Os elastômeros termoplásticos de poliuretano, também conhecidos como TPU, são materiais constituídos de sequências alternadas de poliésteres, amorfos e flexíveis, com segmentos rígidos com alta densidade de grupos uretanos, produzidos por reação de um disocianato 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 autoreforçantes.
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. 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%. Suas características principais são uma excepcional resistência à abrasão e à fadiga, boa memória elástica e boa resistência ao impacto e a choques. Além disso, O TPU é mais facilmente colorido do que os demais elastômeros termoplásticos e em alguns casos apresenta biocompatibilidade. Aditivos podem melhorar a estabilidade dimensional ou a resistência térmica, ou aumentar resistência à chama, resistência aos fungos, ou ao intemperismo.
A Compostos do Brasil disponibiliza ao mercado a linha de TPU da Eastman na marca THERMOLLAN®.
A linha THERMOLLAN® oferece grades com base Poliéster, Poliésteres e Caprolactona.
O TPU à base de poliéster apresenta propriedade mecânica superior. Esses termoplásticos de poliuretano apresentam uma faixa de dureza de 75 shore A a 80 shore D. Faixa de densidade de 1,1 a 1,25 g/cm3 . Bom comportamento frente ao oxigênio, ozônio, hidrocarbonetos alifáticos, óleos parafínicos e naftênicos, ácidos e bases diluídas. Por outro lado, esse TPU têm má resistência a solventes polares e a água quente (a partir de 40°C). À temperatura ambiente, sua resistência à água é boa. Os poliuretanos termoplásticos tipo poliésteres tem melhor resistência a solventes não polares.
O TPU à base de poliésteres tem melhor resistência à água quente, ácidos e bases. Os termoplásticos de poliuretano tipo poliésteres possuem melhor resistência à baixa temperatura (-60 °C).
Ao calor, o TPU possui uma temperatura limite de 80°C para qualquer que seja o tipo. A resistência ao calor do termoplástico de poliuretano é, portanto, bastante limitada. Os termoplásticos de poliuretano apresentam uma baixa permeabilidade a gases (vizinha da borracha butílica), ao vapor e uma boa transparência.
O TPU à base de Caprolactona reúne as características dos materiais poliésteres somados às propriedades de resistência à hidrolise dos poliésteres. O TPU à base de Caprolactona é escolha natural 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 das mais diversas. As aplicações com termoplásticos de poliuretano vão desde o segmento Eletro Eletrônico até Odontológico.
A excelente resistência à abrasão dos uretanos os qualificam para uso em amortecedores, engrenagens, cilindros, jaquetas de cabos, revestimentos, peças para máquinas têxteis, e pneus sólidos. Diversos rolamentos usam o TPU, como rodas de carrinhos de supermercado, skates, roldanas e rodízios em geral.
Outras aplicações incluem gaxetas, diafragmas, componentes amortecedores de vibração, correias transportadoras, bladders, e filmes para embalagem.
O benefício de ser muito fácil de ser colorido, torna o termoplástico de poliuretano matéria prima perfeita a para fabricação de capinhas de celular. Outras aplicações do TPU incluem tacos de calçados femininos e peças de motores diversos.
Tubos de uretanos são utilizados para linhas de combustível, contato com fluidos, e peças que necessitam de resistência oxigênio e ozônio.
Processamento
Os TPUs podem ser processados por Injeção e Extrusão, diferente do TPE e do TPV, termoplásticos de poliuretano devem passar por processo de secagem antes de irem para transformação, isso devido à questão de que excesso de umidade no poliuretano causa problemas de processamento e comprometem a qualidade das peças, principalmente por formação de bolhas.
