Descubra por que a película TPU é amplamente utilizada em barcos infláveis, pipas aquáticas e jaquetas à prova d’água

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Este tópico foi editado pela última vez por ljtjbx em 12/05/2016, às 16:24. Em 2014, a produção e vendas mundiais de poliuretano totalizaram 21,5 milhões de toneladas, das quais cerca de 2 milhões de toneladas eram de elastômeros, o que representa 9,3% do total. Em 2014, o consumo total de poliuretano na China foi de 9,6 milhões de toneladas. Desse total, 820 mil toneladas foram destinadas a elastômeros, o que representa 8,6% do consumo total. Já o consumo de TPU foi de 280 mil toneladas. O principal objetivo do plano de desenvolvimento da TPU na China para o período 2016-2020 é a produção de produtos de TPU de alta qualidade para uso em setores como saúde, automotivo e indústria de filmes finos. Por que o TPU, especialmente nos produtos de alta qualidade feitos com esse material, está ganhando cada vez mais popularidade? Vamos começar por conhecer o TPU? 1. Estrutura e desempenho do TPU: O TPU é um polímero cujas cadeias moleculares contêm grupos carbonato (–NHCOO–). Trata-se de um copolímero em bloco, que possui tanto seções rígidas quanto seções flexíveis. Assim, ele possui a plasticidade dos plásticos e a resistência mecânica, além da elasticidade das borrachas. Devido a essa estrutura única, o TPU pode ser amplamente utilizado em: materiais para calçados, filmes impermeáveis e respiráveis, filmes fundidos, tubos extrudados, filmes resistentes à hidrólise, automóveis, cabos ignífugos, entre outros. Vantagens exclusivas do material TPU: Em comparação com outros materiais, o TPU possui propriedades mecânicas ajustáveis. Sua dureza Shore varia entre 30A e 80D. Além disso, ele apresenta excelentes características como resistência ao desgaste, resistência à ruptura, alta resistência à tração, grande alongamento na ruptura, resistência à flexão, resistência a óleos e sujeiras, resistência ao envelhecimento, resistência às condições climáticas adversas, alta impermeabilidade, alta permeabilidade ao vapor d’água e resistência à hidrólise ； Além disso, possui características como baixo impacto ambiental, boa biocompatibilidade, ser atóxico e não cancerígeno. Portanto, por enquanto, o TPU é a melhor opção para substituir o PVC. Isso se deve principalmente ao fato de que sua resistência à tração é **melhor que a do PVC**, além disso, sua resistência a baixas temperaturas é incomparável à do PVC ； Além disso, suas propriedades como biodegradabilidade, atividade antibacteriana e ausência de plastificantes são superiores às do PVC. Para produtos de alta qualidade, o TPU é uma boa alternativa ao PVC. Atualmente, o material TPU é amplamente utilizado em áreas como calçados, roupas, produtos médicos, produtos industriais e itens para bebês, especialmente no setor médico. Tabela: Categorias de aplicação do TPU e seus usos
**Calçados**: Materiais para tênis esportivos, botas de montanhismo, botas de neve, tênis de golfe, calçados para uso em campo, patins – incluindo os materiais utilizados na confecção das partes externas e internas dos calçados.
**Roupas**: Roupas de neve, capas de chuva, casacos à prova de vento, jaquetas térmicas, roupas para uso em campo, fraldas descartáveis, calcinhas absorventes, forros, camisetas e roupas esportivas – incluindo os materiais utilizados na confecção das partes externas e internas dessas roupas.
**Produtos médicos**: Roupas e acessórios para procedimentos cirúrgicos (capacetes, sapatos), colchões médicos, sacos de gelo, ataduras, sacos de plasma – incluindo os materiais utilizados na confecção desses produtos.
