Os elastômeros termoplásticos de poliuretano, também conhecidos como TPU, são materiais constituídos de sequências alternadas de poliésteres ou poliéteres, amorfos e flexíveis, com segmentos rígidos e com alta densidade de grupos uretanos, produzidos por reação de um diisocianato com um glicol de cadeia curta.
Os grupos uretanos apresentam uma forte interação entre eles, em razão de seu caráter polar e pela formação de pontes de hidrogênio entre os grupos NH e CO dos próprios grupos, ordenando-se assim, em domínios rígidos à temperatura ambiente, que atuam como zonas de pseudo-reticulação e como elementos auto-reforçantes.
Tipos de TPU
Os vários tipos disponíveis de TPU se diferenciam pela natureza e a proporção dos segmentos rígidos e flexíveis que se reflete por sua vez nas propriedades mecânicas e térmicas.
Assim, a maior proporção de segmentos rígidos corresponde uma menor flexibilidade a temperaturas baixas e uma dureza maior.
Vale ressaltar ainda, que os poliuretanos termoplásticos possuem, de uma maneira geral, propriedades mecânicas bastante elevadas, visto que a tensão de ruptura vai de 20 a 60 MPa e alongamento entre 300 a 650%.
Características do TPU
Suas características principais são:
- Excepcional resistência à abrasão e à fadiga;
- Boa memória elástica e boa resistência ao impacto e a choques;
- Mais facilmente colorido do que os demais elastômeros termoplásticos;
- Em alguns casos, apresenta biocompatibilidade;
- A inclusão de aditivos também pode melhorar a estabilidade dimensional e resistência térmica, bem como aumentar resistência à chama, aos fungos e ao intemperismo.
A Compostos do Brasil disponibiliza ao mercado a linha de TPU da Eastman na marca THERMOLLAN® e da Miracll marca MIRATHANE.
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A diferença das bases
Existem três grandes bases: poliéster, poliéter e caprolactona.
TPU à base de poliéster
O TPU à base de poliéster apresenta propriedade mecânica superior.
Esses termoplásticos de poliuretano apresentam uma faixa de dureza de 60 shore A a 80 shore D e faixa de densidade de 1,1 a 1,25 g/cm3. Além de bom comportamento frente ao oxigênio, hidrocarbonetos alifáticos, óleos parafínicos e naftênicos, ácidos e bases diluídas.
Por outro lado, não tem boa resistência a solventes polares e a água quente (a partir de 40°C). Quando está em temperatura ambiente, sua resistência à água é boa.
Os poliuretanos termoplásticos tipo poliésteres têm melhor resistência a solventes não polares, como ácidos e bases, bem como melhor resistência à baixa temperatura (-60 °C).
Ao calor, o TPU possui uma temperatura limite de 80°C para qualquer que seja o tipo.
Ou seja, a resistência ao calor do termoplástico de poliuretano é bastante limitada. Além disso, os termoplásticos de poliuretano também apresentam uma baixa permeabilidade a gases (vizinha da borracha butílica), ao vapor e uma boa transparência.
TPUs à base de Poliéter
Já o TPU à base de Caprolactona reúne as características dos materiais Poliésteres somados às propriedades de resistência à hidrólise dos Poliéteres. O que significa que o TPU à base de Caprolactona é a escolha ideal quando precisamos de um produto de propriedades superiores.
Aplicações do TPU
O TPU, por ser um produto muito versátil tanto em processamento como em propriedades físicas, tem aplicações dos mais diversos tipos. Aliás, as aplicações com termoplásticos de poliuretano vão desde o segmento Eletroeletrônico até Odontológico.
A excelente resistência à abrasão, permite que TPU seja utilizado em amortecedores, engrenagens, cilindros, jaquetas de cabos, pneus sólidos, revestimentos, peças para máquinas têxteis, entre outros materiais. Não é à toa que diversos rolamentos fazem uso do TPU, como por exemplo, rodas de carrinhos de supermercado, skates, roldanas e rodízios em geral.
Outras aplicações deste material incluem gaxetas, diafragmas, componentes amortecedores de vibração, correias transportadoras, bladders e filmes para embalagem.
A vantagem de ser facilmente pigmentado, também torna o termoplástico de poliuretano a matéria-prima perfeita para a fabricação de capinhas de celulares e calçados femininos.
Processamento
Os TPUs podem ser processados por Injeção e Extrusão. É importante destacar que termoplásticos de poliuretano devem passar por processo de secagem antes de irem para transformação, isso devido à questão de que o excesso de umidade no poliuretano causa problemas de processamento e comprometem a qualidade das peças.
Para maiores informações sobre processamento, fale com um de nossos consultores.