Isocianatos

Isocianatos

Los isocianatos orgnicos

Los isocianatos orgnicos son los compuestos en los cuales el grupo isocianato NCO, esta unido a un radical orgnico. Frecuentemente se clasifican como esteres del cido isocianico, HNCO. El primer isocianico orgnico fue preparado por Wurtz en 1849. En 1900 se prepararon gran variedad de isocianatos y se observaron cualitativamente las reacciones generales de estos compuestos. Su desarrollo industrial, que empez en Alemania poco antes de la segunda Guerra Mundial, fue en gran parte un resultado de los descubrimientos anteriores. En el ao 1937 la empresa Bayer Alemania, descubri el proceso de diisocianato por adicin. Despus de la guerra, los conocimientos obtenidos en Alemania sobre la fabricacin y sus aplicaciones se aadieron a los que ya se posean en los Estados Unidos y hoy los isocianatos son compuestos de gran importancia industrial.

Los isocianatos son los precursores de los poliuretanos, un tipo de polmeros sintticos conocidos vulgarmente como plsticos esponjosos, y que son utilizados tambin como espumas rgidas, lacas, elastmeros e insecticidas. Las formas no polimricas de isocianatos se utilizan como insecticidas, explosivos y otros productos biolgicamente activos. Otros usos se han derivado de su adhesividad, su dureza y de las caractersticas de su superficie para la obtencin de colas, elastmeros y revestimientos de superficies.

Los isocianatos son compuestos cuya caracterstica comn es su elevada reactividad qumica frente a compuestos que disponen de hidrgenos activos

Usos de los isocianatos

Los isocianatos ms utilizados en la industria son los diisocianatos, de los cuales los ms comunes son:

Toluen diisocianato (TDI)

Difenilmetano diisocianato (MDI)

Hexametilen diisocianato (HDI)

Naftalen diisocianato (NDI)

Isoforona diisocianato (IPDI)

Las aplicaciones de los isocianatos se realizan en muy diversos campos, desde la agricultura a la medicina, debido a que la reactividad de su grupo funcional permite obtener nuevas molculas mediante reacciones qumicas espontneas y de fcil control.

Insecticidas

Desde que se iniciaron los estudios de los carbamatos tras conocerse la estructura de la fisostigmina y de la serina, hasta la actualidad, se conocen aproximadamente mil compuestos, de los cuales ms de treinta y cinco se utilizan como insecticidas, herbicidas, funguicidas o hematicidas.

Muchos de ellos se producen a partir de un isocianato por reaccin con una cadena mono hidroxlica. Todos ellos poseen la caracterstica de contener en su estructura qumica al grupo uretano, el cual constituye el grupo activo de accin txica.

Espumas flexibles

La espuma flexible ha encontrado una gran aplicacin en la fabricacin de colchones. Ha sustituido al colchn de lana, siendo usada tambin para hacer almohadas, sillones, esponjas de bao, en la industria del automvil, etc.

Generalmente se emplea una mezcla de ismeros 2,4 y 2,6 de TDI, en una proporcin de 80 y 20 % respectivamente, ya preparada con el poliol en cantidades previamente calculadas. Los polioles han sustituido actualmente a los politeres y polisteres utilizados en los inicios de fabricacin de estas espumas.

Espumas rgidas

Se obtiene primordialmente a partir del MDI y de mezclas de poliisocianatos aromticos. El proceso consiste en la inyeccin del poliuretano en un molde, o bien por tcnica aerogrfica mediante pistola. Se utiliza generalmente para efectuar aislamientos y recubrimientos en autocares, contenedores, embarcaciones y otros productos.

Es posible la adquisicin, en establecimientos de bricolaje, de espuma rgida de poliuretano envasada en recipientes a presin. Un envase de 1 litro del producto es capaz de generar hasta 40 litros de espuma rgida al mezclar el isocianato con el gas propelente y desbloquear la reaccin de reticulacin con el poliol. El producto as obtenido es utilizado en el relleno de tabiques para el aislamiento de viviendas, en la fabricacin de embarcaciones para garantizar su flotabilidad, en el relleno de embalajes para prevenir los accidentes del transporte, etc.

Adhesivos

La forma de aplicacin de los adhesivos depende ante todo de la viscosidad de la mezcla. La aplicacin en rodillos est especialmente indicada en los contracolados de serie. Estos adhesivos precisan un tiempo de reticulacin relativamente largo de 50 a 100 minutos, para evitar la polimerizacin sobre el rodillo. Una vez aplicado, los materiales debe ser unidos mediante una presin uniforme y constante en toda la superficie. Se utilizan con frecuencia prensas de plato fro, de plato caliente o de vaco.

La aplicacin mediante pistola requiere siempre la utilizacin de productos de dos componentes. Estos aparatos dosifican la resina y el endurecedor mediante una bomba, mezclndolos en una cmara y proyectando el adhesivo originado fuera de la pistola en forma de chorro o pulverizado

Moldes

La mezcla de arena con aceite de linaza, un secativo metlico y un 0,3% de MDI sirve para la fabricacin de moldes extremadamente resistentes al calor, que se utilizan para el moldeo en fundiciones de aluminio y de hierro colado.

Gomas

Las gomas blandas se obtienen a partir del TDI y se emplean en la fabricacin de rodillos de imprenta y en la elaboracin de juntas para filtros de aire de automviles.

La aplicacin se realiza normalmente mediante pistolas de bicomponentes, consiguiendo las caractersticas de la goma al aprovechar el dixido de carbono producido en las reacciones secundarias.

Las gomas duras se obtienen a partir del MDI, por reaccin previa con polisteres y posterior con polioles.

Lacas

Las lacas se utilizan extensamente en carpintera para el revestimiento de superficies como parqus, muebles, puertas interiores y elementos de ebanistera o para el revestimiento de pieles. Con ello se consiguen unos acabados parecidos al barnizado, brillantes, sin poros y muy resistentes.

Generalmente se usan isocianatos disueltos en hidrocarburos alifticos o aromticos, que al evaporarse a temperatura ambiente inducen a la reaccin del TDI con el poliol.

La mayora de las pinturas y barnices de poliuretano liberan un cierto porcentaje de isocianato libre, por lo que estas aplicaciones son las de ms riesgo. Los recubrimientos con poliuretanos dan especial resistencia a la corrosin de los metales y una gran impermeabilidad, utilizndose actualmente con gran profusin para recubrir el interior de las latas destinadas a contener alimentos. Asimismo se utiliza para el encolado de juntas en los filtros de aceite de los automviles.

En medicina se aplican en el recubrimiento de las muestras anatmico-patolgicas destinadas a microscopa electrnica, formando una capa de micras de grosor sobre el corte histolgico, lo que permite una adecuada refraccin de los haces de electrones. Tambin son usados como elastmeros slidos en la fabricacin de juntas hermticas para conducciones y canalizaciones, y para juntas de estanqueidad en empalmes elctricos.