Gli ingegneri spesso confondono due materiali diversi sotto un unico nome, poliuretano, e poi si stupiscono che il pezzo acquistato si sia comportato in modo diverso da quanto previsto. Il poliuretano termoplastico TPU e il poliuretano colato sono materiali diversi per struttura e metodo di produzione, anche se i prodotti finiti che ne derivano sembrano quasi identici. Vediamo che cos’è il TPU, dove stanno i suoi punti di forza e perché lo stabilimento TIMOL cola proprio poliuretano colato per i pezzi resistenti all’usura sottoposti a carico.
Che cos’è il poliuretano termoplastico
Il poliuretano termoplastico è un elastomero che si comporta come un termoplastico: sotto calore fonde, prende forma tramite estrusione o stampaggio a iniezione e, dopo il raffreddamento, solidifica. La principale differenza pratica è che il TPU può essere rifuso più volte, cioè gli scarti e il materiale difettoso tornano alla lavorazione. Per base chimica il TPU può essere a poliesteri semplici o complessi: i poliesteri semplici offrono una migliore resistenza all’idrolisi e alle basse temperature, quelli complessi aggiungono resistenza alla trazione e un rapido recupero della forma.
Questa capacità di regolare le proprietà nella fase di sintesi è ciò che rende i poliuretani così flessibili nell’applicazione. Il TPU unisce l’elasticità della gomma alla durezza della plastica, resiste a oli e abrasione e mantiene la forma sotto deformazione. Proprio per la riciclabilità e la possibilità di una profilatura fine è comodo lavorarlo in grandi volumi.
Dove si applica il TPU
Il poliuretano termoplastico è ideale dove servono profili sottili e flessibili e grandi lotti. Le applicazioni classiche sono l’isolamento di cavi e conduttori, i tubi ad alta pressione, le pellicole e le membrane, le suole delle calzature, le custodie protettive e i rivestimenti. In questi compiti si apprezza proprio la capacità del TPU di essere formato per estrusione in un profilo sottile e stabile e di essere riprocessato.
Tuttavia, nei pezzi a parete spessa sottoposti a carico delle apparecchiature industriali la situazione è diversa. I rivestimenti delle tramogge, le tazze degli elevatori, i rulli, le boccole, i raschiatori e le guarnizioni lavorano in strato spesso sotto elevato carico specifico e urto. Qui conta non la riciclabilità, ma il comportamento di un pezzo massiccio sotto carico, e questo compito lo risolve meglio il poliuretano colato.
Poliuretano colato contro plastiche rigide: i numeri
Per capire perché per l’usura si sceglie il poliuretano colato, è utile confrontarlo con le plastiche strutturali rigide con cui viene spesso paragonato. Il poliuretano colato combina una bassa abrasione con l’elasticità, mentre il caprolon e il polietilene a peso molecolare ultraelevato vincono in rigidità, ma non hanno quasi rimbalzo elastico.
| Indicatore | Poliuretano colato (PU) | Caprolon (PA6) | UHMW-PE |
|---|---|---|---|
| Abrasione, DIN 53516 | 38-39 mm³ | 30-90 mm³ | 15-30 mm³ |
| Temperatura di lavoro | -60 a +100 °C | -40 a +100 °C | -200 a +80 °C |
| Resistenza a rottura | 39-87 MPa | 60-85 MPa | 17-45 MPa |
| Durezza, scala Shore | 50 Shore A a 70 Shore D | 75-85 Shore D | 60-70 Shore D |
| Elasticità di rimbalzo | 34-61 % | 5-15 % | 5-10 % |
La differenza chiave si vede nell’ultima riga: l’elasticità di rimbalzo del poliuretano è del 34-61 % contro il 5-15 % del caprolon. Ciò significa che il poliuretano smorza l’urto e recupera la forma, mentre la plastica rigida trasmette l’urto alla struttura e può rompersi in modo fragile. In abrasione, poliuretano e UHMW-PE sono vicini, ma il poliuretano è al contempo elastico, quindi vince nei gruppi dove abrasione e urto agiscono insieme.
Consiglio dell’ingegnere: scegliete il materiale in base al carattere del carico, non in base al nome. Se il gruppo sopporta urto e vibrazione, serve elasticità, e allora il poliuretano colato nella zona 80-95 Shore A funziona meglio di qualsiasi plastica rigida. Se invece serve solo una guida di scorrimento rigida a basso attrito senza urti, è più adatto il caprolon o il polietilene. Non trasferite in automatico una qualità da un gruppo all’altro.
Perché TIMOL cola e non estrude
La tecnologia della colata libera consente di colare un pezzo di qualsiasi spessore e forma su disegno o campione del cliente senza un costoso stampo. Il poliuretano liquido viene versato nella forma, indurisce chimicamente, dopodiché il pezzo passa alla lavorazione meccanica fino alla misura definitiva. Questo approccio è economico sia per i pezzi singoli sia per le piccole serie, cosa che non offre l’estrusione di TPU, pensata per il profilo sottile di massa.
Proprio per questo, per i prodotti industriali resistenti all’usura lo stabilimento sceglie il poliuretano colato e non quello termoplastico. Le posizioni tipiche sono raccolte nel catalogo, e maggiori dettagli sul materiale e sulle sue proprietà si possono leggere nella pagina sul poliuretano.
Come scegliere e ordinare
La scelta tra poliuretano termoplastico e colato si riduce al tipo di pezzo. Un profilo sottile e flessibile, una pellicola o un cavo è territorio del TPU. Un pezzo spesso sottoposto a carico su abrasione e urto è poliuretano colato. Se non siete sicuri a quale classe appartenga il vostro compito, è più semplice descrivere le condizioni di lavoro del gruppo e il tecnologo indicherà il materiale.
Conclusione pratica
Il poliuretano termoplastico e quello colato non sono sinonimi, ma due materiali per compiti diversi: il TPU per profili sottili e lotti di massa, il colato per pezzi resistenti all’usura sottoposti a carico e realizzati su misura. Descrivete il vostro gruppo e inviate il disegno o il campione allo stabilimento TIMOL tramite i contatti, e gli ingegneri sceglieranno il materiale e la durezza e calcoleranno la produzione. L’elenco dei servizi è disponibile nella sezione servizi.