Dados de Resina
TPU
Poliuretano Termoplástico
TPU·Elastômeros Termoplásticos·Amorfo
O TPU (Poliuretano Termoplástico) é o "Swiss Army knife" dos elastômeros termoplásticos: o de maior faixa de dureza (Shore A 60 a Shore D 80), o de melhor resistência à abrasão entre todos os TPE, e um dos poucos materiais que combina propriedades de borracha com resistência ao óleo, transparência e processamento termoplástico convencional. É um copolímero em bloco com segmento duro (uretano formado por isocianato + chain extender) e segmento mole (poliol —poliéster ou poliéter).
A sub-classificação chave: TPU-éster (Elastollan C series, Estane) oferece melhor abrasão, tensile e resistência a óleos mas se hidrolisa em água quente contínua; TPU-éter (Elastollan 1400) é resistente à hidrólise e flexível a baixa temperatura, ideal para outdoor e wet environments. As marcas globais: BASF Elastollan (líder mundial), Covestro Desmopan (ex-Bayer, forte em medical), Lubrizol Estane (o original, patenteado em 1959), Wanhua Wanthane (China líder), Huntsman Irogran.
Aplicações principais: solas de calçado esportivo e safety (Adidas Boost usa ETPU expandido revolucionário), fundas de smartphone transparentes (graus anti-yellowing crítico), mangueiras hidráulicas e pneumáticas, cable jacketing anti-abrasão, cateteres médicos rígidos, airbag covers automotivos. Processualmente: secagem obrigatória 80-110°C × 3-6h (o mais higroscópico dos TPE), massa 180-220°C, molde 20-40°C. Custo $5-15/kg. Processa TPU? Compartilhe sua experiência nos comentários.
As faixas apresentadas nestas tabelas foram compiladas pela equipe da MVPS a partir de diversas cartas de parâmetros e da literatura, integrando os limites inferiores e superiores para cada tipo de material.
As informações devem ser cuidadosamente revisadas na elaboração dos processos de moldagem por injeção. As faixas finais e as tolerâncias de processamento são responsabilidade do engenheiro responsável.
Estas faixas não são recomendadas para desenvolver tolerâncias de processo específicas. A MVPS sempre recomenda solicitar e consultar a ficha técnica do fornecedor.
Propriedades Gerais
| Estrutura Química | Amorfo |
| Densidade (Peso Específico) | 0,95:1 |
| Relação L/D | 18 – 24 |
| Razão de Compressão | 2,5 – 3,5 |
| Fator de Tonelagem | 3,86 – 5,41kN/cm² |
| Difusividade Térmica | 0,2105mm²/s |
| Taxa de Cisalhamento Máx. | 20.0001/s |
| Contração | 0,1 – 1,2% |
| Moído (Regrind) | ⚠ Cuidado |
| Deflexão Térmica (HDT) @ 1,82 MPa | 77°C |
| Transição Vítrea (Tg) @ 10°C/min | -46°C |
| Amolecimento Vicat @ 50N | 88°C |
Secagem
| Temperatura de Secagem | 71 – 96°C |
| Tempo de Secagem | 2 – 4h |
| Umidade Recomendada | 0,05% |
| Tipo de Secador Recomendado | Dessecante |
| Ponto de Orvalho | -40°C |
Temperaturas
| Massa Fundida (Melt) | 216 – 229°C |
| Bico | 179 – 218°C |
| Frontal | 179 – 218°C |
| Central | 171 – 213°C |
| Traseira | 166 – 204°C |
| Desmoldagem | 43 – 57°C |
| Molde (Resfriamento) | 27 – 46°C |
| Garganta de Alimentação | 35 – 79°C |
Processamento
| Contrapressão | 3,4 – 6,9bar |
| Velocidade de Rotação | 40 – 75RPM |
| Velocidade de Injeção | Baixa |
| Ocupação do Cilindro | 40 – 75% |
| Pressão de Injeção | 200 – 600Pbar |
| Pressão de Recalque | 50 – 480Pbar |
| Colchão | 5,1 – 12,7mm |
Molde
| Diâmetro do Canal | 4,06 – 7,11mm |
| Diâmetro da Entrada | 1,02 – 1,52mm |
| Área da Entrada | 0,81 – 1,82mm² |
| Espessura de Parede | 0,51 – 4,57mm |
Saídas de Gás
| Profundidade (Vent Depth) | 0,0203 – 0,0305mm |
| Comprimento (Vent Land) | 0,508 – 1,02mm |
| Largura (Vent / Clearance) | 3,05 – 10,2mm |
| Alívio (Relief Channel) | 0,127 – 0,254mm |
Perguntas frequentes
O **TPU** (Poliuretano Termoplástico) é um **copolímero em bloco** com dois componentes alternantes:
- **Segmento duro** (~10-30% do peso): formado por reação de **diisocianato** (MDI, TDI ou HDI) com um **chain extender** (1,4-butanediol tipicamente). Os segmentos duros se agregam formando "domínios cristalinos" que atuam como crosslinks físicos —dão rigidez, temperatura, força.
