Poliuretanos termoplásticos: efeito de diferentes processos de síntese nas propriedades térmicas, mecânicas e reológicas

Abstract

Poliuretanos termoplásticos (TPUs) são polímeros utilizados amplamente em diversas áreas, entre elas o mercado calçadista e de peças de engenharia. Podem ser sintetizados a partir de dois diferentes processos de polimerização, conhecidos como processo em uma etapa ou em duas etapas. Esses processos são capazes de influenciar o grau de separação de segmentos rígidos e flexíveis do material, bem como as propriedades reológicas, térmicas e mecânicas. Este trabalho avaliou as propriedades morfológicas, reológicas, térmicas e mecânicas de TPUs, produzidos por uma (processo contínuo) e duas etapas (processo batelada), com e sem tratamento térmico. Como principais resultados, tem-se que o tratamento térmico exerceu grande influência nas propriedades térmicas e mecânicas, como aumento da cristalinidade, da estabilidade térmica e da melhora do desempenho mecânico, como resistência à abrasão, tração e rasgo. Além disso, o método de uma etapa levou à formação de um TPU com uma menor polidispersividade na distribuição de massa molar. A partir das variáveis analisadas, constatou-se que o método em uma etapa produziu um TPU com melhor separação segmentos rígidos e flexíveis. No entanto, o tratamento térmico aplicado à amostra produzida pelo método de duas etapas levou a uma melhora significativa do desempenho do material, no que se refere às propriedades térmicas e mecânicas.

Thermoplastic polyurethanes (TPUs) are polymers which can be used widely in many fields, such as shoes industry and engineering parts. They can be produced by two different synthesis methods, known by one step process or two step one. These methods can influence the separation between hard and soft segments and also their morphological, rheologycal, thermal and mechanical properties. This work studied morphological, rheologycal, thermal and mechanical properties of TPUs produced by these different synthesis methods, before and after their thermal treatment (annealing). Two step process was made by batch, although one step process was made by continuous production. Annealing influenced thermal and mechanical properties, increasing cristalinity, thermal stability and mechanical performance, such as abrasion resistance, tensile strenght and tear one. Besides that, it was determined that one step process made a TPU which has lower polydispersity than TPU made by two step one. It was realized that once annealing is applied to a sample obtained by batch process, it was increased its thermal and mechanical performance.