiume di montaggio (ad 1 o 2 componenti), ambedue termoisolanti. I pannelli termoisolanti PUR sono rigidi, hanno un colore giallastro e sono normalmente rivestiti di cartone, cartongesso, carta kraft, ecc. Sono applicabili su tetti, solai e muri perimetrali, incluse le parti interrate. Spesso vengono usati per l’isolamento di terrazze e coperture di costruzioni interrate. Le schiume di montaggio servono a riempire giunti di finestre, porte e altri interstizi.

Una delle applicazioni più importanti è l’uso di PUR in vernici, soprattutto grazie alla sua buona aderenza al sottofondo.

Nocività
Gli isocianati possono causare allergie e sono sospettati di essere anche cancerogeni. Da quando il PUR non viene più schiumato con i CFC, non si conoscono emissioni inquinanti, tuttavia, una valutazione dei rischi è estremamente difficile.

Comportamento in caso di incendio
In caso di incendio si formano gas tossici (monossido di carbonio, benzolo, toluolo).

Comportamento a lungo termine
Il PUR è sensibile ai raggi UV, resiste all’umidità e a temperature fino a 250 °C.

Riciclo e smaltimento
Il materiale non è riciclabile ed è considerato “rifiuto speciale”. I PUR possono essere smaltiti in inceneritori dotati di opportuni sistemi di abbattimento dei fumi, tuttavia durante l’incenerimento si formano sostanze tossiche che vengono però abbattute ad alte temperature.

Dati tecnici
Conduttività termica l 0,020-0,040 W/m K
Densità r 30-50 kg/m3
Resistenza al vapore m 30-100
Resistenza alla compressione 0,5-3,5 kg/cm2
Infiammabilità: difficilmente infiammabile
Contenuto di energia primaria (CEP) 800-1400 kWh/m3

Bibliografia:Wienke, U.: Manuale di Bioedilizia, 3° ed., Roma 2004

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