Te revelamos el secreto: ¿por qué la película de TPU se utiliza ampliamente en botes inflables, cometas acuáticos y chaquetas impermeables?

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La última edición de este post fue realizada por ljtjbx el 12 de mayo de 2016, a las 16:24. En el año 2014, la producción y venta mundial de poliuretano alcanzaron los 21,5 millones de toneladas; de estas, aproximadamente 2 millones de toneladas correspondían a elastómeros, lo que representa el 9,3% del total. En 2014, el consumo total de poliuretano en China fue de 9,6 millones de toneladas. De esta cantidad, 820 mil toneladas correspondieron a elastómeros, lo que representa el 8,6% del consumo total. Por su parte, el consumo de TPU fue de 280 mil toneladas. El objetivo principal del plan quinceañero de TPU en China es desarrollar productos de TPU de alta calidad para los sectores médico, automotriz y de películas finas. ¿Por qué los productos de TPU de alta gama, como los utilizados en películas, van ganando cada vez más popularidad? ¿Empezamos primero por conocer el TPU? 1. Estructura y propiedades del TPU: El TPU es un polímero cadenas moleculares que contienen grupos carbonato (–NHCOO–). Se trata de un copolímero de bloques que incluye tanto segmentos rígidos como segmentos blandos; por lo tanto, posee tanto la plasticidad y resistencia mecánica de los plásticos, como la elasticidad de los caucho. Gracias a esta estructura única, el TPU puede utilizarse ampliamente en: materiales para calzado, películas impermeables y transpirables, películas fundidas, tuberías extruidas, películas resistentes a la hidrólisis, automóviles, cables ignífugos, entre otros. Ventajas únicas del material TPU: En comparación con otros materiales, el TPU presenta propiedades mecánicas regulables. Su dureza según la escala de Shore está entre 30A y 80D. Además, cuenta con excelentes características como resistencia al desgaste, resistencia a la rotura, alta resistencia a la tracción, gran capacidad de estiramiento al romperse, resistencia a la flexión, resistencia a las manchas de aceite, resistencia al envejecimiento, resistencia a las condiciones climáticas extremas, alta impermeabilidad, alta transpirabilidad y resistencia a la hidrólisis ； Además, no causa contaminación ambiental, tiene buena biocompatibilidad, es no tóxico y no es cancerígeno. Por lo tanto, por el momento, el TPU es la mejor opción para reemplazar al PVC. Esto se debe principalmente a que su resistencia a la tracción es **mejor que la del PVC**, y su resistencia a bajas temperaturas es incomparable con la del PVC ； Además, sus propiedades como la biodegradabilidad, las propiedades antibacterianas y la ausencia de plastificantes son superiores a las del PVC. Para los productos de alta gama, el TPU es una buena alternativa al PVC. Actualmente, el material TPU se utiliza ampliamente en sectores como calzado, ropa, artículos médicos, productos industriales y artículos para bebés, especialmente en el ámbito médico. Tabla: Categorías de aplicación de TPU y sus usos
**Calzado**: Materiales para zapatillas deportivas, botas de montaña, botas para la nieve, zapatillas de golf, calzado para uso en el campo, patines; también se utiliza como material para revestimientos internos.
**Ropa**: Materiales para trajes de nieve, impermeables, abrigos, chaquetas aislantes, ropa para uso en el campo, pañales, bragas absorbentes, revestimientos internos, camisetas y ropa deportiva.
**Artículos médicos**: Materiales para batas quirúrgicas (gorros, zapatos), colchones médicos, bolsas de hielo, vendas, bolsas de plasma, etc.
