O TPU com modificação especial é usado quando um grau de TPU padrão não pode fornecer a combinação necessária de flexibilidade, resistência, resistência à chama, controle elétrico, resistência às intempéries, transparência ou outras propriedades específicas da aplicação.
O poliuretano termoplástico (TPU) é um elastômero termoplástico cujas propriedades são influenciadas por seus segmentos macios e duros, química do isocianato, extensor de cadeia e formulação. Diferentes produtos químicos de TPU podem, portanto, fornecer combinações bastante diferentes de flexibilidade, resistência mecânica, resistência à abrasão, resistência à hidrólise e desempenho de temperatura.
As classes de TPU modificadas são desenvolvidas quando essas combinações de propriedades padrão não são suficientes para uma aplicação específica. A modificação pode envolver aditivos, cargas, química de polímeros ou uma combinação de abordagens de formulação. Dependendo do grau, o objetivo pode ser melhorar o desempenho da chama, a rigidez, as propriedades elétricas, a estabilidade UV, a transparência ou a adequação para uma aplicação regulamentada.
Para fornecimento de material, a modificação deve estar vinculada à necessidade real da peça acabada. Uma solicitação como “TPU modificado” geralmente não é suficiente para identificar um grau adequado. Método de processamento, dureza, ambiente operacional, desempenho exigido e padrões aplicáveis também são importantes.
O TPU retardador de chama é considerado para aplicações onde o material deve atender a um requisito específico de inflamabilidade. Dependendo da formulação, os sistemas retardadores de chama podem usar diferentes aditivos ou designs de polímeros, de modo que o comportamento de processamento e as propriedades mecânicas resultantes podem variar entre os graus.
As aplicações típicas incluem revestimentos de cabos, componentes elétricos, conectores e peças selecionadas de transporte ou industriais. A UL 94 pode ser relevante para plásticos moldados, mas a classificação deve sempre ser verificada para o material real, espessura da amostra e configuração de teste.
As aplicações de fios e cabos podem envolver requisitos adicionais, como propagação de chamas, fumaça, conteúdo de halogênio ou padrões de cabos específicos do projeto. Não se deve presumir que um material descrito simplesmente como “retardador de chama” atenda a todos esses requisitos.
O reforço de fibra de vidro pode ser usado quando um TPU sem preenchimento não fornece rigidez ou estabilidade dimensional suficientes. A adição de reforço altera o equilíbrio entre rigidez, resistência e alongamento, portanto a formulação apropriada depende do projeto da peça e dos requisitos mecânicos.
Essas classes podem ser consideradas para carcaças, suportes, componentes de proteção e outras peças moldadas onde é necessário mais suporte estrutural, enquanto algumas das características de processamento do TPU permanecem úteis.
O reforço também afeta o processamento. A fibra de vidro pode aumentar o desgaste do equipamento e influenciar o fluxo, a aparência da superfície e o encolhimento. As recomendações de processamento do fabricante selecionado devem, portanto, ser seguidas durante os testes de moldagem.
O TPU alifático é frequentemente selecionado quando a resistência ao amarelecimento e à mudança de cor sob exposição à luz é importante. Isto torna as classes adequadas úteis para aplicações onde o material permanece visível durante o serviço, incluindo certos componentes externos, filmes, coberturas protetoras e produtos de consumo.
A resistência às intempéries depende de mais do que a própria química do TPU. A exposição aos raios UV, a temperatura, a umidade, os pigmentos, os aditivos, a espessura das peças e as condições da superfície podem afetar a aparência a longo prazo. Quando a retenção de cor é importante, os dados de intemperismo acelerado para o grau real são mais úteis do que uma afirmação geral de “resistência aos raios UV”.
As propriedades elétricas podem ser modificadas quando o TPU isolante comum não fornece o nível necessário de controle estático. Os materiais antiestáticos e condutores não são intercambiáveis: uma aplicação pode exigir dissipação estática controlada, proteção contra descarga eletrostática ou uma resistência elétrica substancialmente mais baixa.
