La espuma reticulada es una espuma sólida muy porosa y de baja densidad . 'Reticulado' significa como una red . Las espumas reticuladas son espumas extremadamente abiertas, es decir, tienen pocas burbujas o ventanas de celda intactas, si es que hay alguna. Por el contrario, la espuma formada por las pompas de jabón se compone únicamente de burbujas intactas (completamente cerradas). En una espuma reticulada sólo quedan 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 alta porosidad y gran superficie , incluidos filtros , soportes de catalizadores , inserciones para tanques de combustible y cubiertas de altavoces .
Aún se está desarrollando una descripción de la estructura de las espumas reticuladas. 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, todavía se debate una descripción matemática de la estructura. La estructura Weaire-Phelan generada por computadora es la más reciente. En una espuma reticulada sólo quedan los bordes de los poliedros ; faltan las caras . En la espuma reticulada comercial se eliminan hasta el 98% de las caras. A veces se da el dodecaedro como unidad básica de 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 suele ser del 95%, pero puede llegar hasta el 98%. [4] La reticulación afecta muchas de las propiedades físicas de una espuma. Normalmente, 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 reticulada en 1956 mientras trabajaba para Scott Paper Company . [6] La producción de espuma de poliuretano reticulada 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 hacerlo, se aprovecha el hecho de que la mayor superficie y la menor masa de las caras de las celdas en comparación con los puntales (o bordes) de las celdas las hacen mucho más susceptibles tanto a la combustión como a la degradación química. Por lo tanto, la espuma de celda cerrada 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 dañar los bordes. [7]
Las espumas cerámicas reticuladas se fabrican recubriendo una espuma de poliuretano reticulada con una suspensión acuosa de un polvo cerámico, luego calentando el material para evaporar primero el agua, luego fusionar las partículas cerámicas y finalmente quemar el polímero orgánico. [4]
La espuma metálica reticulada también se puede fabricar utilizando espuma de poliuretano como plantilla, de forma similar a su uso en las espumas cerámicas. Los metales pueden depositarse al vapor sobre la espuma de poliuretano y luego quemarse el polímero orgánico. [8]
Las espumas reticuladas se utilizan donde la porosidad, la superficie y la baja densidad son importantes.
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