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¿Cómo se produce el TPU?
La producción de TPU implica procesos relativamente complejos, pero altamente controlables, que utilizan principalmente el método de una sola etapa o el método del prepolímero. Ambos procesos se centran en la reacción de polimerización por adición entre un diisocianato y un poliol.
Tipo de reacción del TPU
- Proceso de una sola etapa: Todos los componentes reaccionan simultáneamente.
- Proceso de prepolímero: El poliol y el diisocianato forman un prepolímero y luego reaccionan con el extensor de cadena.
En el método de una sola etapa, todas las materias primas (incluidos el diisocianato, los polioles de cadena larga y los extensores de cadena corta) se añaden simultáneamente al reactor, donde polimerizan directamente bajo la acción del catalizador para formar TPU. Este método ofrece un procesamiento sencillo y una alta eficiencia de producción, pero requiere un control estricto de las proporciones de los materiales y las condiciones de reacción. Aproximadamente el 80 % de la producción de TPU utiliza actualmente este enfoque.
El método de pre-polímero se desarrolla en dos etapas: primero, el diisocianato reacciona con polioles de cadena larga para formar un pre-polímero con terminación en isocianato; luego, se añaden extensores de cadena para su extensión. Este método permite un control más preciso del proceso y es más adecuado para la producción de productos especiales de TPU de alto rendimiento. Tras completar la reacción, el TPU fundido se peletiza mediante peletización under-water o con banda de refrigeración, seguida de secado y envasado. Todo el proceso de producción requiere un estricto control de temperatura, humedad, proporción de materiales y otros parámetros para garantizar una calidad constante del producto. El poliuretano termoplástico se produce mediante la reacción de poliadición entre un diisocianato y uno o más dioles, según un método específico. Las tres materias primas básicas necesarias para producir un TPU son:
- Un poliol o diol de cadena larga
- Un extensor de cadena o diol de cadena corta
- Un diisocianato
El TPU es elástico y procesable en fusión. Es un copolímero de bloque segmentado lineal compuesto por segmentos blandos y duros.
- Segmento blando (poliéter o poliéster): Está compuesto por un poliol y un isocianato. Proporciona la flexibilidad y las propiedades elastoméricas de un TPU.
- Segmento duro (aromático o alifático): Está compuesto por un extensor de cadena y un isocianato. Esto le confiere al TPU su tenacidad y propiedades físicas.
TPU aromáticos: Se basan en isocianatos, como el MDI. Los TPU aromáticos son resinas robustas y multiusos que resisten el ataque microbiano y son resistentes a los productos químicos. Una desventaja es que se degradan por radicales libres inducidos por la exposición al calor o a la luz ultravioleta. Esta degradación provoca la decoloración del producto y la pérdida de sus propiedades físicas.
TPU alifáticos: Se basan en isocianatos como H12 MDI, HDI e IPDI. Por otro lado, los TPU alifáticos son intrínsecamente estables a la luz. Resisten la decoloración causada por la exposición a los rayos UV. Además, son ópticamente transparentes. Esto los convierte en laminados adecuados para encapsular vidrio y acristalamientos de seguridad.
