Propiedades TPU
Propiedades térmicas
Nuestra línea de productos MEXTHANE™ y MEXPUR™ se compone de poliuretanos termoplásticos en forma granular. Ambos poliuretanos de poliéster y de poliéter funcionan bien a temperaturas elevadas ,los poliésteres ya soportar altas temperaturas y son más resistentes al calor envejecimiento. Los poliéteres son mucho menos susceptibles a la dinámica de la acumulación de calor. Todos los eTPU elastomer se hacen más duro y menos flexible a temperaturas bajas y se vuelven quebradizas. El TPU tiene un punto de fragilidad Tg de -4° F hasta -40° F dependiendo de la formulación. El calor es un componente esencial de los poliuretanos termoplásticos. Un análisis térmico de los grados de TPU permite evaluar su rendimiento en aplicaciones específicas.
Rendimiento en caliente: El poliuretano termoplástico (TPU) destaca por su excelente resistencia térmica y mecánica, manteniendo sus propiedades funcionales en rangos amplios: típicamente soporta temperaturas altas continuas de hasta 80°C - 120°C (con caídas mínimas de rendimiento). Resistencia a Altas Temperaturas: La mayoría de los TPUs funcionan bien hasta los 100°C. Ciertos grados técnicos pueden soportar 120°C con una pérdida de propiedades muy baja. A partir de 150°C-180°C, las piezas impresas comienzan a degradarse rápidamente.
Rendimiento en frío: Las piezas de TPU conservan su flexibilidad y rendimiento a bajas temperaturas (hasta -6°C), demostrando resistencia sin congelación, resiste bien el frío extremo (hasta -45°C o menos, dependiendo de la formulación. La resistencia al envejecimiento por intemperie del TPU es superior a la del caucho natural y otros cauchos sintéticos. Sus características de resistencia al ozono y a la radiación tienen aplicaciones especiales en la industria aeroespacial. El TPU a base de poliéster es el preferido para climas fríos y húmedos, evitando su fragilidad. El TPU conserva su flexibilidad y elasticidad a temperaturas muy bajas, con un rendimiento excelente a -45°C, superior a muchos otros plásticos que se vuelven quebradizos.
Conductividad térmica (aislamiento): La espuma rígida de poliuretano es altamente eficaz, con una conductividad que oscila entre 0,022 y 0,031 W/mK, según el tipo de recubrimiento o aplicación (p. ej., espuma en aerosol).
Estabilidad térmica: Los poliuretanos termoestables son robustos, con alta resistencia al calor en comparación con otros cauchos.
Expansión térmica: El poliuretano tiene un coeficiente de expansión térmica lineal relativamente alto, lo cual debe considerarse en el diseño.
Comportamiento de combustión: Si bien es combustible, la degradación del poliuretano implica la liberación de calor y, en espumas especializadas, la formación de una capa protectora de carbón. Características específicas del poliuretano termoplástico (TPU):
Resistencia a la temperatura: Normalmente alrededor de 80°C, con grados especializados que resisten hasta 100°C -120°C durante periodos cortos.
Degradación: Normalmente comienza entre 200°C y 300°C con la ruptura de los enlaces de uretano. La degradación completa ocurre alrededor de 340°C - 480°C.
Expansión térmica: El coeficiente de expansión lineal varía entre 1,4 y 2,5 x 10⁻⁴ mm/mm/°C. Es aproximadamente 10 veces mayor que el del acero.
Capacidad calorífica específica: En las espumas, los valores oscilan entre 2359 y 2996 J/kg K.
Baja conductividad térmica: Con valores entre 0,022 y 0,035 W/mK, ofrece excelentes propiedades aislantes, superiores a las de muchos otros materiales aislantes del mismo espesor.
Comportamiento al fuego: El poliuretano es un polímero termoestable. Aunque puede arder, su temperatura de autoignición es alta (aproximadamente 400°C), y su degradación comienza alrededor de los 370-400°C. Puede tratarse con aditivos ignífugos.
Contracción TPU: La contracción de los moldes de TPU está influenciada por una serie de parámetros que incluyen el diseño de la pieza, el espesor de la pared, el diseño de la compuerta y las condiciones de procesamiento. La temperatura de fusión y de molde, así como la presión de inyección y de mantenimiento, también son factores importantes. La contracción total es el resultado de la contracción del moldeo y la contracción posterior. Esto puede ocurrir durante el recocido y también durante el almacenamiento a largo plazo de las piezas. Por esta razón es difícil predecir la contracción con gran precisión.
Como todos los materiales, MEXPUR se dilata al aumentar la temperatura y se contrae al disminuir. Este comportamiento se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica lineal, que depende de la temperatura en el momento de la medición y de la dureza Shore del material. Los grados de MEXPUR reforzados con fibra de vidrio presentan un comportamiento de dilatación térmica interesante. Incluso con un contenido de fibra de vidrio de tan solo el 20 %, el coeficiente de dilatación térmica se reduce considerablemente hasta un nivel similar al del aluminio o el acero, si bien el módulo de elasticidad (módulo de Young) no supera los 2000 MPa.
Temperatura de transición vítrea
La temperatura de transición vítrea (Tg, por sus siglas en inglés) se caracteriza por la conversión de una muestra de polímero amorfo, vítreo o semicristalino, con mayor o menor grado de dureza, en una fase elástica o viscosa. Esta transición no se produce espontáneamente. El polímero presenta un rango de ablandamiento principal de aproximadamente 50 K. Este fenómeno se debe a la congelación o descongelación de segmentos de cadena relativamente largos (de 20 a 50 átomos) en las macromoléculas. La macroconformación, por el contrario, no experimenta ningún cambio al alcanzar la temperatura de transición vítrea.
Conductividad térmica
La conductividad térmica se determina según la norma DIN 52612. Esta medición define la cantidad de calor que atraviesa un espesor determinado de la muestra por unidad de tiempo. A 20°C, el MEXPUR tiene una conductividad térmica de 0,20 a 0,25 W/(K·m). A 80 °C, su conductividad térmica disminuye a 0,17 a 0,20 W/(K·m).
Calor específico
El calor específico se mide según la norma DIN 51005. Esta medida expresa la cantidad de energía necesaria para calentar una masa específica de un material en 1 K. A 20 °C, MEXPUR tiene un calor específico de 1,45 a 1,70 J/g·K. A 80 °C, este valor aumenta a 1,70 a 1,90 J/g·K.
Poder calorífico por combustión
Este valor se calcula según la norma DIN 51900 e indica la cantidad de energía liberada cuando un gramo del material se quema. Se distingue entre el poder calorífico y el poder calorífico. MEXPUR tiene un poder calorífico de entre 25 000 y 28 000 J/g. MEXPUR tiene un poder calorífico de entre 26000 y 29000 J/g.
Temperatura de distorsión térmica
En el caso de los termoplásticos rígidos, la temperatura de distorsión térmica se suele especificar como la temperatura de reblandecimiento Vicat (VST) según la norma ISO 306 o la temperatura de deflexión térmica (HDT) según la norma ISO 75. Estos métodos de medición no son adecuados para poliuretanos termoplásticos como MEXPUR, ya que los valores medidos presentan una marcada dependencia de la dureza Shore y, por lo tanto, carecen de valor informativo.