Dependendo do desempenho pretendido, podem ser utilizados diferentes aditivos ou cargas condutoras. Estes também podem afetar a cor, as propriedades mecânicas, a aparência da superfície e o processamento.
Ao adquirir este tipo de material, a resistência de superfície ou resistência de volume necessária, o método de medição e o ambiente operacional devem ser indicados. O requisito de resistência do componente acabado é mais útil do que simplesmente especificar “TPU condutor”.
Os graus de TPU transparente são usados quando a flexibilidade e a resistência ao impacto precisam ser combinadas com uma aparência transparente ou visualmente estável. A formulação do material, as condições de processamento e o design da peça podem influenciar o resultado óptico final.
Para aplicações que envolvem filmes transparentes, coberturas ou componentes visíveis, as especificações úteis podem incluir transmitância de luz, turbidez, estabilidade de cor, qualidade de superfície e resistência ao amarelecimento. A umidade e as condições de processamento também devem ser controladas porque podem afetar a aparência das peças moldadas ou extrudadas.
Alguns graus de TPU são desenvolvidos para aplicações com requisitos regulatórios, biológicos ou de sustentabilidade adicionais. As aplicações médicas podem envolver requisitos de biocompatibilidade e esterilização, enquanto as aplicações em contacto com alimentos dependem dos regulamentos aplicáveis ao mercado e utilização pretendidos.
O TPU de base biológica pode incorporar matérias-primas renováveis ou uma abordagem de balanço de massa, dependendo do produto do fabricante. O conteúdo de base biológica deve ser avaliado separadamente do desempenho mecânico e da conformidade regulatória.
Para estas aplicações, a documentação deve ser verificada em relação à nota exata. Os requisitos da FDA, da UE para contato com alimentos, GB 4806, ISO 10993 ou outras referências regulatórias não devem ser assumidos simplesmente porque um fabricante fornece TPU para aplicações médicas ou relacionadas a alimentos.
A química base deve ser considerada juntamente com a modificação. Os graus de TPU à base de poliéster, poliéter e policarbonato podem ter diferentes perfis de desempenho antes que modificações adicionais sejam introduzidas.
| Química Base TPU | Considerações típicas de seleção |
| À base de poliéster | Frequentemente considerado para resistência mecânica, resistência à abrasão e resistência a óleos ou solventes |
| À base de poliéter | Frequentemente considerado pela resistência à hidrólise, exposição à umidade e flexibilidade a baixas temperaturas |
| À base de policarbonato | Usado em aplicações que exigem uma combinação de resistência à hidrólise, resistência ao calor, resistência às intempéries e desempenho mecânico |
Estas são tendências gerais e não regras fixas. A qualidade real, a formulação e o método de processamento determinam o desempenho final. Por esta razão, uma comparação de materiais deve ser feita usando dados TDS do fabricante, em vez de apenas nomes químicos.
A modificação necessária geralmente vem das condições sob as quais a peça acabada irá operar.
Componentes automotivospode exigir uma combinação de flexibilidade, estabilidade dimensional, resistência a óleos ou produtos químicos, resistência às intempéries e aparência. Os requisitos apropriados variam consideravelmente entre componente de proteção, peça relacionada ao cabo, vedação e acabamento visível.
Componentes elétricos e eletrônicospode dar maior ênfase ao desempenho da chama, ao controle estático, às propriedades relacionadas ao isolamento, à estabilidade dimensional ou à aparência da superfície. O padrão elétrico ou de incêndio aplicável deve ser identificado antes de selecionar um tipo.
Produtos de fios e cabosgeralmente exigem um equilíbrio entre flexibilidade, resistência à abrasão e resistência ambiental, enquanto algumas construções também exigem desempenho específico de chama ou halogênio. O padrão do cabo deve ser identificado no início do processo de seleção do material.
