TPR TPU

TPR o caucho termoplástico es típicamente un copolímero que fusiona las propiedades del caucho de poliestireno (PS) y butadieno (sintético). Este material fue desarrollado para proporcionar gran parte del beneficio de la propiedad del caucho sintético al tiempo que permite el procesamiento (y el reprocesamiento) en el proceso de moldeo por inyección más preciso y controlable. TPR ofrece una excelente resiliencia de fatiga, estabilidad química, resistencia al impacto y una reciclabilidad moderada, con el procesamiento correcto.

TPU o poliuretano termoplástico es una amplia clasificación de los polímeros de poliuretano que comparten propiedades como: elasticidad, transparencia, resistencia al desgaste y muy alta resistencia a los aceites. Los materiales son termoplásticos, con un rango de grados de comportamiento elastomérico. Su alta fuerza y ​​resiliencia se derivan de una estructura de cadena de polímeros que consiste en segmentos alternativos duros y blandos.

Este artículo comparará aún más TPR frente a TPU, sus aplicaciones, usos, propiedades físicas y materiales alternativos.

¿Qué es TPR?
TPR (caucho termoplástico) generalmente consiste en una mezcla de 23% PS y 77% de butadieno. Se prepara por polimerización de emulsión de polímeros constituyentes. El proceso hace un material inseparable que contiene una fase elastomérica, termoestable y una matriz rígida y distribuida de material termoplástico. El resultado deriva las propiedades de ambos componentes, pero puede procesarse con extrema precisión en el equipo de moldeo por inyección. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre qué es el caucho termoplástico.

Los gomas típicos se sintetizan o se refinan en una forma parcialmente polimerizada, y luego se aplica el calor para terminar el proceso de reticulación. En el caso de TPR, el componente del butadieno se fabrica completamente reticulado y producido como un polvo fino. El componente PS luego sustituye la reticulación uniendo el caucho en una matriz de polímero fuerte. La flexibilidad resulta de la elasticidad del componente del butadieno, donde la unión de goma intrapartícula es esencialmente inelástica.

El TPR no coincide con el rendimiento de los cauchos vulcanizados, por lo que no es adecuado para la fabricación de neumáticos, con un módulo de desgarro demasiado bajo. Sin embargo, las propiedades significativamente mejores de ozono, meteorización y resistentes a los rayos UV significan que encuentra una amplia aplicación en muchos sectores de productos.

¿Qué es TPU?
Los polímeros de TPU están hechos de estructuras de bloques con regiones más largas, [blandas "de baja polarización y secciones cortas, [duras" de polarización mucho más alta. Los enlaces covalentes entre los dos tipos de segmento producen cadenas bien integradas que derivan propiedades de ambos elementos de cadena. Al alterar los pesos moleculares y las relaciones de las partes constituyentes, se puede derivar una amplia gama de propiedades en materiales químicamente (casi) idénticos. Las temperaturas de transición de vidrio de los dos componentes pueden ser similares o dispares, y pueden alterarse químicamente para ser más altas o más bajas. Estos problemas de procesamiento permiten la producción de una gama de propiedades térmicas de la familia de materiales resultantes.

La mayor polarización de los elementos más duros induce una fuerte atracción, lo que induce regiones pseudo-cristalinas, ubicadas en una matriz altamente elástica. Las regiones pseudo-cristalinas se comportan como elementos de reticulación, que representan el alto módulo elástico de la familia, mientras que las cadenas más largas y más suaves moderan este efecto, lo que permite fabricarse una gama de dureza/elasticidad.

Este efecto de reticulación disminuye a cero a medida que se excede la temperatura de transición de vidrio del componente más duro. La familia se comporta como un grupo de material totalmente termoplástico que se puede procesar en equipos de moldeo por inyección ordinario. Las TPU se pueden reciclar derritiendo y reformando, aunque la degradación en la longitud/integridad de la cadena es significativa en la remeliación.

