Las propiedades de la espuma de plástico vienen determinadas por su composición química y física. Algunas propiedades están controladas por la composición de la fase gaseosa, mientras que otras están determinadas por el tipo de agente espumante utilizado. Hay dos tipos básicos de agentes espumantes, físicos y químicos. Los agentes de soplado físicos son líquidos orgánicos no volátiles de bajo punto de ebullición que desarrollan células en el material plástico. Otro tipo de agente de soplado físico es el gas nitrógeno.
Poliestireno
La espuma de plástico de poliestireno es un material versátil que puede utilizarse en muchas industrias diferentes. Sus propiedades incluyen una gran claridad, ligereza y durabilidad, y puede combinarse con otros plásticos para producir muchos productos diferentes. Sus propiedades aislantes son también una de sus principales ventajas, y se utiliza ampliamente en productos de embalaje para el transporte, el envasado de alimentos y electrodomésticos, y en piezas de automóvil y sistemas de estabilización.
La espuma de plástico de poliestireno tiene muchas aplicaciones diferentes, y suele utilizarse para embalar cacahuetes y otros bienes de consumo. También se utiliza en estructuras arquitectónicas. El plástico de poliestireno es un termoplástico natural y es especialmente útil para los envases comerciales. La empresa Dow Chemical Company desarrolló un proceso propio para crear espuma de poliestireno en 1941, y desde entonces se ha convertido en uno de los plásticos más utilizados en los envases. Sin embargo, el plástico de poliestireno sigue siendo controvertido entre los grupos ecologistas, ya que tarda mucho tiempo en degradarse y cada vez se encuentra más en forma de basura al aire libre.
La espuma de plástico de poliestireno tiene dos formas principales: sólida y espumada. El poliestireno expandido es un material popular para los envases y el poliestireno extruido se utiliza a menudo en modelos arquitectónicos. La Sociedad de Plásticos desarrolló un código de identificación de la resina de poliestireno para facilitar su identificación y reciclaje.
Nanopartículas de arcilla
Las nanopartículas de arcilla tienen varias ventajas. Por un lado, hacen que la espuma de plástico sea más densa, con menos burbujas de aire. Además, estas partículas mantienen uniformes las burbujas dentro de la distribución de la densidad de la espuma. Las nanopartículas de arcilla son lo suficientemente pequeñas como para aumentar la densidad de la espuma de plástico sin añadir un peso excesivo. Se ha comprobado que producen espumas con burbujas de hasta cinco micrómetros.
Además, estos materiales son respetuosos con el medio ambiente, ya que se fabrican con arcilla que se encuentra en depósitos masivos en Estados Unidos y Europa. La arcilla de estos materiales tiene una estructura similar a la de las plaquetas. Estas nanopartículas de arcilla mantienen esta estructura en la nanoescala, lo que les confiere propiedades deseables. Sin embargo, para añadir estas partículas a la espuma de plástico, primero hay que alterar la arcilla.
La cantidad de nanopartículas de arcilla en una formulación de espuma varía, oscilando entre 0,1 y 10 partes por 100 partes en peso. También se utilizan convencionalmente otros componentes de la formulación de la espuma. Por estas razones, las arcillas pueden no tener mucha diferencia en la resistencia final de la espuma.
CO2 supercrítico
El dióxido de carbono supercrítico (SCCO2) es un gas que puede utilizarse para crear espuma de plástico. El gas se expande cuando se le aplica una pequeña presión. Este proceso produce una espuma que es biodegradable, tiene una densidad uniforme y una distribución de tamaño estrecha. Su formación se produce en tres pasos. El primer paso se conoce como nucleación. Este paso se produce debido a la inestabilidad termodinámica del polímero e induce una transición de fase. Durante esta transición, se forman núcleos estables al gas en el volumen libre de las cadenas del polímero.
Esta técnica requiere poca energía y es muy respetuosa con el medio ambiente. Es una alternativa al espumado convencional de PSU, que utiliza un agente químico. Sin embargo, este método no está exento de limitaciones. Entre sus limitaciones se encuentran la falta de solubilidad del CO2 a las temperaturas de espumado, una alta relación de expansión y una densidad relativamente baja.
