TPU TPU

TPR ou caucho termoplástico é normalmente un copolímero que fusiona as propiedades do poliestireno (PS) e do caucho de butadieno (sintético). Este material foi desenvolvido para proporcionar gran parte do beneficio da propiedade do caucho sintético ao tempo que permitía o procesamento (e reprocesamento) no proceso de moldura de inxección máis preciso e controlable. TPR ofrece resiliencia de fatiga excepcional, estabilidade química, resistencia ao impacto e reciclabilidade moderada, co procesamento adecuado.

A TPU ou o poliuretano termoplástico é unha ampla clasificación de polímeros de poliuretano que comparten propiedades como: elasticidade, transparencia, resiliencia de desgaste e resistencia moi alta aos aceites. Os materiais son termoplásticos, cunha serie de graos de comportamento elastomérico. A súa alta resistencia e resiliencia derivan dunha estrutura de cadea de polímeros consistente en segmentos alternos e suaves.

Este artigo comparará aínda máis TPR vs. TPU, as súas aplicacións, usos, propiedades físicas e materiais alternativos.

Que é TPR?
TPR (caucho termoplástico) consiste normalmente nunha mestura de 23% PS e un 77% de butadieno. Prepárase mediante a polimerización da emulsión de polímeros constituíntes. O proceso fai un material inseparable que conteña unha fase elastomérica, termoset e unha matriz ríxida distribuída de material termoplástico. O resultado deriva propiedades de ambos compoñentes, pero pode ser procesado con extrema precisión nos equipos de moldura por inxección. Para obter máis información, consulte a nosa guía sobre o que é caucho termoplástico.

As caucho típicas sintetízanse ou refínanse nunha forma parcialmente polimerizada e logo aplícase calor para rematar o proceso de enlace. No caso de TPR, o compoñente do butadieno fabrícase totalmente reticulado e producido como un po fino. O compoñente de PS substitúe entón a reticulación ao unir a goma nunha forte matriz de polímeros. A flexibilidade resulta da elasticidade do compoñente do butadieno, onde a unión de goma intra-partícula é esencialmente inelástica.

O TPR non coincide co rendemento de caucho vulcanizado, polo que non é adecuado para a fabricación de pneumáticos, tendo un módulo de bágoas demasiado baixo. Non obstante, as propiedades resistentes ao ozono, a intemperie e a resistencia á UV de UV significan que atopa unha aplicación ampla en moitos sectores de produtos.

Que é a TPU?
Os polímeros de TPU están feitos de estruturas de bloques con "rexións suaves" de pouca polarización e seccións curtas [duras "de polarización moito maior. As ligazóns covalentes entre os dous tipos de segmentos fan cadeas ben integradas que derivan propiedades de ambos elementos da cadea. Ao alterar os pesos e as relacións moleculares das partes constitutivas, pódese derivar unha ampla gama de propiedades en materiais case (case) idénticos. As temperaturas de transición de vidro dos dous compoñentes poden ser similares ou dispares e pódense alterar químicamente para ser máis altas ou inferiores. Estes problemas de procesamento permiten a produción dunha serie de propiedades térmicas da familia material resultante.

A maior polarización dos elementos máis duros induce unha forte atracción, que induce rexións pseudo-cristalinas, situadas nunha matriz altamente elástica. As rexións pseudo-cristalinas compórtanse como elementos de reticulación, que teñen en conta o módulo elástico elevado da familia, mentres que as cadeas máis longas e máis suaves moderan este efecto, permitindo que se fabricase unha serie de dureza/elasticidade.

Este efecto de reticulación diminúe a cero a medida que se supera a temperatura de transición do vidro do compoñente máis duro. A familia compórtase como un grupo de material totalmente termoplástico que se pode procesar en equipos de moldura de inxección ordinaria. Os TPU pódense reciclar derretendo e reformando, aínda que a degradación da lonxitude/integridade da cadea é significativa na remelación.

