Los TPU buscan un hueco entre el caucho convencional y los termoplásticos rígidos

Son materiales con grandes perspectivas de futuro

Merquinsa (Montmeló, Barcelona) es uno de los principales productores de especialidades de poliuretano (TPUs, emulsiones acuosas y prepolímeros), que exporta a 65 países. Actualmente, además de su actividad en la industria del adhesivo, está en plena expansión en una amplia variedad de mercados, entre los cuales cabe destacar: extrusión, extrusión por soplado, moldeo por inyección, sinterización y calandrado.

Cuenta con la Certificación ISO 9001 desde 1994 y con la ISO 14001. Basándose en sus conocimientos, su departamento técnico ha escrito este artículo para Plásticos Universales.

Empecemos hablando de la relación estructura-propiedades de un TPU. Los poliuretanos termoplásticos (TPU) poseen una estructura que les proporciona unas propiedades que otros tipos de polímeros no poseen y que los hacen muy útiles para aplicaciones de altas prestaciones:

• Excelente resistencia a la abrasión
• Excelentes propiedades mecánicas, combinadas con gran elasticidad
• Gran resistencia al desgarre
• Muy buena resistencia a aceites y grasas
• Muy buena elasticidad a bajas temperaturas

Tradicionalmente los TPUs se clasifican en dos grandes grupos en función de su naturaleza:

• -TPUs basados en poliéter (generalmente politetrahidrofurano)
• -TPUs basados en poliéster (generalmente derivados del ácido adípico).

Los TPUs basados en poliéter poseen mejor resistencia a la hidrólisis, mejor resistencia a los microorganismos y mejor flexibilidad a bajas temperaturas.

Por su parte, los TPUs basados en poliéster presentan mejor resistencia a la termooxidación y mejor resistencia a los aceites y grasas.

Merquinsa ha desarrollado una parte de su gama de poliuretanos termoplásticos en TPUs base policaprolactona copoliéster (Famiília Pearlthane D11Txx). Presentan una mejor resistencia a la hidrólisis, una mejor resistencia a bajas temperaturas y un mejor compression set, con respecto a los TPUs basados en poliéster.

Posee también en su gama nuevos TPUs base poliéter (Família Pearlthane D16Nxx) para aplicaciones donde es necesaria una gran resistencia a la hidrólisis y TPUs de diferente dureza basados en copolímero de poliéter (Família Pearlthane D15Nxx) que reúnen las mejores prestaciones de los TPUs basados en poliéter y en poliéster: buena resistencia a la hidrólisis combinado con una buena resistencia a la termooxidación y excelentes propiedades mecánicas.

Nuevas tendencias y desarrollos

Las mejores perspectivas para los TPUs están centradas en el área entre el caucho convencional y los termoplásticos rígidos. Las aplicaciones tecnológicas y los nuevos diseños se esfuerzan para sacar provecho de sus propiedades únicas para crear productos innovadores a precios razonables.

TPUs más blandos

Por debajo de una dureza de 80 Shore A los TPUs tienden a largos tiempos de ciclo de inyección y, consecuentemente, la producción es menos rentable. Estos productos se pueden obtener por la adición de plastificantes a TPUs más duros pero siempre es un compromiso por los problemas que dicho aditivo comporta (exudación, pérdida de propiedades mecánicas...).

Un mercado potencialmente interesante es el de TPUs blandos sin plastificantes para artículos que precisan altas propiedades mecánicas y buena resistencia a disolventes.

TPUs con alta resistencia a la temperatura

Los desarrollos en este campo son interesantes en dos sectores de aplicación:

Films. El mercado requiere productos que, una vez procesados, posean un alto punto de fusión por estar en contacto continuado con zonas calientes. Es el caso de films de poliuretano utilizados en la industria del automóvil (insonorización de motor...).

Juntas. Este sector requiere alta elasticidad y muy buena resistencia a la temperatura. La propiedad más valorada en este caso es el compression set, que debe ser lo más bajo posible a altas temperaturas. Los TPUs base policaprolactona copoliéster están especialmente recomendados para esta aplicación.

TPU altamente estables a la luz

El amarilleo por exposición a la luz es un gran inconveniente en algunas aplicaciones. La utilización de combinaciones efectivas de absorbentes UV y el uso de isocianatos alifáticos permiten obtener TPUs con alta estabilidad a la luz. Estos productos presentan peores propiedades mecánicas y son más caros, pero son también buenos candidatos para aplicaciones biomédicas por su baja toxicidad. El reto está en obtener productos de alta calidad, con muy buena estabilidad a la luz y a precios competitivos.

TPUs como alternativa al PVC plastificado. "Slush moulding"

Merquinsa ha desarrollado una nueva gama de Pearlcoat diseñada especialmente para el proceso de slush moulding: se trata de formulaciones especiales de TPU en polvo aplicadas por sinterización rotacional en la industria del automóvil.

Se utiliza para recubrir partes interiores del automóvil que precisan tacto imitación a piel.

Fases del proceso:

Colocación del polvo en el molde previamente calentado.

• Aplicación de vacío y rotación o vibración del molde para repartir el polvo uniformemente por su superficie caliente donde funde y la cubre en forma de piel.
• Enfriado del molde.
• Traspaso de la "piel" a la superficie de la pieza a recubrir (a menudo espuma de polietileno).

El producto aplicado por este sistema debe tener unos requisitos básicos:

• Fusión homogénea.

• Viscosidad del fundido adecuada.
• Granulometría muy fina (50-500m ).
• Fácil desmoldeo.
• Alta resistencia a la luz.
• Color estable.

El TPU, además, posee muy buena adhesión a la espuma de polietileno, se comporta mejor a temperaturas extremas y es más agradable al tacto que otros polímeros utilizados en esta aplicación.