TPR TPU

El cautxú TPR o termoplàstic és normalment un copolímer que fusiona les propietats del cautxú de poliestirè (PS) i butadiè (sintètic). Aquest material es va desenvolupar per proporcionar gran part del benefici immobiliari del cautxú sintètic alhora que permetia processar (i reprocessar) en el procés de modelat per injecció més precís i controlable. TPR ofereix una excel·lent resiliència de fatiga, estabilitat química, força d’impacte i reciclabilitat moderada, amb el processament adequat.

La TPU o el poliuretà termoplàstic és una àmplia classificació dels polímers de poliuretà que comparteixen propietats com: elasticitat, transparència, resiliència de desgast i resistència molt elevada als olis. Els materials són termoplàstics, amb diversos graus de comportament elastomèric. La seva alta resistència i resiliència es deriven d’una estructura de la cadena de polímer que consisteix en alternar segments durs i suaus.

Aquest article compararà encara més TPR vs TPU, les seves aplicacions, usos, propietats físiques i materials alternatius.

Què és TPR?
TPR (cautxú termoplàstic) consisteix normalment en una combinació del 23% de PS i del 77% de butadiè. Es prepara per polimerització d’emulsió de polímers constituents. El procés fa un material inseparable que conté una fase elastomèrica, termoset i una matriu rígida distribuïda de material termoplàstic. El resultat deriva propietats dels dos components, però es pot processar amb una precisió extrema en els equips de modelat per injecció. Per obtenir més informació, consulteu la nostra guia sobre què és el cautxú termoplàstic.

Les gomes típiques es sintetitzen o es perfeccionen de forma parcialment polimeritzada, i després s’aplica calor per acabar el procés de reticulació. En el cas de TPR, el component del butadiè es fabrica totalment reticulat i es produeix com a pols fina. Aleshores, el component PS substitueix la reticulació en unir la goma en una matriu de polímer forta. La flexibilitat resulta de l’elasticitat del component del butadiè, on l’enllaç de goma intra-partícula és essencialment inelàstica.

TPR no coincideix amb el rendiment de les gomes vulcanitzades, per la qual cosa no és adequat per a la fabricació de pneumàtics, amb un mòdul de llàgrima massa baix. Tanmateix, les propietats significativament millors de l’ozó, la meteorització i la UV resistents a TPR signifiquen que troba una àmplia aplicació en molts sectors de productes.

Què és TPU?
Els polímers de TPU estan fets d’estructures de blocs amb més llargues, [suaus “regions de polarització baixa i seccions curtes, [dures” de polarització molt més elevada. Els enllaços covalents entre els dos tipus de segments fan cadenes ben integrades que deriven propietats dels dos elements de la cadena. Al alterar els pesos moleculars i les relacions de les parts constituents, es pot derivar una àmplia gamma de propietats en materials químicament (gairebé) idèntics. Les temperatures de transició del vidre dels dos components poden ser similars o dispars, i es poden alterar químicament per ser més altes o inferiors. Aquests problemes de processament permeten la producció de diverses propietats tèrmiques de la família de materials resultant.

La polarització més elevada dels elements més durs indueix una forta atracció, que indueix les regions pseudo-cristal·lines, situades en una matriu altament elàstica. Les regions pseudo-cristal·lines es comporten com a elements de reticulació, que tenen en compte l’elevat mòdul elàstic de la família, mentre que les cadenes més llargues i més suaus moderen aquest efecte, permetent fabricar una gamma de duresa/elasticitat.

Aquest efecte de reticulació disminueix a zero a mesura que es supera la temperatura de transició del vidre del component més dur. La família es comporta com un grup de materials totalment termoplàstic que es pot processar en equips de modelat per injecció ordinaris. Les TPU es poden reciclar mitjançant la fusió i la reforma, tot i que la degradació de la longitud/integritat de la cadena és significativa en la remeltament.

