Poliuretano termoplastico (TPU)è un elastomero versatile con un'ampia gamma di proprietà meccaniche, ambientali e di lavorazione. Le sue caratteristiche prestazionali lo rendono adatto per applicazioni che vanno dalle pellicole morbide ai componenti meccanici ad alta-resistenza.
Proprietà meccaniche
Il TPU offre un'ampia gamma di durezze, da Shore A 60 a Shore D 85, che può essere regolata modificando la formulazione-come il rapporto tra isocianato, poliolo ed estensore di catena. Questa flessibilità consente l'utilizzo del TPU in una varietà di applicazioni, dalle pellicole morbide agli ingranaggi rigidi.
Il TPU presenta elevata elasticità e resistenza alla trazione: l'allungamento alla rottura può raggiungere il 400%–800% o più, conferendogli una flessibilità simile alla gomma-. La resistenza alla trazione varia tipicamente da 20 a 60 MPa, con alcuni gradi ad alte-prestazioni che superano i 70 MPa, superando molti TPE come i materiali a base di SEBS-.
Il materiale fornisce inoltre un'eccellente resistenza allo strappo, solitamente compresa tra 40 e 120 kN/m, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono resistenza alle crepe, come attrezzature sportive o nastri trasportatori. La sua resistenza all'abrasione è notevole, spesso 3-5 volte superiore a quella della gomma naturale (indice di abrasione Taber fino a 50-100 mg), adatta per suole di scarpe, rulli e guarnizioni.
Resistenza ambientale e agli agenti atmosferici
Il TPU dimostra una buona resistenza alla temperatura: il servizio a breve-termine può variare da –40 gradi a 120 gradi, con alcuni gradi modificati capaci di raggiungere 130–150 gradi. Per un utilizzo a lungo-termine, il TPU rimane stabile tra –30 gradi e 80 gradi, surclassando la maggior parte dei TPE.
Il TPU è inoltre resistente a oli e sostanze chimiche, inclusi lubrificanti, carburanti e oli idraulici, con prestazioni superiori al TPE a base SEBS-. Tuttavia, è meno resistente agli acidi e alle basi forti. La resistenza all'idrolisi differisce tra i tipi di TPU: il TPU a base di polietere- mostra una migliore resistenza all'idrolisi per gli ambienti umidi, mentre il TPU a base di poliestere- offre una migliore resistenza all'olio ma potrebbe degradarsi in caso di esposizione all'acqua a lungo-termine.
La resistenza all'invecchiamento varia a seconda del tipo. I TPU alifatici, come quelli a base di polietere-, resistono bene ai raggi UV e all'ossidazione e non ingialliscono facilmente, rendendoli adatti per applicazioni esterne come le guaine dei cavi. I TPU aromatici hanno una maggiore resistenza meccanica ma sono più inclini all'ingiallimento se esposto ai raggi UV.
Proprietà di elaborazione
Essendo un materiale termoplastico, il TPU può essere lavorato tramite stampaggio a iniezione, estrusione, soffiaggio e calandratura senza vulcanizzazione, garantendo un'elevata efficienza produttiva. La sua viscosità allo stato fuso è sensibile alla temperatura-, con temperature di lavorazione generalmente comprese tra 180 e 230 gradi, a seconda del grado. È necessario un attento controllo della temperatura per evitare il degrado.
Il TPU è inoltre compatibile con molti materiali plastici tecnici come ABS e PC, consentendo il sovrastampaggio e strutture composite morbide-dure, ampiamente utilizzate nelle custodie dei telefoni, nei volanti delle automobili e in altri componenti multi-materiali.
Alcuni gradi di TPU offrono un'elevata trasparenza, in particolare i tipi alifatici e a base di polietere-, con trasmissione della luce fino all'85%, adatti per dispositivi ottici e tubi medici.
Il TPU è ecologico, è privo di alogeni- e molti gradi sono conformi agli standard FDA e RoHS, rendendoli adatti al contatto con gli alimenti o ad applicazioni mediche come set per infusione e tubi medicali.