**Produtos militares**: Películas para embalagem de armas, tendas de campanha, sacos de gelo para uso militar. Colete salva-vidas. Materiais para barcos infláveis e outros produtos semelhantes: tecidos e materiais internos para paraquedas de ar, sacos de água infláveis, roupas de mergulho, maiôs, coxins infláveis, camisetas esportivas, roupas para emagrecimento, etc. Materiais para uso industrial: materiais ignífugos, placas isolantes térmicas, placas isolantes acústicas, selos à prova d’água, placas isolantes elétricas, sacos de óleo, tubos, roupas para trabalhos de limpeza de esgotos, etc. Materiais para produtos infantis: brinquedos e outros itens destinados a bebês. Características e vantagens dos filmes TPU de alta qualidade: os filmes TPU possuem propriedades como resistência a baixas temperaturas, alta tenacidade, alta resistência mecânica, serem ecologicamente corretos e biodegradáveis, além de serem “respiráveis”. Eles estão substituindo materiais como PVC, EVA e couro sintético em diversos setores. O consumo desses materiais na China também está em crescimento contínuo. Com o crescente compromisso da sociedade inteira com a proteção ambiental, e também com o desenvolvimento contínuo de tecnologias, a área de aplicação do TPU continua a se expandir. De 2010 a 2014, a taxa de crescimento médio do mercado como um todo foi de 15% ao ano. 1. Características da película de TPU A película de TPU é produzida por meio da extrusão de partículas de matéria-prima de TPU derretidas. Essa película possui vantagens como resistência a baixas temperaturas, alta tenacidade, alta resistência mecânica, ser ecologicamente correta e biodegradável, além de ser “respirável”. Atualmente, ela está substituindo gradualmente materiais como PVC, EVA e couro sintético, especialmente no setor de películas. Por exemplo: os calçados, devido à espessura relativamente grande da película de TPU utilizada (0,5 a 2 milímetros), e ao uso intensivo de vários tipos de tênis esportivos e tênis de montanhismo, representam o maior consumo ； Os equipamentos esportivos são principalmente lanchas aquáticas, barcos infláveis e pipas aquáticas, que utilizam, em sua maioria, filmes de TPU à base de poliéter ； Folha de TPU impermeável e respirável, utilizada em artigos para casa, jaquetas corta-vento, produtos para atividades ao ar livre e equipamentos médicos (vestes cirúrgicas). Figura: Uso do TPU em roupas para uso ao ar livre. 2. Processos de fabricação e características da película de TPU. O TPU pode ser transformado em película por meio de métodos como sopro ou extrusão. Método de sopro: A matéria-prima é derretida e plastificada por meio de um extrusor a quente. Em seguida, ela entra no cabeçote do molde, onde é inflada com ar comprimido e puxada. Por fim, é enrolada e cortada em pedaços ； Método de fundição por fluxo: Os materiais são derretidos e plasticizados em um extrusor térmico. Em seguida, são extruídos através de um orifício estreito localizado na extremidade do extrusor, sendo despejados sobre rolos de resfriamento. Isso faz com que os materiais esfriem rapidamente. Depois disso, eles são esticados, cortados em tiras e enrolados. Tabela: Processo de extrusão de TPU: Comparação entre sopro e fundição.
Método de sopro vs. Método de fundição:
Faixa de espessura: 10–100 μm vs. 50–2000 μm.
Propriedades mecânicas: Diferença pequena na resistência longitudinal e transversal vs. Diferença grande na resistência longitudinal e transversal.
Controle de substâncias não fundíveis: Teor baixo de substâncias não fundíveis vs. Teor alto de substâncias não fundíveis.
Produtividade: Baixa vs. Alta.
Características da superfície: Superfície lisa em ambos os lados ou superfície fosca em ambos os lados; também é possível obter superfície lisa/fosca em apenas um dos lados.
