O Material Padrão Para Colchões De Espuma

O material mais comum encontrado em colchões de espuma é a espuma flexível de poliuretano (FPF).

O que é espuma flexível de poliuretano?

A espuma flexível de poliuretano é estanque à água e elástica (dobrável e compressível) fabricada em poliuretano. O poliuretano (PUR) é um polímero que liga moléculas de carbamato em cadeias que são reticuladas em teias tridimensionais. Até melhorias recentes, o poliuretano sempre foi feito pela reação de isocianatos (mono-, di- e tri-) e polióis. Ambos são derivados do petróleo, mas alguns polióis podem ser produzidos a partir de óleos vegetais.

O poliuretano foi feito pela primeira vez por Otto Bayer dessa empresa alemã IG Farben em 1937. De acordo com a Wikipedia , a atração inicial desse desenvolvimento foi que o PUR não estava coberto pelas patentes existentes naquela época, assim como o poliéster e seus precursores. Embora a IG Farben pretendesse produzir espumas e fibras, o primeiro uso foi em revestimentos de proteção para aeronaves.

O poliuretano é um plástico versátil. Ele pode ser alterado de várias maneiras para corrigir suas propriedades de acordo com as especificações desejadas. Por exemplo, aplicado como um revestimento em metal e madeira, ele se tornará uma película dura protegendo o substrato subjacente de ferrugem ou intemperismo. Pode ser flexível o suficiente para não rachar com curvatura moderada, como em películas de aeronaves. Como o poliéster e o rayon, pode ser extrudado em fibras ou folhas. E simplesmente multiplicando ou gerando gases, ele pode ser expandido em espuma.

Espuma PUR

Podem ser feitos dois tipos de espuma de poliuretano: flexível e rígida. As espumas rígidas são utilizadas principalmente na construção para preencher e estimular cascas finas ou como material isolante.

As espumas flexíveis foram desenvolvidas após a Segunda Guerra Mundial, mas não foram produzidas em massa até a disponibilidade geral de isocianatos em 1952. Em 1954, elas começaram a ser utilizadas para estofamento de móveis. A firmeza e resiliência desta espuma podem ser adaptadas para atender a especificações particulares.

Na Cama Com Espuma De Poliuretano

De almofadas de assento, o uso de espuma elástica de poliuretano espalhou-se para as camas. Folhas de FPF foram utilizadas no amortecimento da parte superior dos colchões de molas internas. A espuma era mais barata do que os materiais naturais, como algodão e lã. Também poderia ser mais macio do que rebatidas e não se tornava imediatamente grumoso como os recheios de fibra tendem a fazer.

Colchões de espuma logo em seguida. Os colchões de espuma de poliuretano têm participação no mercado de colchões de látex (borracha de espuma). Finalmente, a maioria dos colchões de látex tinha núcleos de suporte de FPF bastante corporativo, usando uma camada de espuma de látex por cima, já que isso reduzia o custo geral do colchão e o tornava ainda mais competitivo. Embora muitos clientes comprassem colchões de espuma, os colchões de molas internas ainda eram os favoritos. Isso não mudou até o advento da espuma com memória no mercado de colchões.

Espuma de poliuretano com memória: a origem da espuma de memória

Os EUA começaram o vôo espacial tripulado em 1961. A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço ( NASA ) queria melhor amortecimento para os astronautas desafiarem as forças G na decolagem. O ideal teria sido moldar cada assento de lançamento para caber na pessoa que o usava, mas isso poderia ter sido muito caro, e também o assento não poderia ser utilizado por um astronauta com uma construção bastante diferente. A NASA contratou a Stencel Aero Engineering Corporation para desenvolver um travesseiro de espuma que se moldasse ao corpo da pessoa com ele. Ele pode se lembrar da forma deste astronauta durante o uso e, em seguida, retornar à sua forma inicial, preparado para outro ocupante.

Charles Yost, um engenheiro da Stencel que trabalhou na criação da nova substância a partir da espuma de poliuretano, chamou-a de espuma temperada . Por quê? Era uma espuma PUR da empresa que se tornava macia ao se tornar quente (o temperamento referia-se à espuma ser sensível à temperatura ). A espuma precisava de companhia para amortecer o excesso de peso criado pela velocidade de lançamento e precisava amolecer para mudar de forma. A origem do calor para amolecimento foi todo o corpo deste astronauta. Conforme a espuma esquentava e amolecia, o astronauta afundava até que a estabilidade e o contorno se igualassem. Como o astronauta estava deitado de costas na decolagem, as concavidades desse contorno diminuíram a pressão nos quadris e ombros, mas no meio ainda afirmaram a lombar.

Em 1981, a
NASA introduziu o procedimento em sua
espuma de têmpera para crescimento comercial. Apenas uma empresa concluiu este desenvolvimento específico, a
Fagerdala Foam da Suécia. Em 1991, eles introduziram seu
Material Tempur no mercado da Suécia em sofás e colchões. Tornou-se popular. No ano seguinte, eles fundaram a
Tempur-Pedic para vender
colchões Tempur na América do Norte, onde também se tornou popular.