TPR vs. TPU: Aplicacions i usos
A continuació, es mostren les indústries típiques i les aplicacions TPR comunes:

Fabricació automàtica: segells de portes i finestres, peces de transmissió/suspensió, insercions de defensa, retalls exteriors i interiors, panells d’instruments, conductes d’aire de corrent altern i motor, triturons, cinturons de conducció, canonades de fluids, estores de terra, anelles O.
Construcció: segells de portes i finestres, segells hidràulics, segells de fontaneria.
Industrial: amortidors de vibracions, canonades, múltiples, segells, arbustos de suspensió, amortidors, membranes del sostre.
Consumidor: segells de nevera, sobremolls de mà, cobertes de telefonia mòbil, panells de commutació, amortidors de vibracions.
Mèdic: tubs d’aire, segells de xeringa, màscares i plenes respiratoris, segells, vàlvules i catèters.
Electrònica: encapsulació, cables de potència, cables de gran qualitat, protecció de xocs mòbils i segells.
Equips de calçat i esport: flippers de busseig, snorkells, màscares, pinces de pols d'esquí, components de ski-boot i soles de sabates.
A continuació, es mostren les indústries típiques i les aplicacions comunes de TPU:

Automoció: peces interiors automobilístiques (bon acabat superficial, durabilitat, resistència al desgast i baix cost).
Agricultura: etiquetes d’identificació per a animals (gran flexibilitat, llàgrima i resistència al clima i tolerància a la temperatura. Ideal per a l’encapsulació de RFID).
Piping i fontaneria: perfils de segellat i anelles, tubs, cinturons i mànegues. Polímers especialitzats amb propietats òptimes de flux de fusió, alta resistència a l’extrusió a la hidràulica per olis i altres olis i orgànics, resistència a la compressió a temperatures elevades, alta resistència, flexibilitat i resistència a la llàgrima.
Tèxtil: usat per a cinturons transportadors, inflables i equipament militar. Una àmplia gamma d’opcions de processament i bones propietats mecàniques, químiques i tèrmiques.
Equipament esportiu: flexibilitat extrema, resistència a la temperatura i gran impacte, transparència i tolerància ambiental.
Hi ha sectors de mercat comuns i àrees de producte ostensiblement comunes que poden utilitzar materials TPR o TPU. En general, les comunitats no impliquen intercanvi, ja que cada aplicació tendeix a explotar una propietat estreta d’un o altre material. Per exemple, el sector de l’automoció tendeix a utilitzar TPRS per a la flexibilitat extrema i les propietats de meteorització, i TPU per a la resiliència, la resistència al desgast i les aplicacions ergonòmiques

TPR vs. TPU: reciclabilitat i sostenibilitat
Els dos materials deriven de fonts petroquímiques i les seves credencials de sostenibilitat i reciclatge són força similars. TPU és altament reciclable; Els seus residus es poden processar en matèria primera de gran qualitat. Tot i que, tendeix a ser de segon grau a causa de la descomposició tèrmica. La TPU també és biodegradable i generalment es desglossarà en condicions d’abocador/compost durant 3-5 anys. No deixa residus tòxics quan es descompon. Les TPU també estan disponibles lentament i es poden fabricar a partir de monòmers bio.

La TPR també és altament reciclable, però, com la majoria dels polímers, el material reciclat és de segon grau. Són materials estables que es degraden extremadament lentament en el medi natural. També hi ha disponibles materials de font de monòmers derivats d’algues per a TPR.

TPR vs. TPU: Cost
Les TPR són generalment materials de gran cost, entre 1,60 i 2,00 dòlars per kg. Les TPU són una mica més cares, de 2,00 a 4,00 dòlars per kg.

Materials alternatius a TPR i TPU
Per a l'ús de modelat per injecció, hi ha disponibles una gran varietat de materials elastomèrics termoplàstics, amb un espectre igualment ampli de propietats i costos. Tot i que no es poden intercanviar en tota la gamma, hi ha moltes comunitats de propietats que donen lloc a opcions en fase d’especificació. A continuació, es mostren alguns materials alternatius:

Vulcanises termoplàstiques (TPE-V o TPV).
Poliolefines termoplàstiques (TPE-O o TPO).
Copolyesters termoplàstics (TPE-E, COPE o TEEE).
Amides de blocs termoplàstics (TPE-A).
Copolímers de blocs estirenics (TPE-S).
Cautxú processable per fosa (MPR).
Elastòmers de fluoropolímer (FPE).
Quan un canvi a polímers de termoset és una opció, hi ha més opcions de material, tal com es mostra a continuació:

Cautxú natural vulcanitzat (NR) (làtex, vulcanitzat per formar cautxú buna).
Poliisoprè (IR).
Policloroprè (CR).
Cautxú de Butiene (BR).
Nitrile (Butadiene) Cautxú (NBR).
Les gomes Thermoset aporten noves propietats i noves restriccions a la llista d’opcions. Tanmateix, poden obtenir resultats notables sempre que es busquen propietats específiques i els problemes de processament no impedeixen el seu ús.