Produtos para atividades ao ar livre e de consumopodem priorizar a retenção da cor, flexibilidade, aparência da superfície e resistência à exposição aos raios UV ou às intempéries. Classes alifáticas ou estabilizadas às intempéries podem ser consideradas onde essas propriedades são importantes.
Produtos médicosrequerem uma avaliação mais específica do contato pretendido, método de esterilização, requisitos mecânicos e documentação regulatória. A dureza por si só não é suficiente para selecionar um tipo de TPU para uso médico.
A Nianjing pode trabalhar com produtos de TPU de fabricantes estabelecidos, incluindo BASF Elastollan®, Covestro Desmopan® e TEXIN®, Lubrizol ESTANE® e Tecothane™, Huntsman IROGRAN® e outros produtores regionais de TPU.
Esses fabricantes oferecem diferentes produtos químicos de TPU, níveis de dureza e graus especiais. A BASF, por exemplo, identifica grades aromáticas e alifáticas, TPU à base de éter e éster, bem como produtos especiais, como retardadores de chama e grades reforçadas com fibra de vidro em seu portfólio Elastollan.
Uma família de produtos não deve, contudo, ser tratada como um único material. A química, a dureza, o método de processamento, os aditivos e o status de conformidade podem diferir entre as classes. A documentação técnica atual do fabricante deve, portanto, ser verificada antes de uma classe ser selecionada para produção.
Uma necessidade clara de material normalmente começa com o problema que o componente acabado precisa resolver.
Se o material existente for muito macio ou não tiver estabilidade dimensional, poderá ser considerado um reforço ou um grau de módulo mais alto. Se a peça não atender aos requisitos de inflamabilidade, o padrão de incêndio relevante deverá ser identificado antes de procurar um grau de retardador de chama. Se o problema for a descoloração externa, os requisitos de desgaste e retenção de cor tornam-se mais importantes. Para aplicações de controle estático, a faixa de resistência e o método de teste necessários devem ser definidos.
O processamento é outra parte importante da especificação. O fornecedor deve saber se o material será moldado por injeção, extrusado, processado por filme, moldado por sopro ou utilizado em outro processo termoplástico.
Uma solicitação prática de fornecimento poderia ser:
TPU reforçado com fibra de vidro, moldagem por injeção, Shore 90A, caixa protetora, maior rigidez e estabilidade dimensional, exigência inicial de 500 kg.
Outro exemplo:
TPU retardador de chama sem halogênio, Shore 85A, extrusão, revestimento do cabo de carregamento EV, desempenho de chama necessário e documentação de conformidade do cabo, demanda anual de 5 toneladas.
Se um material existente estiver sendo substituído, fornecer o fabricante, o número da classe e o TDS atual geralmente é mais útil do que descrever o material apenas pela dureza.
Os parâmetros relevantes dependem da modificação e aplicação.
Para TPU reforçado, dados úteis podem incluir resistência à tração, alongamento, módulo de flexão, estabilidade dimensional, encolhimento, resistência ao calor e conteúdo de reforço.
Para graus retardadores de chama, a classificação exigida, a espessura da amostra e o padrão aplicável do cabo ou produto devem ser verificados em conjunto. Uma classificação de incêndio sem as suas condições de teste não fornece informações suficientes para a seleção do material.
Para classes antiestáticas ou condutivas, a resistência superficial, a resistência volumétrica e o método de teste aplicável devem ser especificados de acordo com os requisitos do produto acabado.
Para materiais resistentes às intempéries, dados acelerados de UV ou intemperismo, mudança de cor e retenção de propriedades mecânicas podem fornecer informações mais úteis do que uma declaração geral de resistência a UV.
Para aplicações médicas e de contato com alimentos, a declaração relevante, o relatório de teste, as informações de migração ou a documentação de biocompatibilidade devem corresponder ao grau real e à aplicação pretendida.
