Espuma reticulada

La espuma reticulada es una espuma sólida muy porosa y de baja densidad . "Reticulada" significa como una red . Las espumas reticuladas son espumas extremadamente abiertas, es decir, tienen pocas burbujas intactas o ventanas de celdas, si es que hay alguna. Por el contrario, la espuma formada por burbujas de jabón está compuesta únicamente de burbujas intactas (completamente cerradas). En una espuma reticulada, solo permanecen los límites lineales donde se encuentran las burbujas ( bordes de meseta ).

El componente sólido de una espuma reticulada puede ser un polímero orgánico como el poliuretano , una cerámica o un metal . Estos materiales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones donde se necesita una alta porosidad y una gran superficie , incluidos filtros , soportes de catalizadores , insertos de tanques de combustible y cubiertas de altavoces .

La descripción de la estructura de las espumas reticuladas aún se encuentra en desarrollo. Si bien las leyes de Plateau , las reglas que rigen la forma de las películas de jabón en las espumas, se desarrollaron en el siglo XIX, aún se debate una descripción matemática de la estructura. La estructura de Weaire-Phelan generada por computadora es la más reciente. En una espuma reticulada solo quedan los bordes de los poliedros ; faltan las caras . En la espuma reticulada comercial, se eliminan hasta el 98% de las caras. El dodecaedro a veces se da como la unidad básica para estas espumas, ^[1] pero la forma más representativa es un poliedro con 13 caras. ^{[2] [3]} El tamaño de celda y la distribución del tamaño de celda son parámetros críticos para la mayoría de las aplicaciones. La porosidad es típicamente del 95%, pero puede ser tan alta como el 98%. ^[4] La reticulación afecta muchas de las propiedades físicas de una espuma. Por lo general, la resistencia a la compresión disminuye mientras que las propiedades de tracción como el alargamiento y la resistencia al desgarro aumentan. ^[5]

A Robert A. Volz se le atribuye el descubrimiento del primer proceso para fabricar espuma de poliuretano reticulado en 1956 mientras trabajaba para la Scott Paper Company . ^[6] La producción de espuma de poliuretano reticulado es un proceso de dos pasos que comienza con la creación de espuma de poliuretano convencional (de celdas cerradas), después de lo cual se eliminan las caras de las celdas (o "ventanas"). Para ello, se aprovecha el hecho de que la mayor área superficial y la menor masa de las caras de las celdas en comparación con los puntales (o bordes) de las celdas las hace mucho más susceptibles tanto a la combustión como a la degradación química. Por lo tanto, la espuma de celdas cerradas se llena con un gas combustible como el hidrógeno y se enciende en condiciones controladas, o se expone a una solución de hidróxido de sodio para degradar químicamente la espuma, lo que eliminará las ventanas de las celdas sin afectar los bordes. ^[7]

Las espumas cerámicas reticuladas se fabrican recubriendo una espuma de poliuretano reticulada con una suspensión acuosa de un polvo cerámico y calentando luego el material para evaporar primero el agua, luego fusionar las partículas cerámicas y finalmente quemar el polímero orgánico. ^[4]

También se puede fabricar espuma metálica reticulada utilizando espuma de poliuretano como plantilla, de forma similar a como se hace en las espumas cerámicas. Los metales se pueden depositar en forma de vapor sobre la espuma de poliuretano y luego quemar el polímero orgánico. ^[8]

Las espumas reticuladas se utilizan donde la porosidad, el área de superficie y la baja densidad son importantes.

• Marionetas (como los cuerpos/caras/manos de Los Muppets )
• Almohadillas humidificadoras
• Filtros de aire acondicionado ^[9]
• Depuradores
• Filtros cerámicos para filtrar metal fundido ^[9]
• Filtros de vehículos y bacterias
• Rejillas de altavoz ^[9]
• Mascarilla facial y almohadillas
• Cojines para exterior
• Asientos marinos
• Aplicadores de betún y cosméticos ^[9]
• Cartuchos de inyección de tinta ^[9]
• Acuicultura (purificación de agua) ^[10]
• Relleno anti-salpicaduras en tanques de combustible para aeronaves (como el A-10 Thunderbolt II ) ^[11] y autos de carrera ^[12]

• Proceso de reticulación, FXI Archivado el 1 de marzo de 2015 en Wayback Machine.