En la actualidad, los materiales elastómeros poliaspárticos se aplican en una gama cada vez más amplia de campos, desde grandes proyectos nacionales como la línea ferroviaria de alta velocidad Pekín-Shanghai, las sedes olímpicas y los pabellones de la Exposición Universal, hasta usos cotidianos como el revestimiento de tuberías, el pavimento de canchas de baloncesto y el rejuntado de baldosas. En los últimos años, para aprovechar mejor las ventajas de los revestimientos de poliurea, los investigadores los han combinado con otros materiales, como fibras y tejidos de alto rendimiento, para preparar compuestos avanzados que satisfagan diversas necesidades de aplicación.
Revestimientos poliaspárticos impermeables y anticorrosión
Tras el curado, los revestimientos impermeables Polyaspartic forman películas con buena elongación y resistencia a la intemperie, sin formación de espuma, lo que los hace adecuados para ingeniería hidráulica y grandes instalaciones de almacenamiento de agua. Además de una excelente impermeabilización, los revestimientos Polyaspartic también tienen una extraordinaria resistencia a la corrosión y a los rayos UV, y se utilizan ampliamente en las superficies de puentes y estructuras de explotaciones ganaderas, prolongando considerablemente su vida útil.
Para aplicaciones como los parques acuáticos, se han desarrollado revestimientos poliaspárticos de dos componentes con gran resistencia, flexibilidad, resistencia a la corrosión e impermeabilidad. Cuando se pulverizan y curan sobre superficies de parques acuáticos, forman películas duraderas, resistentes a la corrosión y flexibles que cumplen requisitos como la resistencia a la formación de ampollas, la descamación y la corrosión por desinfectantes. Algunos proyectos de parques acuáticos que utilizan sistemas de suelos impermeables Polyaspartic han obtenido buenos resultados; sin embargo, en ciertos casos, el uso a largo plazo ha mostrado problemas como descascarillado y delaminación, lo que indica que aún son necesarias más mejoras técnicas y pruebas sobre el terreno.
Se ha preparado un revestimiento compuesto anticorrosión de tres capas combinando polietileno y Poliaspártico mediante moldeo por compresión. De dentro a fuera, las capas consisten en polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno modificado por injerto y poliurea. Esta estructura prolonga la vida útil del material y mejora significativamente su resistencia a la extracción a medida que aumenta la temperatura de mantenimiento: de 1,36 MPa a 3,13 MPa, un crecimiento de 130%. El método proporciona una base experimental para su posible aplicación en la protección de cables de puentes.
Los revestimientos poliaspárticos también se han utilizado en instalaciones ganaderas. Dado que los residuos porcinos son muy corrosivos, los establos de hormigón sufren una degradación a largo plazo que reduce su vida útil. Por ello, las capas impermeables en las explotaciones ganaderas deben ofrecer tanto impermeabilidad como resistencia a la corrosión. Los estudios han demostrado que el uso de Polyaspartic como capa superior y poliuretano como capa base proporciona una impermeabilización eficaz y un rendimiento anticorrosión para canales de residuos y fosos de almacenamiento. La excelente resistencia a la abrasión y a la intemperie del revestimiento le permite soportar la fricción de los equipos de raspado de estiércol, lo que prolonga considerablemente la vida útil de los edificios de las granjas.
Materiales de protección poliaspárticos
El poliaspártico tiene fuertes interacciones intermoleculares entre segmentos duros, lo que proporciona un excelente rendimiento mecánico y resistencia al impacto. Se utiliza ampliamente en aplicaciones de protección, como paredes resistentes a explosiones y estructuras resistentes a impactos. Gracias a su elevada adhesión interfacial, el poliaspártico puede adherirse firmemente a diversos sustratos, y en los últimos años se ha ido aplicando gradualmente en sistemas de protección militar.
Los materiales resistentes a las explosiones y absorbentes de energía son importantes en la industria de defensa. Los sistemas tradicionales suelen utilizar materiales totalmente basados en poliurea derivados de poliéteres aminoterminados y extensores de cadena de amina, mientras que los materiales porosos absorbentes de energía, como espumas, tejidos o panales, se utilizan para la absorción de vibraciones e impactos. Se ha desarrollado un compuesto que combina elastómero Poliaspártico resistente a las explosiones con malla de fibra porosa absorbente de energía. El material compuesto Poliaspártico resultante ofrece alta resistencia, tenacidad, absorción de impactos y atenuación de choques de explosión, proporcionando apoyo técnico para el desarrollo de materiales compuestos resistentes a explosiones.
