Plásticos Técnicos: Características

Plastics Process Selection - Materials Types

Not all materials can be processed in the same way. Some materials cannot, in fact be processed by certain methods. There are often other restrictions on the processing of certain materials by certain processes - PVC-U can be easily injection moulded but processors are sometimes wary of using PVC-U in injection moulding machines because of the tendency to suffer high wear and corrosion of the machine and tooling.

http://www.tangram.co.uk/TI-Polymer-Process_Selection_(Materials).html

Poliuretano termoplástico (TPU)

El poliuretano termoplástico es una de las variedades existentes dentro de los poliuretanos. Es un polímero elastomérico lineal y, por ello, termoplástico. No requiere vulcanización para su procesado, pero en el año 2008 se ha introducido un novedoso proceso para reticularlo. Este elastómero puede ser conformado por los procesos habituales para termoplásticos, como moldeo por inyección, extrusión y soplado. Como elastómero termoplástico en base uretano se abrevia TPE-U, pero se designa comúnmente como TPU (en inglés de Thermoplastic Polyurethane). 

El poliuretano termoplástico se caracteriza por su alta resistencia a la abrasión, al desgaste, al desgarre, al oxígeno, al ozono y a las bajas temperaturas. Esta combinación de propiedades hace del poliuretano termoplástico un plástico de ingeniería; por esta razón, se utiliza en aplicaciones especiales. 

Polimerización 

El poliuretano termoplástico se forma por la reacción de tres materias primas principales, que son: 

• Polioles. (Dioles de cadena larga) 
• Diisocianatos. 
• Dioles de cadena corta. 

Polioles e isocianatos son, a su vez, polímeros. 

Los TPU, al igual que los termoplásticos en general, también pueden contener aditivos o cargas para conferir propiedades especiales: plastificantes, ignifugantes, fibras, etc. Por ejemplo, añadiendo fibra de vidrio se alcanzan módulos elásticos de hasta 17.000 Mpa. 

Estructura química 

Los polioles de cadena lineal y larga, así como los dioles de cadena lineal y corta, reaccionan con los diisocianatos para formar un polímero semicristalino de estructura lineal (por eso es termoplástico), en el cual la unión de los polioles a los diisocianatos componen la parte amorfa (segmento flexible), y la unión de los dioles de cadena corta con los diisocianatos dan lugar a la parte cristalina (segmento rígido). 

El tipo de materia prima, así como las condiciones de la reacción, determinan las propiedades del producto final obtenido. El Poliuretano Termoplástico se puede producir a partir de dos familias de polioles: 

• Polioles de base poliéster. 
• Polioles de base poliéter. 

Dependiendo de las familias de materias primas que se utilicen, los TPU tienen las siguientes características generales: 

Polioles de base poliéster 

• Muy buenas propiedades mecánicas. 
• Resistencia a la temperatura. 
• Resistencia a los aceites minerales y a los líquidos hidráulicos. 

Polioles de base poliéter

• Mayor resistencia a la hidrólisis. 
• Mayor flexibilidad a bajas temperaturas. 
• Resistencia a los microorganismos. 

Isocianatos 

Si en lugar de los habituales diisocianatos aromáticos, los polioles se combinan con diisocianatos alifáticos, la característica del TPU que más mejora es la solidez a la luz. 

Propiedades del poliuretano termoplástico 

1. El poliuretano termoplástico es un elastómero que se caracteriza por: 
2. Alta resistencia al desgaste y a la abrasión. 
3. Alta resistencia a la tracción y al desgarre. 
4. Muy buena capacidad de amortiguación. 
5. Muy buena flexibilidad a bajas temperaturas. 
6. Alta resistencia a grasas, aceites, oxígeno y ozono. 
7. Es tenaz. 
8. Excelente recuperación elástica. 
9. Solidez a la luz (alifáticos). 

Procesos de transformación 

Se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, como son: moldeo por inyección, moldeo por soplado y extrusión. En los tres casos hay ciertas peculiaridades distintas a los termoplásticos estándar, por lo que informarse bien antes de procesar es fundamental. 

Especialmente importantes son las recomendaciones para el moldeo por inyección, pues sus requerimientos son opuestos a los TPE más comunes (TPV) y el diseño de moldes, cámaras calientes y sus boquillas requieren atención especial antes de validar los utillajes. 

Aspecto 

Granza de Poliuretano termoplástico (TPU).

Siendo un polímero semicristalino, dependiendo de su grado de cristalización puede mostrase desde muy transparente hasta completamente opaco. Transparente si es muy amorfo y opaco si el grado de cristalización es alto. Tanto la formulación, como el proceso de polimeración y la posterior transformación durante la fabricación de las piezas, influyen en el grado de cristalinidad final y, por tanto, en el aspecto. 

