El poliuretano termoplástico ( TPU ) es cualquiera de una clase de plásticos de poliuretano con muchas propiedades, que incluyen elasticidad , transparencia y resistencia al aceite, la grasa y la abrasión. Técnicamente, son elastómeros termoplásticos que consisten en copolímeros de bloques lineales segmentados compuestos por segmentos duros y blandos.
El TPU es un copolímero en bloque que consta de secuencias alternas de segmentos o dominios duros y blandos formados por la reacción de (1) diisocianatos con dioles de cadena corta (los llamados extensores de cadena) y (2) diisocianatos con dioles de cadena larga . Al variar la proporción, la estructura y/o el peso molecular de los compuestos de reacción, se puede producir una enorme variedad de TPU diferentes. Esto permite a los químicos de uretano ajustar la estructura del polímero a las propiedades finales deseadas del material.
Una resina de TPU consta de cadenas poliméricas lineales en estructuras de bloques. Tales cadenas contienen segmentos de baja polaridad que son bastante largos (llamados segmentos blandos), alternando con segmentos más cortos de alta polaridad (llamados segmentos duros). Ambos tipos de segmentos están unidos entre sí por enlaces covalentes, de modo que en realidad forman copolímeros en bloque. La miscibilidad de los segmentos duros y blandos en TPU depende de las diferencias en su temperatura de transición vítrea (Tg) [1]que ocurre al inicio del movimiento segmentario micro-Browniano, identificable por espectros mecánicos dinámicos. Para un TPU inmiscible, el espectro del módulo de pérdida normalmente muestra picos dobles, cada uno de los cuales se asigna a la Tg de un componente. Si los dos componentes son miscibles, el TPU se caracterizará por un solo pico ancho cuya posición se encuentra entre la de los dos picos Tg originales de los componentes puros.
La polaridad de las piezas duras crea una fuerte atracción entre ellas, lo que provoca un alto grado de agregación y orden en esta fase, formando zonas cristalinas o pseudocristalinas ubicadas en una matriz blanda y flexible. Esta llamada separación de fases entre ambos bloques puede ser más o menos importante, dependiendo de la polaridad y el peso molecular de la cadena flexible, las condiciones de producción, etc. Las zonas cristalinas o pseudocristalinas actúan como entrecruzamientos físicos , que dan cuenta para el alto nivel de elasticidad de TPU, mientras que las cadenas flexibles impartirán las características de elongación al polímero.
Estos "pseudo entrecruzamientos", sin embargo, desaparecen bajo el efecto del calor y, por lo tanto, los métodos clásicos de procesamiento de extrusión , moldeo por inyección y calandrado son aplicables a estos materiales. En consecuencia, la chatarra de TPU se puede reprocesar.
El TPU tiene muchas aplicaciones, incluidos paneles de instrumentos de automóviles, ruedas giratorias, herramientas eléctricas, artículos deportivos, dispositivos médicos, correas de transmisión, calzado, balsas inflables y una variedad de usos de perfiles, láminas y películas extruidas. [2] [3] El TPU también es un material popular que se encuentra en las carcasas exteriores flexibles de dispositivos como teléfonos móviles y protectores de teclado. [4]