Elastómero Termoplástico (TPE)

Descrição dos Produtos de Elastómeros Termoplásticos (TPE/TPR)

Os elastómeros termoplásticos (TPE/TPR), também conhecidos como borracha sintética ou borracha artificial, combinam as excelentes propriedades da borracha vulcanizada reticulada tradicional — como alta elasticidade, resistência ao envelhecimento e resistência a óleos — com a facilidade de processamento e as características versáteis de moldagem dos plásticos convencionais.

Os TPE/TPR são materiais elastoméricos que exibem elasticidade semelhante à borracha à temperatura ambiente e podem ser amolecidos e moldados sob calor. A sua estrutura consiste em segmentos de resina e borracha quimicamente ligados. Os segmentos de resina formam pontos de reticulação física através de interações intermoleculares, enquanto os segmentos de borracha proporcionam alta elasticidade.

Estas ligações cruzadas físicas são reversíveis com alterações de temperatura, permitindo um comportamento de processamento termoplástico. Como resultado, os materiais TPE combinam as propriedades mecânicas e físicas da borracha vulcanizada com as vantagens de processamento dos termoplásticos, tornando-se uma nova classe de materiais poliméricos posicionados entre a borracha e a resina, frequentemente designados como a “terceira geração de borracha”.

Vantagens dos Elastómeros Termoplásticos (TPE/TPR)

(1) Podem ser processados utilizando equipamento de moldagem termoplástica padrão, incluindo moldagem por injeção, extrusão, moldagem por sopro, moldagem por compressão e moldagem por transferência.

(2) Também podem ser vulcanizados utilizando máquinas de moldagem por injeção de borracha, reduzindo significativamente o tempo de processamento de cerca de 20 minutos para menos de 1 minuto.

(3) A vulcanização por extrusão também é possível, oferecendo alta eficiência de extrusão e tempo de cura curto.

(4) Resíduos de produção, como rebarbas e borracha de sucata, podem ser diretamente reciclados e reutilizados.

(5) Os produtos acabados de TPE são fáceis de reciclar, ajudando a reduzir a poluição ambiental e melhorar a utilização de recursos.

(6) Não é necessário processo de vulcanização, resultando em economia de energia. Por exemplo, o consumo de energia para a produção de mangueiras de alta pressão é de 188 MJ/kg para borracha, em comparação com 144 MJ/kg para TPE, alcançando mais de 25% de economia de energia.

(7) Os materiais TPE possuem fortes propriedades de auto-reforço, simplificando formulações, reduzindo o impacto dos aditivos no desempenho do polímero e melhorando o controlo de qualidade.

(8) O TPE abriu novos caminhos de desenvolvimento para a indústria da borracha e expandiu o âmbito de aplicação dos produtos de borracha.

Tipos comuns e propriedades de elastómeros termoplásticos

1. TPEs à base de estireno (TPS):Os TPEs à base de estireno são copolímeros em bloco de butadieno ou isopreno e estireno. As suas propriedades são as mais próximas da borracha SBR. Estão entre os primeiros elastómeros termoplásticos quimicamente sintetizados estudados e são amplamente utilizados na indústria de calçado, substituindo em grande parte a borracha. As suas aplicações em produtos de borracha industrial, como chapas de borracha e tecidos de borracha, também estão a expandir-se. O SBS é também amplamente utilizado como modificador de impacto para plásticos PS e é um excelente modificador para pavimentos asfálticos, melhorando a resistência ao desgaste, resistência a fissuras, resistência ao amolecimento e resistência ao deslizamento. Os plásticos PS modificados com SBS não só têm uma resistência ao impacto significativamente melhorada, semelhante à borracha, como também apresentam excelente transparência.

2. TPEs à base de olefinas (TPO): Os TPEs à base de olefinas são misturas de PP como segmento duro e EPDM como segmento macio. Devido à sua menor densidade (apenas 0,88), elevada resistência ao calor até 100°C e boa resistência às intempéries e ao ozono, tornaram-se outro tipo de TPE em rápido desenvolvimento. É amplamente utilizado em automóveis como engrenagens, cremalheiras, revestimento de fios de ignição, mangueiras resistentes a óleo, condutas de ar e tiras de vedação brilhantes resistentes a fissuras para edifícios altos. Também está presente nos setores de fios e cabos, alimentar e médico.

3. TPEs à base de dienos: Os TPEs à base de dienos são principalmente isómeros da borracha natural, sendo também conhecidos como borracha natural trans-termoplástica (1-NR). No entanto, devido ao seu estado termoplástico e forte cristalinidade, a sua oferta é limitada e as suas aplicações não se expandiram significativamente durante muito tempo.

4.TPEs à base de cloreto de vinilo:Os TPEs à base de cloreto de vinilo dividem-se em duas categorias principais: PVC termoplástico e CPE termoplástico. O primeiro é denominado TPVC e o segundo TCPE. O TPVC é principalmente um modificador elástico do PVC, subdividindo-se ainda em polimerização química e mistura mecânica. Este tipo de TPVC pode ser considerado um PVC modificado e um substituto da borracha, sendo utilizado principalmente na fabricação de mangueiras, folhas, tecidos e algumas peças de borracha. Atualmente, mais de 70% é consumido no setor automóvel, como em volantes de automóveis e palhetas de limpa-para-brisas. Outras aplicações incluem fios elétricos (aproximadamente 75%) e filmes impermeabilizantes para construção (aproximadamente 10%). Nos últimos anos, a sua aplicação expandiu-se para eletrodomésticos, jardinagem, indústria e vestuário de trabalho do quotidiano, incluindo capas de chuva.

5. TPEs à base de poliuretano:Os TPEs à base de poliuretano são borrachas termoplásticas de poliuretano, frequentemente abreviadas como TPU, compostas por segmentos duros entrelaçados de uretano que reagem com isocianatos e segmentos macios de poliéster ou poliéter. O TPU possui excelente resistência mecânica, resistência à abrasão, resistência ao óleo e resistência à flexão, sendo a sua resistência à abrasão particularmente notável. É utilizado principalmente no fabrico de equipamentos desportivos, como botas de esqui e botas de caminhada, e também é amplamente utilizado na produção de vários sapatos desportivos e sapatos de caminhada, resultando num consumo substancial. O TPU também pode ser utilizado para produzir peças automóveis, mecânicas e de relógios através de moldagem por injeção e extrusão, sendo extensivamente utilizado em mangueiras de alta pressão (borracha exterior), mangueiras de borracha pura, folhas, correias de transmissão, correias transportadoras, fios e cabos, e tecidos revestidos com borracha.