Cristalinidade: Uma cristalinidade adequada resulta em uma boa aparência da película, além de propriedades mecânicas excelentes. Na figura, a cristalinidade da película TPU é moderada. Se a cristalinidade for excessiva, isso pode causar a ruptura do material fundido, o que leva à formação de aglomerados durante a extrusão. Como mostrado na figura, há muitos pontos de aglomeração na película, e sua aparência é áspera; além disso, suas propriedades mecânicas são precárias. Figura: Cristalinidade excessiva da película de TPU. 3. Influência da taxa de extrusão na película de TPU. Quando a taxa de extrusão da película de TPU aumenta até atingir uma taxa crítica, as amostras sofrem distorções durante o processo de extrusão. As distorções podem ser divididas principalmente em: distorção superficial e distorção global. Portanto, garantindo boas propriedades estéticas da película, a escolha de uma taxa de extrusão adequada pode ajudar a melhorar a produção. 4. Características das membranas TPU com alta permeabilidade à umidade: São membranas porosas, geralmente feitas a partir de politetraflúoreto de etileno. Após processo de expansão e estiramento, elas formam uma estrutura porosa, com diâmetros de poros entre 0,2 e 10 μm. Essas membranas permitem apenas a passagem do vapor d’água; assim, o vapor gerado pelo corpo humano pode se dissipar efetivamente para fora através desses poros. Já as gotas de água não conseguem penetrar, o que permite obter um efeito de impermeabilização e transparência ； Membrana hidrofílica sem poros: feita principalmente de poliuretano (TPU), com grupos hidrofílicos incorporados em sua estrutura, tanto na superfície quanto no interior da membrana. A superfície contém grupos hidrofílicos que “capturam” as moléculas de vapor d’água emitidas pelo corpo humano, por meio de ligações de hidrogênio. O vapor d’água é então “transferido” para fora através das cadeias moleculares e da diferença de pressão entre o interior e o exterior da membrana, o que permite um excelente desempenho de impermeabilização e permeabilidade ao vapor d’água. Comparação entre membranas moleculares permeáveis à umidade e membranas porosas permeáveis à umidade: Em comparação com as membranas porosas tradicionais, as membranas moleculares permeáveis à umidade possuem vantagens como resistência a surfactantes, maior pressão de permeação da água, capacidade de permeação seletiva, maior resistência ao rasgo, isolamento total contra bactérias e odores, além de custo menor. Comparação entre membranas moleculares permeáveis à umidade e membranas porosas permeáveis à umidade: Membranas moleculares permeáveis à umidade vs. Membranas porosas permeáveis à umidade. Resistência a surfactantes: As membranas moleculares são resistentes aos surfactantes; as membranas porosas permitem a passagem dos surfactantes. Pressão de permeação da água: Maior na membranas moleculares; menor nas membranas porosas. Permeação seletiva: As membranas moleculares permitem permeação seletiva; as membranas porosas não permitem isso. Expansão da água: Maior nas membranas moleculares; menor nas membranas porosas. Resistência ao rasgo: Maior nas membranas moleculares; menor nas membranas porosas. Isolamento contra bactérias e odores: Melhor nas membranas moleculares; pior nas membranas porosas. Custo: Menor nas membranas moleculares; maior nas membranas porosas. Proteção contra vento e água: Boa nas membranas moleculares; boa também nas membranas porosas. Alta permeabilidade à umidade: Característica das membranas TPU. Atualmente, as membranas TPU impermeáveis e permeáveis à umidade são utilizadas principalmente em roupas de corrida, roupas para motociclistas, roupas de golfe, roupas impermeáveis, tênis de montanhismo, cortinas de banheiro, toalhas de mesa, capas de chuva, fraldas para bebês, roupas de navegação, calças de pesca, casacos de inverno, sobretudos, jaquetas térmicas, roupas de esqui, luvas de esqui, roupas de montanhismo, roupas de caça, roupas de surfe, roupas para cavalos, coletes à prova d’água, roupas de combate, acessórios para iluminação, acessórios à prova d’água para celulares, entre outros.