notizie sull'azienda Guida alle proprietà, agli usi e alla selezione del poliuretano termoplastico

Nel campo in rapida evoluzione della scienza dei materiali, il poliuretano termoplastico (TPU) è emerso come un polimero molto ricercato che combina l'elasticità della gomma con la tenacità della plastica. Con le sue eccezionali proprietà fisiche e chimiche, insieme ai vantaggi ambientali in termini di lavorazione e riciclabilità, il TPU sta guadagnando sempre più adozione in diversi settori. Tuttavia, la crescente varietà di prodotti in TPU presenta a ingegneri e acquirenti la sfida di selezionare i gradi appropriati per applicazioni specifiche.

Il TPU è un polimero lineare sintetizzato attraverso la reazione di diisocianato, estensori di catena e polioli a basso peso molecolare. La sua struttura molecolare contiene sia segmenti morbidi che duri: i segmenti morbidi forniscono elasticità mentre i segmenti duri contribuiscono alla resistenza. Regolando il rapporto e la struttura chimica di questi segmenti, i produttori possono produrre prodotti in TPU con proprietà variabili per soddisfare i diversi requisiti applicativi.

Combinando i vantaggi sia della gomma che della plastica, il TPU si distingue come un eccezionale elastomero termoplastico con queste caratteristiche chiave:

• Elevata elasticità e resistenza: Il TPU mostra un'eccellente resilienza, resistendo a ripetuti allungamenti e compressioni senza deformazioni. Possiede anche un'elevata resistenza alla trazione e allo strappo per sopportare notevoli sollecitazioni meccaniche.
• Resistenza all'usura e agli agenti atmosferici: Il materiale dimostra un'eccezionale resistenza all'abrasione, mantenendo l'aspetto e le prestazioni nel tempo. La sua resistenza agli agenti atmosferici protegge dalle radiazioni UV, dall'ossidazione e dall'idrolisi, rendendolo adatto per applicazioni esterne.
• Resistenza chimica: Il TPU resiste alla corrosione da vari prodotti chimici, tra cui oli, solventi, acidi e basi, garantendo prestazioni affidabili in ambienti industriali difficili.
• Vantaggi di lavorazione e riciclo: Il materiale può essere lavorato tramite stampaggio a iniezione, estrusione e soffiaggio con elevata efficienza produttiva. La sua riciclabilità supporta la sostenibilità ambientale.

Le proprietà superiori del TPU consentono un ampio utilizzo in diversi settori:

Il TPU è ampiamente utilizzato nei componenti delle calzature, tra cui suole, tomaie e cuscinetti d'aria. Le suole in TPU offrono resistenza all'abrasione, proprietà antiscivolo ed elasticità per un comfort ottimale. Le tomaie offrono traspirabilità, resistenza all'acqua e durata alla flessione. I cuscinetti d'aria assorbono gli urti per ridurre lo stress del piede durante il movimento.

Il rivestimento dei cavi in TPU offre resistenza all'abrasione, resistenza agli oli, impermeabilità e resistenza alle fiamme per proteggere i cavi dai danni ambientali. Queste proprietà rendono i cavi in TPU preziosi nelle applicazioni di alimentazione, telecomunicazioni, elettronica e automobilistiche.

Il TPU compare nei componenti interni, nelle guarnizioni, nella protezione dei cavi e nei pneumatici. Le parti interne offrono durata e sicurezza ambientale, mentre le guarnizioni impediscono la fuoriuscita di liquidi e gas. I pneumatici in TPU migliorano l'efficienza del carburante e la sicurezza di guida grazie alla resistenza all'abrasione e alla ridotta resistenza al rotolamento.

Il TPU di grado medicale dimostra biocompatibilità, resistenza chimica e capacità di sterilizzazione per applicazioni tra cui cateteri, sacche per flebo e strumenti chirurgici, garantendo un contatto umano sicuro.

I film in TPU offrono resistenza, elasticità e durata per tessuti traspiranti impermeabili, materiali di imballaggio e film protettivi. I rivestimenti migliorano le proprietà superficiali di metalli, plastiche e pelle con resistenza all'abrasione e chimica.

Il TPU è utilizzato in ambienti industriali esigenti attraverso tubi flessibili, guarnizioni, nastri trasportatori e ruote industriali, sfruttando la sua durata e capacità di carico.

Oltre alle calzature, il TPU compare in scarponi da sci, barche gonfiabili e dispositivi di protezione dove durata ed elasticità supportano un uso intensivo.

Il materiale protegge i dispositivi attraverso custodie e rivestimenti per cavi che resistono a graffi e urti mantenendo al contempo un aspetto estetico.

Il TPU può essere classificato attraverso diversi sistemi di classificazione:

Misurata in scale Shore A o Shore D, la durezza del TPU determina le applicazioni del materiale:

• TPU morbido (60A-85A): Elevata elasticità per inserti per scarpe, cuscinetti d'aria e guarnizioni
• TPU medio-duro (85A-95A o 40D-60D): Proprietà bilanciate per suole, rivestimenti per cavi e interni automobilistici
• TPU duro (60D+): Resistenza strutturale per ingranaggi, cuscinetti e involucri

• TPU a base di poliestere: Proprietà meccaniche superiori e resistenza agli oli, ma resistenza limitata all'idrolisi
• TPU a base di polietere: Migliore resistenza all'idrolisi, prestazioni a basse temperature ed elasticità con resistenza meccanica leggermente ridotta

Le formulazioni speciali in TPU includono varianti per uso generale, resistenti all'abrasione, resistenti agli agenti atmosferici, ignifughe e di grado medicale, su misura per specifici requisiti del settore.

La selezione del TPU appropriato richiede la valutazione di molteplici fattori:

• Ambiente operativo: Considerare l'umidità, la temperatura e l'esposizione chimica quando si sceglie tra TPU poliestere e polietere o formulazioni speciali
• Requisiti meccanici: Abbinare la resistenza alla trazione, la resistenza agli urti e l'elasticità alle esigenze applicative
• Metodo di lavorazione: Selezionare materiali compatibili con le tecniche di produzione previste
• Efficienza dei costi: Bilanciare i requisiti di prestazione con i vincoli di budget
• Conformità normativa: Verificare le certificazioni dei materiali per il contatto con gli alimenti, il settore medico o altre applicazioni regolamentate

La tecnologia TPU continua a evolversi con diverse direzioni chiave:

• Prestazioni migliorate: Sviluppo di TPU con resistenza, durata e resistenza ambientale superiori
• Funzionalizzazione: Incorporazione di proprietà antimicrobiche, conduttive o autorigeneranti
• Sostenibilità: Progressi nelle tecnologie a base biologica, biodegradabili e di riciclo
• Materiali intelligenti: Integrazione con sensori ed elettronica per applicazioni intelligenti

Come elastomero multifunzionale ad alte prestazioni, il TPU dimostra un potenziale significativo in diversi settori. La comprensione delle sue proprietà, applicazioni e criteri di selezione consente un utilizzo ottimale dei materiali. Con i continui progressi tecnologici, le future applicazioni del TPU continueranno ad espandersi sia nei settori tradizionali che in quelli emergenti.