TPR vs. TPU: aplicaciones y usos
A continuación se enumeran las industrias típicas y las aplicaciones TPR comunes:

Fabricación automática: sellos de puerta y ventana, piezas de transmisión/suspensión, insertos de guardabarros, adornos exteriores e interiores, paneles de instrumentos, conductos de aire de CA y motor, ojales, correas de transmisión, tuberías de fluidos, esteras de piso, juntas tóricas.
Construcción: sellos de puerta y ventana, sellos hidráulicos, sellos de plomería.
Industrial: amortiguadores de vibración, tuberías, colectores, sellos, arbustos de suspensión, amortiguadores, membranas del techo.
Consumidor: sellos de refrigerador, overmolds de empuñadura, cubiertas de teléfonos móviles, paneles de interruptor, amortiguadores de vibración.
Médico: tubos de aire, sellos de jeringas, máscaras de respiración y plenums, sellos, válvulas y catéteres.
Electrónica: encapsulación, cables de potencia, cables de alta calidad, protección de choque de teléfonos móviles y sellos.
Calzado y equipo deportivo: aletas de buceo, snorkels, máscaras, empuñaduras de esquí, componentes de ski-boot y plantas de zapatos.
A continuación se enumeran las industrias típicas y las aplicaciones comunes de TPU:

Automotriz: piezas interiores automotrices (buen acabado superficial, durabilidad, resistencia al desgaste; y bajo costo).
Agricultura: etiquetas de identificación para animales (gran flexibilidad, resistencia a la lágrima y clima, y ​​tolerancia a la temperatura. Excelente para encapsular RFID).
Tuberías y plomería: perfiles de sello y juntas tóricas, tubos, correas y mangueras. Polímeros especializados con propiedades óptimas de flujo de fusión, alta resistencia adaptada a la extrusión a la hidrólisis mediante aceites hidráulicos y otros aceites y orgánicos, resistencia a la compresión a altas temperaturas, alta resistencia, flexibilidad y resistencia al desgarro.
Textil: utilizado para cintas transportadoras, inflables y equipos militares. Una amplia gama de opciones de procesamiento y buenas propiedades mecánicas, químicas y térmicas.
Equipo deportivo: flexibilidad extrema, resistencia de alto impacto y temperatura, transparencia y tolerancia ambiental.
Existen sectores de mercado comunes y áreas de producto aparentemente comunes que pueden usar materiales TPR o TPU. En general, los puntos en común no implican intercambiabilidad, ya que cada aplicación tiende a explotar una propiedad estrecha de uno u otro material. Por ejemplo, el sector automotriz tiende a usar TPRS para propiedades extremas de flexibilidad y meteorización, y TPU para resiliencia, resistencia al desgaste y aplicaciones ergonómicas

TPR vs. TPU: Reciclabilidad y sostenibilidad
Ambos materiales se derivan de fuentes petroquímicas, y sus credenciales de sostenibilidad y reciclaje son bastante similares. TPU es altamente reciclable; Sus desechos pueden procesarse nuevamente en materia prima de alta calidad. Aunque, tiende a ser de segundo grado debido a la descomposición térmica. La TPU también es biodegradable y generalmente se descompondrá en condiciones de vertedero/compost durante 3 a 5 años. No deja residuos tóxicos cuando se descompone. Las TPU también están disponibles lentamente y se puede fabricar a partir de monómeros biológicos.

TPR también es altamente reciclable, pero como la mayoría de los polímeros, el material reciclado es de segundo grado. Son materiales estables que se degradan extremadamente lentamente en el entorno natural. Los materiales de fuente de monómero derivados de algas para TPRS también están disponibles.

TPR vs. TPU: Costo
Los TPR generalmente son materiales de muy bajo costo, en el rango de $ 1.60 a $ 2.00 por kg. Las TPU son un poco más caras, a $ 2.00 a $ 4.00 por kg.

Materiales alternativos para TPR y TPU
Para el uso de moldeo por inyección, hay una amplia variedad de materiales elastoméricos termoplásticos disponibles, con un espectro igualmente amplio de propiedades y costos. Si bien estos no son intercambiables en todo el rango, hay muchos puntos en común de las propiedades que dan como resultado opciones en la etapa de especificación. A continuación se enumeran algunos materiales alternativos:

Vulcanizados termoplásticos (TPE-V o TPV).
Poliolefinas termoplásticas (TPE-O o TPO).
Copolineros termoplásticos (TPE-E, Cope o Teee).
Bloque de poliéter termoplástico (TPE-A).
Copolímeros de bloqueo estilrenico (TPE-S).
Caucho procesable (MPR).
Elastómeros de fluoropolímero (FPE).
Cuando un cambio a polímeros termoforittores es una opción, hay más opciones de material, como se enumera a continuación:

Caucho natural vulcanizado (NR) (látex, vulcanizado para formar caucho Buna).
Poliisopreno (IR).
Policloropreno (CR).
Caucho de butadieno (BR).
Caucho nitrilo (butadieno) (NBR).
Los gomas de termoSet traen nuevas propiedades y nuevas restricciones a la lista de opciones. Sin embargo, pueden lograr resultados notables cada vez que se buscan propiedades específicas y los problemas de procesamiento no evitan el uso.