Popularidade da espuma de memória

Ironicamente, a popularidade dos colchões de espuma com memória levou a um aumento nas vendas de colchões de látex.

Segurança, Saúde E Preocupações Ambientais

Inflamabilidade

A espuma de poliuretano é extremamente inflamável. Alguns o rotularam como gasolina sólida. Quando acionado, pode facilmente aquecer até 1400F. Além disso, ele produz uma fumaça tóxica preta e espessa contendo cianeto. Regulamentações federais de segurança do consumidor contribuíram para adicionar compostos retardadores de chama na espuma. No entanto, eles são venenosos e, portanto, escaparam da espuma através da liberação de gás. Esses compostos agora não são permitidos na espuma.

Produtos químicos

A próxima solução de inflamabilidade era envolver a espuma em uma meia de fogo. Os regulamentos de inflamabilidade que entraram em vigor em 2007 (16 CFR Parte 1632) exigiam um grau de segurança para a espuma que poderia ser atendido tratando a cobertura ou peruca anti-fogo com substâncias venenosas. Não é tão ruim quanto na espuma, mas não é saudável. Assim, foram desenvolvidos métodos não químicos de proteção contra incêndio, por exemplo, lã comprimida e rayon com infusão de sílica.

Emissões

Outro problema de saúde da espuma de poliuretano são as emissões de
produtos químicos orgânicos voláteis (VOCs). A maioria dos que são voláteis também são venenosos. A pesquisa sobre espuma de poliuretano se concentrou na redução de VOCs tóxicos.
CertiPUR e
CertiPUR-US foram estabelecidos para certificar espumas que eram livres de compostos tóxicos e tinham apenas um mínimo de VOCS (e aqueles não tóxicos).

Meio Ambiente

O meio ambiente e a sustentabilidade são questões muito importantes, como para os colchões. Como a espuma de poliuretano de rotina é feita inteiramente de petróleo, ela é um produto de petróleo. Diisocianato e outros isocianatos são venenosos, tão tóxicos que os trabalhadores que os utilizam devem tomar precauções extremas. Essa é a metade dos componentes em poliuretano. A outra metade são polióis, uma certa forma de petróleo, não tão venenosa quanto o isocianato.

Alguns autores estão particularmente preocupados porque o isocianato é um ingrediente da espuma de poliuretano, por ser tóxico. No entanto, ele reage com os polióis para criar as cadeias estendidas, que não são tóxicas. É semelhante à reação de sódio. O cloro é um gás venenoso. Tem sido usado como arma de batalha. O resultado foi tão terrível que acordos internacionais proibiram seu uso como arma. Por outro lado, o sódio é um metal extremamente alcalino. Em sua forma pura, é extremamente reativo. Ele queimará quando colocado em contato com a água. Mas o cloreto de sódio é um sal, um ingrediente essencial em nossa dieta. Quase ninguém fica chateado por ter sal à mão, temendo que o cloro provavelmente envenene toda a casa. Nem quase ninguém pensará no sal como um perigo de incêndio, uma vez que contém sódio.

Outra preocupação é o risco ambiental da extração, transporte e refino do petróleo. Além disso, é um recurso não renovável. Ambas as questões são abordadas com o uso de polióis derivados de óleos vegetais. Isso reduziria o uso de petróleo na criação de espuma de poliuretano flexível. A maioria dos óleos de origem provém da soja e da mamona.

Espuma à base de plantas?

Originalmente, apenas entre 5% e 10% desses polióis de petróleo podiam ser substituídos por polióis derivados de plantas e ainda manter excelente espuma de poliuretano, especialmente para espuma com memória. Mas desde antes de setembro de 2004, os estudos têm se concentrado em maneiras de substituir muitos ou todo o petróleo na FPF (Diakoumakos; Kotzev).

A FXI (anteriormente Fomex International ) afirma que, com seu processo de formação de espuma de pressão variável , ela pode fazer uma espuma mais segura e ecológica. E a Cargill , gigante do agronegócio, também afirma que as espumas de poliuretano feitas com seus polióis BiOH superam as espumas exclusivamente de petróleo, embora reconheçam que (pelo menos até agora) substituem apenas uma parte do petróleo. Mas, as alegações da Cargill são contestadas por alguns, por exemplo, o fabricante de colchões de espuma de látex alterado, a Essentia .

O Futuro Da Espuma Flexível De Poliuretano

Em um futuro próximo, a espuma flexível de poliuretano será usada em colchões, sejam núcleos de suporte, amortecimento FPF ou na forma de espuma viscoelástica. Os resultados da pesquisa de materiais para memória indicam que em qualquer ponto todos ou principalmente FPF baseados em plantas irão substituir uma boa porcentagem de FPF baseados em petróleo. Quando e quanto depende de uma combinação de desenvolvimento de substâncias, preço comparativo, demanda do consumidor e regulamentação.