TPU Poliuretano

Il nome stesso poliuretano (PU) sta ad indicare che il mattone base del polimero è il legame uretanico che si forma fra il gruppo funzionale NCO dell’isocianato e il gruppo OH del poliolo. Il TPU (XThane) offre un elevata elasticità ed eccellente resistenza alle abrasioni, ottima resistenza all’urto sia alle alte che alle basse temperature. Ottima saldabilità e termoformabilità buona resistenza agli agenti atmosferici, colorabilità, adesività agli altri polimeri. La lunga catena del poliolo costituisce il segmento soft del polimero mentre isocianato ed estensore ne costituiscono il segmento hard. Dopo prolungata esposizione alla luce i polimeri degli isocianati aromatici tendono ad ingiallire, pertanto gli isocianati alifatici hanno un maggior interesse commerciale nelle applicazioni in cui è richiesto il non ingiallimento del polimero. I TPU si dividono in 2 grandi famiglie Polietere e Poliestere, dove l’Etere presenta miglior resistenza al calore agli oli, un miglior compression set, maggiore resistenza all’idrolisi e all’attacco di batteri, di contro sono più suscettibili all’ossidazione.

 

Caratteristiche

Assenza di plastificanti

Eccellente resistenza chimica
Buona resistenza UV
Eccellente resistenza all’abrasione
Ottimo compression set
Resistenza all’usura
Resistenza a fatica
Resistenza all’urto
Resistenza all’invecchiamento
Alta resistenza all’usura ed all’ abrasione
Alta resistenza ad olio, grassi, agli idrocarburi alifatici
Alta resistenza alle radiazioni gamma, solventi non polari
Conformi alle norme UE e USA (FDA) ,NSF , USP Classe VI
Alta resistenza all’ossigeno, ozono, gas

Elevata resistenza alla compressione

Buon compression set
Elevato all’allungamento a rottura
Alta resistenza allo strappo e alla lacerazione
Capacità ottimale nell’ammortizzare vibrazioni
Flessibilità ottimale alle basse temperature

Lavorabilità

Estrusione
Soffiaggio
Stampaggio
Spalmatura
Blow Suction

 

Applicazioni

Applicazioni tipiche sono nel settore Automotive, guarnizioni, edilizia, elettrodomestico, console portaoggetti, inserti antiscivolo, manopole, guarnizioni, profili, serrature, braccioli soft-touch, manicotti, soffietti, supporti, distanziali, ruote, paraspruzzi, guarnizioni per infissi, guarnizioni per tubature, guarnizioni per aspirapolveri, elettroutensili, anelli di tenuta, cavi, spine e prese, rivestimenti cavi, interruttori, custodie, utensili da giardino, manopole, ammortizzatori, “O”-Rings.

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Rivestimento cilindri e cinghie

I poliuretani sono ampiamente utilizzati nel rivestimento di cilindri grazie all’eccellente combinazione di resitenza all’abrasione, agli oli ed al “glazing” (formazione di patine superficiali dopo la vulcanizzazione). Grazie a queste proprietà i cilindri rivestiti con poliuretano mantengono il loro coefficiente di attrito anche dopo l’invecchiamento. Questo è importante per rulli e cinghie utilizzate nella manipolazione di banconote (ad esempio nei Bancomat).

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Applicazioni mediche

Le proprietà meccaniche dei poliuretani (carico di rottura, resistenza all’abrasione) rendono i Poliuretani  particolarmente indicati per applicazioni critiche ad uso medicale (escluso implantologia).

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Applicazioni militari e aerospaziali

Molte applicazioni in gomma ad uso militare ed aerospaziale (ad esempio parti per aeroplani ed elicotteri) richiedono l’alta resistenza all’abrasione ed alle basse temperature offerta dalle gomme poliuretaniche, grazie alla loro resistenza all’abrasione e flessibilità alle basse temperature.aereo

Applicazioni nel settore dell’elettronica

La resistenza all’usura, il coefficiente di attrito e la resistenza all’ozono rendono i Poliuretani particolarmente adatti per la produzione di tastiere, apparati elettronici e cavi.

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Calzature

L’eccellente resistenza all’abrasione delle gomme poliuretaniche,le rende particolarmente adatte al settore calzaturiero, principalmente per le scarpe ad uso sportivo o lavorativo. L’elevato coefficiente di attrito sia su asciutto che su bagnato è importante per la produzione di suole. La trasparenza è alla base dell’utilizzo di questo grado nel settore calzaturiero da oltre vent’anni.

CALCIO

Applicazioni resistenti ad oli e carburanti
I gradi poliestere delle gomme poliuretaniche sono comunemente utilizzati nella produzione di o-rings e guarnizioni, dove sia richiesta resistenza a oli minerali, carburanti e fluidi idraulici.
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Pneumatici industriali

La pneuresistenza all’abrasione delle gomme poliuretaniche Poliuretani, unita all’eccellente resistenza agli oli ed all’elevato coefficiente di attrito, le rende particolarmente adatte alla produzione di pneumatici speciali.