**Artículos militares**: Películas para sellar armas, tiendas de campaña, bolsas de hielo para uso en situaciones de emergencia. Chaleco salvavidas. Materiales para botes inflables y otros productos similares: telas y materiales interiores para paracaídas de aire, bolsas de agua inflables, trajes de buceo, trajes de baño, bolsas de aire, sudaderas, ropa para adelgazar, etc. Materiales para uso industrial: materiales ignífugos, paneles aislantes térmicos, paneles aislantes acústicos, sellos impermeables, paneles aislantes eléctricos, bolsas de aceite, tuberías, ropa para trabajos de limpieza de alcantarillas, etc. Materiales para productos infantiles: juguetes y otros artículos para bebés. Características y propiedades técnicas de las películas de TPU de alta calidad: las películas de TPU tienen ventajas como resistencia a bajas temperaturas, alta tenacidad, gran resistencia mecánica, ser biodegradables y tener propiedades “respirables”. Estas películas están reemplazando a materiales como el PVC, EVA y el cuero sintético en diversos campos. En China, su consumo también está en aumento constante. A medida que aumenta la conciencia ambiental en toda la sociedad, y al mismo tiempo que se desarrollan nuevas tecnologías, el ámbito de aplicación del TPU se expande constantemente. De 2010 a 2014, la tasa de crecimiento del mercado en su conjunto fue de un promedio del 15% anual. 1. Características de la película de TPU: La película de TPU se fabrica mediante el extrusado fundido de partículas de material TPU. Esta película presenta ventajas como resistencia a bajas temperaturas, alta tenacidad, gran resistencia mecánica, ser biodegradable y “respirable”. Actualmente, está reemplazando gradualmente a materiales como el PVC, el EVA y los cueros sintéticos, especialmente en el ámbito de las películas. Por ejemplo, en el caso de los calzados, debido al espesor relativamente grande de la película de TPU utilizada (de 0,5 a 2 milímetros), y al uso masivo de todo tipo de zapatillas deportivas y zapatillas para montañismo, estos representan el mayor consumo ； El equipo deportivo se concentra principalmente en lanchas acuáticas, botes inflables y cometas acuáticos, utilizando principalmente películas de TPU a base de poliéter ； Película TPU impermeable y transpirable para ropa de cama, chaquetas de tormenta, artículos para actividades al aire libre y productos médicos (batas quirúrgicas). Figura: Uso del TPU en prendas de exterior. 2. Procesos de fabricación y características de la película de TPU. La película de TPU se puede producir mediante métodos como el soplado o el colado. Método de soplado: La materia prima se funde y se plastifica mediante un extrusor térmico; luego pasa por la boquilla del molde. A continuación, se infla con aire comprimido, se tira de ella, y finalmente se enrolla y se corta en trozos ； Método de colada: La materia prima se funde y se plastifica mediante un extrusor térmico; a continuación, se extrae a través de una boquilla en forma de rendija y se vierte sobre rodillos de enfriamiento, lo que permite que la materia prima se enfríe rápidamente. Después, se estira, se corta en tiras y se enrolla. Tabla: Proceso de extrusión de TPU: Comparación entre soplado y colado.
Método de soplado: Rango de espesor de 10~100 μm.
Método de colado: Rango de espesor de 50~2000 μm.
Propiedades mecánicas: Diferencia pequeña en la resistencia en dirección longitudinal y transversal; diferencia grande en la resistencia en estas mismas direcciones.
Control de las sustancias no fundibles: Contenido bajo de sustancias no fundibles; contenido más alto de tales sustancias.
Producción: Baja; Alta.
Características de la superficie: Puede lograrse una superficie lisa o mate en ambos lados; también es posible tener una superficie lisa/mate solo en un lado.