Puede mostrarse como un elastómero muy blando hasta muy duro. El rango de durezas existente en el mercado va desde Shore 35 A hasta Shore 80 D. 

La baja viscosidad de la masa fundida hace que copie muy bien los detalles del molde, por ello el TPU es muy apreciado cuando se quiere obtener con un elastómero termoplástico superficies blandas con estructura superficial muy detallada. 

Además, los tipos blandos y sin plastificantes (dureza shore entre 55 A y 80 A) tienen un tacto suave, pero también seco, por lo que su háptica es excepcional. Tanto, que su uso desplaza desde el año 2008 a las lacas tipo "soft" para mejorar sustancialmente la durabilidad de las piezas. En estos casos el TPU se aplica sobremoldeando por inyección un sustrato rígido adecuado o bien "recubriéndolo" con un film de poliuretano termoplástico previamente extrusionado. 

Aplicaciones 

Entre sus aplicaciones se encuentran: 

• Recubrimiento de cables para robots, para sistemas de seguridad del automóvil y otros cables especiales. 
• Mangueras, tubos y perfiles flexibles, para máquinas y aparatos. 
• Fibra textil elástica, empleadas en ropa (deportiva y de baño) y aplicaciones industriales, tanto de tejidos como de no tejidos (non wowen). 
• Láminas y películas, para laminado de vidrio blindado, para impermeabilizaciones de ropa y colchones, dada la permeabilidad al vapor de agua de algunos grados. 
• Componentes para automóvil, tanto soft touch en el habitáculo como piezas del chasis y compartimento motor. Pomos de cambio de marchas, recubrimiento de tiradores de puerta y consola central, fuelles, topes de amortiguadores, conectores y fijaciones eléctricas, antenas y protecciones exteriores tipo air-bump, . 
• Artículos deportivos, interiores de cascos de football americano, balones oficiales de disitintos deportes, suelas y otros componentes de calzado deportivo, por ejemplo botas de fútbol y botas de esquí. 
• Suelas de calzado, tanto de moda como calzado profesional, y tapetas para tacones. 
• Ruedas para maquinaria, juntas, cribas, topes de amortiguación y mangos de herramientas. 
• Placas de asiento para ferrocarril. 
• Artículos para agricultura, ganadería y pesca. Crotales para marcado de animales. 
• Fundas de teléfonos móviles. 

Reciclaje 

Este material puede ser reciclado, al igual que los demás termoplásticos. Puede ser identificado con el siguiente símbolo:

Fuente: Wikipedia

Información sobre TPU en PLASTIC PROSECTOR

Introducción a los Materiales Plásticos

Introducción a los Materiales Plásticos from José Manjarréz

Es sobre todo adecuado para consultas rápidas de algunas generalidades de la química de los polímeros que tenemos desarrolladas de forma más extensa en otros materiales y por lo tanto más difíciles de entender.

Características básicas Polietileno PE

Se denomina Polietileno a cada uno de los polímeros del etileno. La fabricación de polímeros consume el 60 % del etileno que se produce: El etileno es probablemente el polímero que más se ve en la vida diaria. Es el plástico más popular del mundo. 

Existen básicamente, dos tipos de polietileno, el Polietileno de Baja Densidad (Low Density Polyethylene: LDPE) y el Polietileno de Alta Densidad (High Density Polyethylene: HDPE). 

Tambien se puede distinguir el Polietileno Lineal de Baja Densidad y el Polietileno de Peso Molecular Ultraalto (Ultra High Molecular Weight Polyethylene: UHMWPE).

Características básicas Polipropileno PP

Generalidades 

Es un termoplástico semicristalino no polar, de dureza y rigidez elevada, tiene una excelente resistencia al impacto, y a los productos químicos corrosivos. Se utilizan en distintos procesos industriales, debido a sus buenas propiedades eléctricas, químicas y mecánicas. 

Por sus propiedades aislantes hacen que tiendan a cargarse electrostáticamente y acumular polvo. 

Resiste químicamente a soluciones acuosas de ácidos inorgánicos, ácidos orgánicos débiles, lejías, alcohol y algunos aceites. 

Características 

• Rango de temperatura de trabajo 0ºC +100ºC. 
• Posee una gran capacidad de recuperación elástica. 
• Resiste al agua hirviente, pudiendo esterilizarse a temperaturas de 140ºC sin deformación. 
• Resiste a las aplicaciones de carga en un ambiente a una temperatura de 70ºC sin producir deformación. 
• Gran resistencia a la penetración de los microorganismos. 
• Gran resistencia a los detergentes comerciales a una temperatura de 80ºC. 
• Debido a su densidad flota en el agua.