TPR TPU

TPR ou borracha termoplástica é tipicamente um copolímero que mescla as propriedades da borracha de poliestireno (PS) e butadieno (sintético). Este material foi desenvolvido para fornecer grande parte do benefício da propriedade da borracha sintética, permitindo o processamento (e o reprocessamento) no processo de moldagem de injeção mais preciso e controlável. O TPR oferece excelente resiliência de fadiga, estabilidade química, força de impacto e reciclabilidade moderada, com o processamento correto.

TPU ou poliuretano termoplástico é uma ampla classificação de polímeros de poliuretano que compartilham propriedades como: elasticidade, transparência, resiliência a desgaste e resistência muito alta aos óleos. Os materiais são termoplásticos, com uma variedade de graus de comportamento elastomérico. Sua alta resistência e resiliência são derivadas de uma estrutura de cadeia de polímeros que consiste em segmentos difíceis e macios alternados.

Este artigo comparará ainda mais o TPR vs. TPU, suas aplicações, usos, propriedades físicas e materiais alternativos.

O que é TPR?
O TPR (borracha termoplástica) normalmente consiste em uma mistura de 23% PS e 77% butadieno. É preparado pela polimerização de emulsão de polímeros constituintes. O processo fabrica um material inseparável que contém uma fase elastomérica e termoestiva e uma matriz rígida e distribuída de material termoplástico. O resultado deriva propriedades de ambos os componentes, mas é capaz de ser processado com extrema precisão no equipamento de moldagem por injeção. Para obter mais informações, consulte nosso guia sobre o que é borracha termoplástica.

As borrachas típicas são sintetizadas ou refinadas em uma forma parcialmente polimerizada e, em seguida, o calor é aplicado para finalizar o processo de reticulação. No caso do TPR, o componente butadieno é fabricado totalmente reticulado e produzido como um pó fino. O componente PS substitui a reticulação ao unir a borracha em uma forte matriz de polímero. A flexibilidade resulta da elasticidade do componente butadieno, onde a ligação de borracha intra-partícula é essencialmente inelástica.

O TPR não corresponde ao desempenho de borrachas vulcanizadas, por isso não é adequado para fabricação de pneus, tendo um módulo de lacrime muito baixo. No entanto, as propriedades de ozônio, intemperismo, intemperismo e UV significativamente melhores do TPR significam que ele encontra ampla aplicação em muitos setores de produtos.

O que é TPU?
Os polímeros de TPU são feitos de estruturas de blocos com regiões mais longas e [suaves "de baixa polarização e seções curtas e [duras" de polarização muito maior. As ligações covalentes entre os dois tipos de segmento produzem cadeias bem integradas que derivam propriedades de ambos os elementos da cadeia. Ao alterar os pesos moleculares e as proporções das partes constituintes, uma ampla gama de propriedades pode ser derivada quimicamente (quase) materiais idênticos. As temperaturas de transição vítrea dos dois componentes podem ser semelhantes ou díspares e podem ser quimicamente alteradas para serem mais altas ou mais baixas. Esses problemas de processamento permitem a produção de uma variedade de propriedades térmicas da família material resultante.

A maior polarização dos elementos mais difíceis induz forte atração, que induz regiões pseudo-cristalinas, localizadas em uma matriz altamente elástica. As regiões pseudo-cristalinas se comportam como elementos de reticulação, que explicam o alto módulo elástico da família, enquanto as cadeias mais longas e mais macias moderam esse efeito, permitindo que uma gama de dureza/elasticidade seja fabricada.

Esse efeito de reticulação diminui para zero à medida que a temperatura de transição vítrea do componente mais difícil é excedida. A família se comporta como um grupo de material totalmente termoplástico que pode ser processado em equipamentos de moldagem de injeção comum. As TPUs podem ser recicladas pela fusão e reforma, embora a degradação no comprimento/integridade da cadeia seja significativa na remancadeira.