TPR vs. TPU: aplicacións e usos
A continuación móstranse as industrias típicas e as aplicacións TPR comúns:

Fabricación automática: selos de portas e ventás, pezas de transmisión/suspensión, insercións de defensa, adornos exteriores e interiores, paneis de instrumentos, condutos de aire AC e motor, grommets, cintos de accionamento, tubos de fluído, alfombras, aneis O.
Construción: selos de portas e fiestras, selos hidráulicos, selos de fontanería.
Industrial: amortiguadores de vibración, tubaxes, colectores, selos, arbustos de suspensión, amortecedores, membranas do tellado.
Consumidor: selos frigoríficos, manexos de man, cubertas de teléfono móbil, paneis de cambio, amortiguadores de vibración.
Médico: tubos de aire, selos de xeringa, máscaras de respiración e plenos, selos, válvulas e catéteres.
Electrónica: encapsulado, conduce de potencia, cables de alta calidade, protección contra choques de teléfono móbil e selos.
Calzado e equipamento deportivo: aletas de mergullo, snorkels, máscaras, apertas de polo de esquí, compoñentes de ski-boot e plantas de zapatos.
A continuación móstranse as industrias típicas e as aplicacións comúns de TPU:

Automoción: pezas interiores do automóbil (bo acabado superficial, durabilidade, resistencia ao desgaste; e baixo custo).
Agricultura: etiquetas de identificación para animais (gran flexibilidade, bágoa e resistencia meteorolóxica e tolerancia á temperatura. Ideal para encapsular RFID).
Canalización e fontanería: perfís de selo e aneis O, tubos, cintos e mangueiras. Polímeros especializados con propiedades óptimas de fluxo fundido, alta resistencia adaptada á extrusión á hidrólise por hidráulicos e outros aceites e orgánicos, resistencia á compresión a altas temperaturas, alta dureza, flexibilidade e resistencia ao desgarro.
Téxtil: usado para cintas transportadoras, inchables e equipos militares. Amplia gama de opcións de procesamento e boas propiedades mecánicas, químicas e térmicas.
Equipos deportivos: flexibilidade extrema, resistencia de alto impacto e temperatura, transparencia e tolerancia ambiental.
Hai sectores comúns do mercado e áreas de produto aparentemente comúns que poden usar materiais TPR ou TPU. En xeral, as comunidades non implican intercambiabilidade, xa que cada aplicación tende a explotar unha estreita propiedade dun ou outro material. Por exemplo, o sector do automóbil tende a usar TPRS para unha extrema flexibilidade e propiedades meteorolóxicas e TPUs para resiliencia, resistencia ao desgaste e aplicacións ergonómicas

TPR vs. TPU: reciclabilidade e sustentabilidade
Ambos os materiais derivan de fontes petroquímicas, e as súas credenciais de sustentabilidade e reciclaxe son bastante similares. A TPU é altamente reciclable; Os seus residuos pódense procesar de novo en materias primas de alta calidade. Aínda que, tende a ser de segundo grao debido á descomposición térmica. A TPU tamén é biodegradable e xeralmente descompoñerase nas condicións do vertedoiro/compost durante 3-5 anos. Non deixa residuos tóxicos cando se descompón. Os TPU tamén están a estar lentamente dispoñibles e pódense fabricar a partir de monómeros bio-orientados.

O TPR tamén é altamente reciclable, pero como a maioría dos polímeros, o material reciclado é de segundo grao. Son materiais estables que se degradan extremadamente lentamente no medio natural. Os materiais fonte de monómeros derivados de algas para TPRS tamén están a estar dispoñibles.

TPR vs. TPU: custo
Os TPR son xeralmente materiais de baixo custo, no rango de 1,60 a 2,00 dólares por kg. As TPU son un pouco máis caras, entre 2,00 e 4,00 dólares por kg.

Materiais alternativos a TPR e TPU
Para o uso de moldeo por inxección, hai unha gran variedade de materiais elastoméricos termoplásticos, cun espectro igualmente amplo de propiedades e custos. Aínda que estes non son intercambiables en toda a gama, hai moitas comunidades de propiedades que resultan en opcións na fase de especificación. A continuación móstranse algúns materiais alternativos:

Vulcanises termoplásticos (TPE-V ou TPV).
Poliolefinas termoplásticas (TPE-O ou TPO).
Copolyesters termoplásticos (TPE-E, Cope ou TEEE).
Amidas de bloqueo termoplástico (TPE-A).
Copolímeros de bloque estirénico (TPE-S).
Caucho procesable (MPR).
Elastómeros de fluoropolímero (FPE).
Cando un cambio a polímeros termoseting é unha opción, hai máis opcións materiais, como se enumera a continuación:

Caucho natural vulcanizado (NR) (látex, vulcanizado para formar goma Buna).
Poliisopreno (IR).
Policloropreno (CR).
Caucho de butadieno (BR).
Nitrilo (Butadieno) Caucho (NBR).
As gomas termoset traen novas propiedades e novas restricións á lista de opcións. Non obstante, poden obter resultados notables sempre que se busquen propiedades específicas e os problemas de procesamento non impidan o uso.