En las regiones septentrionales, las presas experimentan un frío intenso y grandes fluctuaciones de temperatura, lo que provoca que las capas aislantes de poliuretano sufran desprendimientos de hielo y daños por impacto en invierno, amenazando la seguridad estructural. Se ha propuesto un sistema de revestimiento compuesto contra el desprendimiento del hielo que utiliza Polyaspartic combinado con capas superiores de Polyaspartic fluorado resistente a la intemperie. El revestimiento presenta un excelente comportamiento mecánico, una fuerte adhesión a la capa aislante y una adherencia mínima al hielo, lo que evita la formación de ampollas. El sistema cumple los requisitos de protección de la superficie de aislamiento de presas y se ha aplicado con éxito en la práctica.
Tejidos funcionales con revestimiento poliaspártico
Los textiles recubiertos de poliuretano son muy utilizados, pero el Poliaspártico ofrece prestaciones superiores, como la resistencia a la amarillez y a los productos químicos, y se ha aplicado recientemente a los tejidos recubiertos. Los tejidos recubiertos de poliurea se producen pulverizando un revestimiento de Poliaspártico sobre los textiles sin dañar sus propiedades originales, formando una capa protectora funcional. Este proceso mejora la funcionalidad de los tejidos de rendimiento único, al tiempo que proporciona una excelente protección.
Los experimentos con tejidos de algodón recubiertos con resinas poliaspárticas han demostrado una mejora significativa de la elasticidad, así como una mayor retención de la forma y durabilidad. La resistencia a los rayos UV del revestimiento evita el amarilleamiento en exposiciones prolongadas, lo que prolonga la vida útil del tejido. Estos tejidos recubiertos son adecuados para exteriores, bolsos de alta gama y aplicaciones similares.
Selladores poliaspárticos para juntas de baldosas
Con el aumento del nivel de vida, la calidad estética de las superficies alicatadas se ha vuelto más importante, lo que ha llevado al uso generalizado de selladores de juntas. Los primeros sellantes a base de cemento, que utilizaban arena o carbonato cálcico como material de relleno, eran fáciles de aplicar pero propensos a la acumulación de polvo, a una escasa resistencia química y a la formación de moho. Más tarde se desarrollaron los sellantes a base de epoxi y silicona, que ofrecían una mejor impermeabilización y resistencia a las manchas, pero a un coste más elevado.
Recientemente, se han desarrollado sellantes elásticos impermeables Polyaspartic, inodoros y sin disolventes, con una excelente elongación, resistencia a la tracción y al desgaste. Los sellantes poliaspárticos están sustituyendo rápidamente a los de base cementosa. En octubre de 2021, la Asociación China de Normalización de la Construcción de Ingeniería aprobó oficialmente el Sellador poliaspártico para juntas de baldosas estándar. Estos productos no emiten COV, se ajustan a los objetivos de protección del medio ambiente y bajas emisiones de carbono, y cubren una laguna en el mercado nacional de sellantes ecológicos de gama alta.
Los materiales Polyaspartic son fáciles de formular, tienen un rendimiento excelente y son respetuosos con el medio ambiente, cumpliendo los actuales objetivos de sostenibilidad. En comparación con las resinas de poliuretano tradicionales, los sistemas poliaspárticos ofrecen un procesamiento más sencillo, una aplicabilidad más amplia y un rendimiento fiable incluso a temperaturas bajo cero. Sin embargo, la investigación sobre las aplicaciones protectoras del Poliaspártico sigue siendo limitada tanto a nivel nacional como internacional. Para optimizar aún más sus propiedades, es necesario profundizar en las siguientes áreas:
- Desarrollo de compuestos: La combinación de Poliaspártico con fibras y tejidos de alto rendimiento para lograr efectos sinérgicos (1+1>2) será una importante dirección de investigación.
- Modificación del material: La introducción de resinas de silicona en la espina dorsal del polímero o la incorporación de nanopartículas para formar estructuras de red reticuladas pueden mejorar la microestructura y mejorar las prestaciones a altas temperaturas, la impermeabilidad y la resistencia a los impactos.
- Innovación de procesos: Superar los retos clave de la síntesis de componentes poliaspárticos para desarrollar materiales poliaspárticos multifuncionales y de alta resistencia adecuados para la producción nacional a escala industrial.
- Mejora del sellado: Dado que la tecnología de los selladores de juntas poliaspárticos aún está en desarrollo y sólo unas pocas empresas fabrican actualmente este tipo de productos, es necesario seguir investigando y promocionando para lograr una adopción generalizada en el mercado.
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