TPR vs. TPU: aplicativos e usos
Listados abaixo estão as indústrias típicas e os aplicativos comuns de TPR:

Fabricação automática: vedações de portas e janelas, peças de transmissão/suspensão, inserções de pára-choque, acabamento externo e interior, painéis de instrumentos, dutos de ar AC e motor, ilhós, cintos de acionamento, tubos de fluido, tapetes de piso, O-rings.
Construção: vedações de porta e janela, vedações hidráulicas, focas de encanamento.
Industrial: amortecedores de vibração, tubos, coletores, focas, arbustos de suspensão, amortecedores, membranas do telhado.
Consumidor: vedações de geladeira, sobremoldos de alcance, capas de telefone celular, painéis de troca, amortecedores de vibração.
Médico: tubos de ar, focas de seringa, máscaras e plenos respiratórios, focas, válvulas e cateteres.
Eletrônica: encapsulamento, cabos de energia, cabos de alta qualidade, proteção de choque de telefones celulares e vedações.
Calçados e equipamentos esportivos: nadadeiras de mergulho, snorkels, máscaras, garras de esqui, componentes de botas de esqui e solas de sapatos.
Listados abaixo estão as indústrias típicas e os aplicativos comuns de TPU:

Automotivo: peças internas automotivas (bom acabamento da superfície, durabilidade, resistência ao desgaste; e baixo custo).
Agricultura: etiquetas de identidade para animais (grande flexibilidade, resistência ao rasgo e clima e tolerância à temperatura. Ótimo para encapsular o RFID).
Tubulações e encanamentos: perfis de vedação e anéis O, tubos, cintos e mangueiras. Polímeros especializados com propriedades ideais de fluxo de fusão, alta resistência adaptada à extrusão à hidrólise por óleos e outros óleos hidráulicos e orgânicos, resistência à compressão em altas temperaturas, alta tenacidade, flexibilidade e resistência aos rasgos.
Têxtil: usado para cintos de transportadores, infláveis ​​e equipamentos militares. Ampla gama de opções de processamento e boas propriedades mecânicas, químicas e térmicas.
Equipamento esportivo: flexibilidade extrema, resistência de alto impacto e temperatura, transparência e tolerância ambiental.
Existem setores de mercado comum e áreas de produtos ostensivamente comuns que podem usar materiais TPR ou TPU. Em geral, os pontos em comum não implicam a intercambiabilidade, pois cada aplicação tende a explorar uma propriedade estreita de um ou outro material. Por exemplo, o setor automotivo tende a usar TPRs para extrema flexibilidade e propriedades de intemperismo, e TPUs para resiliência, resistência ao desgaste e aplicações ergonômicas

TPR vs. TPU: reciclabilidade e sustentabilidade
Ambos os materiais são derivados de fontes petroquímicas, e suas credenciais de sustentabilidade e reciclagem são bastante semelhantes. A TPU é altamente reciclável; Seus resíduos podem ser processados ​​de volta à matéria-prima de alta qualidade. Embora tenda a ser o segundo ano devido à decomposição térmica. A TPU também é biodegradável e geralmente se decompõe em condições de aterro/composto em 3 a 5 anos. Não deixa resíduos tóxicos quando quebra. As TPUs também estão se tornando lentamente disponíveis e podem ser fabricadas com monômeros biológicos.

O TPR também é altamente reciclável, mas, como a maioria dos polímeros, o material reciclado é a segunda série. São materiais estáveis ​​que se degradam extremamente lentamente no ambiente natural. Os materiais de origem de monômeros derivados de algas para TPRs também estão se tornando disponíveis.

TPR vs. TPU: custo
Os TPRs geralmente são materiais de baixo custo, na faixa de US $ 1,60 a US $ 2,00 por kg. As TPUs são um pouco mais caras, de US $ 2,00 a US $ 4,00 por kg.

Materiais alternativos para TPR e TPU
Para uso de moldagem por injeção, está disponível uma grande variedade de materiais elastoméricos termoplásticos, com um espectro igualmente amplo de propriedades e custos. Embora estes não sejam intercambiáveis ​​em toda a faixa, existem muitas semelhanças de propriedades que resultam em opções no estágio de especificação. Listados abaixo estão alguns materiais alternativos:

Vulcanisados ​​termoplásticos (TPE-V ou TPV).
Poliolefinas termoplásticas (TPE-O ou TPO).
Copoliadores termoplásticos (tpe-e, cope ou teee).
Amidas de bloco de poliéter termoplástico (TPE-A).
Copolímeros de bloco estilico (TPE-S).
Borracha processável por fusão (MPR).
Elastômeros de fluoropolímero (FPE).
Quando uma mudança para polímeros termoestores é uma opção, há mais opções de materiais, conforme listado abaixo:

Borracha natural vulcanizada (NR) (látex, vulcanizada para formar borracha de buna).
Polyisopreno (IR).
Policloropreno (Cr).
Butadiene Rubber (BR).
Nitrila (butadieno) de borracha (NBR).
As borrachas termoestivas trazem novas propriedades e novas restrições para a lista de opções. Eles podem, no entanto, obter resultados notáveis ​​sempre que as propriedades específicas forem procuradas e os problemas de processamento não impedem o uso.