Proprietà

Proprietà Fisico-Meccaniche

I poliuretani hanno un eccellente resitenza all’abrasione, agli oli ed al “glazing” (formazione di patine superficiali dopo la vulcanizzazione), la resistenza all’abrasione e la flessibilità sono mantenute anche alle basse temperature, ottimo coefficiente di attrito, invariato anche dopo l’invecchiamento.

Proprietà Norma Norma Unità Etere Estere
Durezza ASTM D 792 ISO 868 90 91
Densità ASTM D1505 ISO 1183 gr/cm3 1.14 1.2
Abrasione DIN 53516 mm3 35 35
Carico a rottura ASTM D638 ISO 527 MPa 52 52
Lacerazione DIN 53515 N/mm3 85 103

Valori puramente indicativi

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Proprietà termiche
Mantiene le caratteristiche meccaniche in un ampio intervalllo di temeprature da -40 fino a 125°C.termo
Proprietà Norma Norma Unità di misura Valore
Temperatura di fusione ISO 3416 ASTM E1356 °C       –
Temperatura min – max di esercizio IEC 216/1 °c
-43 + 120°C
Temperatura di transizione vetrosa Tg ISO 3416
ASTM E1356
°C
Temperatura di cristallizzazione
ISO 3416 ASTM E1356 °C
C.U.T. – Temperatura uso continuo (20.000h) °C 90
RTI Indice di temperatura relativa UL 746B °C
Infiammabilità intrinseca UL94 Classe HB
Limite di ossigeno LOI ISO 4589 ASTM D2863 %
Conducibilità termica DIN52612 W/m°K

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Resistono a:

oli lubrificanti e grassi
ASTM n°. 1
IRM 902
IRM903
Idrocarburi saturi come: gasolio, isooctane, etere di petrolio, cherosene, provocano un rigonfiamento limitato reversibile

Non resistono a:

acidi
e soluzioni alcaline concentrate

acetone metiletilchetone (MEK) e cicloesanone

lubrificanti contenti Litio
alcool alifatici come:etanolo e isopropanolo provoca un
rigonfiamento, che comporta una perdita di resistenza
alla trazione
Esteri alifatici come: acetato etilico e acetato di butile,
provocano dei forti rigonfiamenti
Solventi organici altamente polari come:dimetilformalmide
(DMF), dimethylsulphoxide (DMSO), N-metilpirrolidone
tetraidrofurano(THF) sciolgono  il poliuretano termoplastico.
Idrocarburi aromatici come: benzene e toluene, provocano
una perdita di caratteristiche sino al 50%

 

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Proprietà elettriche

La conduttività elettrica del TPU è molto bassa: per questa ragione risultano in generale da buoni finoad eccellenti materiali per l’isolamento.

 

Proprietà elettriche Norma Norma Unità Valore
Resistività di volume IEC 93 ASTM D257
Ωcm
    –
Resistività di superficie IEC 93
ASTM D257
Ω
    –
Rigidità dielettrica IEC 243 ASTM D149 kV/mm     –
Resistenza alle correnti striscianti CTI IEC 112 ASTM D 3638 Volts     –
Resistenza all’arco (elettrodi di tungsteno) ASTM D 495 secondi     –
Costante dielettrica 10e6 Hz IEC 250 ASTM D150     –

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Proprietà ottiche
Semicristallino color semi-trasparente, o trasparente

OPTICAL

Indice di rifrazione nd20 ASTMD 542
Trasmittanza ASTM D 1003 %
Haze
ASTM D 1003
%
Numero di Abbe*
*Il numero di Abbe è numero adimensionale che corrisponde al rapporto tra la capacità di rifrazione ottica e la dispersione cromatica di un materiale trasparente alle lunghezze d’onda del visibile.

 

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Sintesi

Bisogna distinguere innanzitutto fra polieteri e poliesteri. I polieteri derivano dalla reazione fra uno starter contenente idrogeni attivi (glicoli, trioli, …) con ossido di etilene e/. Come iniziatori possono essere usate anche di-o poliammine. Polieteri con elevato peso molecolare (intorno a 3000 Da) sono utilizzati per la produzione di schiume flessibili, mentre polioli a P.M. inferiore (500 Da) sono utilizzati per schiume rigide e superfici di ricoprimento.

I poliesteri derivano dalla condensazione di un di-o poli-acido (adipico,aromatici ecc.), con glicoli o trioli (monoetilenglicole MEG,dietilenglicole DEG, butandiolo BD, trimetilolpropano TMP). Storicamente i poliesteri sono stati i primi prodotti impiegati nello sviluppo dei polimeri poliuretanici, ma successivamente sono stati superati in importanza dai polieteri.Oltre ai polieteri ed ai poliesteri, vengono utilizzati altri composti poliossidrilaticome olio di ricino, polimeri e copolimeri del butadiene ossidrilati.

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Saldatura – Welding Compatibilile con
Tipologia
Saldatura Laser Incollabilità
Saldatura Ultrasuoni
Saldatura Vibrazione
Saldatura lama calda

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