O TPU é sensível à umidade durante o processamento. O excesso de umidade pode afetar o comportamento do fundido e a qualidade da peça acabada, razão pela qual os fabricantes geralmente especificam os requisitos de secagem antes da moldagem ou extrusão. As orientações de processamento da BASF, por exemplo, fornecem diferentes condições de secagem para diferentes categorias de TPU e níveis de dureza, em vez de uma condição universal.
A Covestro também especifica os requisitos de secagem para tipos individuais de Texin, com condições variando entre os produtos. A documentação de processamento de TPU da Lubrizol também identifica a umidade como um fator que afeta as propriedades do TPU fundido e fornece recomendações específicas de secagem e processamento.
Por esta razão, a temperatura de secagem, o tempo de secagem, o nível de umidade permitido e a temperatura de fusão devem ser retirados do TDS atual ou do guia de processamento para o grau selecionado, em vez de aplicados como uma fórmula geral de TPU.
Durante os testes de produção, a temperatura de processamento, o tempo de residência, a velocidade da rosca, as condições do molde ou da matriz, o armazenamento do material e a geometria da peça também devem ser considerados. As condições reais podem precisar de ajustes de acordo com os requisitos da máquina e da peça acabada.
Os documentos exigidos dependem do material, aplicação e mercado de destino. Dependendo do projeto, o sourcing pode envolver:
A conformidade deve sempre ser verificada em relação ao grau específico. O portfólio geral de produtos de um fabricante ou a certificação em nível de empresa não estabelece automaticamente a conformidade para cada grau de TPU.
Geralmente é uma classe de TPU formulada ou desenvolvida para um requisito de desempenho específico que não é adequadamente atendido por uma classe convencional. A diferença pode envolver desempenho da chama, reforço, propriedades elétricas, resistência às intempéries, transparência ou requisitos associados a uma aplicação específica.
O requisito da aplicação normalmente deve vir em primeiro lugar. Uma vez compreendido o desempenho exigido e o método de processamento, as instruções de modificação adequadas e as classes do fabricante podem ser comparadas.
Pode ser adequado onde é necessária rigidez adicional ou estabilidade dimensional. No entanto, o reforço altera o alongamento, o fluxo e outras características de processamento, portanto a formulação necessária deve ser avaliada em relação ao projeto da peça.
O padrão exigido deve ser declarado em vez de simplesmente solicitar TPU retardador de chama. Dependendo da aplicação, isso pode incluir uma classificação UL 94, espessura da amostra, requisitos de chama do cabo, restrições de halogênio ou outros padrões específicos do projeto.
Informações úteis incluem o fabricante ou marca preferida, classe, se conhecida, direção da modificação, dureza, método de processamento, aplicação, ambiente operacional, principais requisitos de desempenho, quantidade e destino de entrega. Se a classe for desconhecida, os requisitos existentes de material e aplicação podem ser usados como ponto de partida.
Sim. Se o fabricante e a classe forem conhecidos, a Nianjing poderá trabalhar a partir da referência existente e verificar os requisitos de fornecimento correspondentes. Para avaliação de notas alternativas, o TDS original, o método de processamento, a aplicação e os principais requisitos de desempenho fornecem uma base prática para comparação.
Se você estiver adquirindo um grau de TPU modificado, envie à Nianjing a modificação necessária, dureza, método de processamento, aplicação e quantidade. Se você já possui uma referência de fabricante ou classe, inclua-a na consulta para que o material possa ser verificado em relação às especificações e condições de fornecimento exigidas.
Endereço
Cidade de plásticos da China, cidade de Yuyao, cidade de Ningbo, província de Zhejiang, China
Tel
Procurando um material plástico, marca, qualidade ou quantidade específica? Envie suas necessidades para Nianjing para confirmação de fornecimento e disponibilidade.
Inclua o nome do material, fabricante ou marca, grau, quantidade, aplicação e requisitos de entrega, quando disponíveis. Se você não tiver certeza sobre a nota, basta descrever sua inscrição e requisitos.
Nianjing analisará sua consulta e verificará as opções de fornecimento adequadas com base em suas necessidades.