Cristalinidad: Una cristalinidad adecuada permite que la película tenga un buen aspecto visual y propiedades mecánicas excelentes. En la figura, se observa que la cristalinidad de la película TPU es moderada. Si la cristalinidad fuera excesiva, esto causaría la ruptura del material fundido, lo que a su vez generaría aglomeraciones durante el proceso de extrusión. Como se puede ver en la imagen, hay muchas zonas donde la película está aglomerada; además, su apariencia es áspera y sus propiedades mecánicas son deficientes. Figura: Excesiva cristalinidad de la película de TPU. 3. Efecto de la velocidad de extrusión en la película de TPU. Cuando la velocidad de extrusión de la película de TPU aumenta hasta alcanzar una velocidad crítica, las muestras presentan deformaciones debido a la extrusión. Las distorsiones se pueden clasificar principalmente en: distorsiones superficiales y distorsiones globales. Por lo tanto, seleccionar una velocidad de extrusión adecuada, siempre y cuando se mantengan buenas las propiedades estéticas de la película, puede ser de ayuda para mejorar la producción. 4. Características de las películas de TPU con alta permeabilidad al vapor de agua: Se trata de películas porosas, cuyo material base es generalmente el politetrafluoroetileno. Tras un proceso de expansión y estirado, se forma una película con estructura porosa. El diámetro de los poros está entre 0,2 y 10 µm. Estas películas solo permiten la paso del vapor de agua; así, el vapor de agua generado en el cuerpo humano puede dispersarse eficazmente a través de esos poros. En cambio, las gotas de agua no pueden penetrar en ellas, lo que permite lograr un efecto impermeable y transparente al mismo tiempo ； Membrana hidrofílica sin poros: Su material principal es el poliuretano (TPU). Se le añaden grupos hidrofílicos, lo que permite tener una estructura uniforme y densa tanto en la superficie como en el interior de la membrana. La superficie contiene ciertos grupos hidrofílicos que, mediante enlaces de hidrógeno, “capturan” las moléculas de vapor de agua emitidas por el cuerpo humano. El vapor de agua se transfiere a través de los segmentos moleculares y de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la membrana, lográndose así un excelente rendimiento en términos de impermeabilidad y transpirabilidad. Comparación entre las membranas permeables a moléculas y las membranas porosas permeables al agua. En comparación con las membranas porosas tradicionales, las membranas permeables a moléculas de TPU presentan ventajas como su resistencia a los surfactantes, una mayor presión de penetración del agua, capacidad de permeabilidad selectiva, mayor resistencia al desgarro, aislamiento total de bacterias y olores, además de un costo más bajo.

**Comparación entre las membranas permeables a moléculas y las membranas porosas permeables al agua:**
- **Resistencia a los surfactantes:** Las membranas permeables a moléculas son resistentes a los surfactantes; las membranas porosas permiten que los surfactantes penetren en ellas.
- **Presión de penetración del agua:** Las membranas permeables a moléculas tienen una mayor presión de penetración del agua, mientras que las membranas porosas tienen una presión de penetración menor.
- **Permeabilidad selectiva:** Las membranas permeables a moléculas permiten una permeabilidad selectiva, mientras que las membranas porosas no lo hacen.
- **Expansión por efecto del agua:** La expansión del agua es menor en las membranas permeables a moléculas.
- **Resistencia al desgarro:** Las membranas permeables a moléculas tienen una mayor resistencia al desgarro, mientras que las membranas porosas tienen una resistencia menor.
- **Aislamiento de bacterias y olores:** Las membranas permeables a moléculas logran un aislamiento total de bacterias y olores, mientras que las membranas porosas tienen un aislamiento deficiente.
- **Costo:** Las membranas permeables a moléculas tienen un costo más bajo, mientras que las membranas porosas tienen un costo más alto.

**Propiedades de las membranas TPU:** Las membranas TPU impermeables y permeables al agua se utilizan principalmente en trajes de carreras, ropa para motociclistas, ropa de golf, ropa impermeable, calzado de montaña, cortinas de baño, manteles, impermeables, baberos para bebés, ropa náutica, pantalones de pesca, abrigos de invierno, gabardinas, chaquetas térmicas, ropa de esquí, guantes de esquí, ropa de montaña, ropa de caza, ropa de surf, arneses para caballos, chalecos antibalas, ropa de combate, accesorios para iluminación y accesorios para proteger teléfonos móviles.