- **Segmento mole** (~70-90% do peso): formado por um **poliol** —pode ser poliéster (polyester polyol) ou poliéter (polyether polyol). O polyol dá elasticidade, flex-fatigue, energy return.
Diferente do PU termoestável (espumas, foam memória), o TPU **não tem crosslinks químicos permanentes** —os domínios físicos se "rompem" ao aquecer, permitindo o processamento termoplástico.
A escolha do **polyol** define o caráter do TPU:
- **TPU-éster (polyester-based)**: melhor **tensile strength**, **abrasion resistance**, **resistência a óleos/combustíveis**, maior temperatura. **Limitação crítica**: **hidrólise em água quente contínua** —os enlaces éster se rompem lentamente em H₂O >60°C, falhando em anos de serviço. Aplicações: solas safety, mangueiras hidráulicas, cable jacketing industrial.
- **TPU-éter (polyether-based)**: **excelente resistência à hidrólise** (anos em água quente sem degradação), **melhor low-temp flexibility** (-40°C+), **resistência microbiana** (não suporta crescimento de fungos em umidade). Limitação: menor abrasão. Aplicações: cateteres médicos, equipamento outdoor, screen protectors, fundas smartphone.
**Regra 2026**: outdoor/wet/medical → **éter**. Industrial/óleo/abrasão → **éster**.
Cinco produtores dominam ~85% do mercado global:
- **BASF Elastollan** (Alemanha) — **líder mundial**. C series (éster), 500/600 (éster premium), 1100/1200 (éter), 1400 series (éter high-performance lançado 2024).
- **Covestro Desmopan** (Alemanha, ex-Bayer Material Science) — forte em **medical e automotive**. Desmopan Rx medical grade.
- **Lubrizol Estane** (USA) — **o TPU original**, patenteado 1959 pela BF Goodrich. Líder em graus medical e industrial USA.
- **Wanhua Wanthane** (China) — **líder volume Ásia**, escalando rápido em commodity grades.
- **Huntsman Irogran**, **Avient Versollan**, **Merquinsa Pearlthane** — players secundários.
**Secagem é crítica** (TPU é o mais higroscópico dos TPE):
- **Shore A 60-85** (mole): 80-90°C × 6 horas.
- **Shore A 85+** e **Shore D**: 100-110°C × 3-5 horas.
- Umidade final <0,05%. Ponto de orvalho <-30°C em desumidificador.
**Massa**: 180-220°C (depende do Shore — moles 180-200°C, rígidos 200-220°C).
**Molde**: 20-40°C (frio como outros TPE).
**Residência**: <8 min. O TPU se degrada rápido se fica no barril —purgar com PE/PP no fim do turno.
**Velocidade de injeção**: média. Shear excessivo gera burnt material.
**Adidas Boost** (lançado 2013 em colaboração com BASF) usa **ETPU** (expanded TPU) em vez das espumas tradicionais EVA. Diferenças:
- **>90% energy return** (vs 60-65% EVA) pelas **microesferas de TPU expandidas individualmente** —cada "boost" é uma esfera de TPU soprada com CO₂ supercrítico, fusionada com seus vizinhos em processo de termofixação no molde.
- **Estabilidade térmica**: ETPU não se compacta com calor (vs EVA que perde resposta em climas quentes).
- **Flex-fatigue infinito**: o tênis mantém response por 500-1000 km de corrida.
Aplicações: **Adidas Ultraboost, Yeezy Boost 350/700**, Solar Boost, Pulseboost. **Nike** respondeu com ZoomX (PEBA expandido —ver [TPA](/pt/desktop/datos-de-resina/tpa)). O **mercado de tênis premium 2026** se divide entre esses dois campos.
Cinco razões combinadas:
- **(1) Transparência ótica** (graus específicos): para mostrar o logo e design do telefone.
- **(2) Shock absorption** Shore A 80-90: protege quedas sem adicionar muito bulk.
- **(3) Soft-touch grip** que não escorrega.
- **(4) Resistência a sweat, óleo, álcool** (mãos, hand sanitizer).
- **(5) Anti-yellowing grades** específicos (Wanhua Wanthane CA, BASF Elastollan SP) com UV stabilizers para que a funda não fique amarela em 6 meses.
**Marcas premium**: Spigen, OtterBox, UAG, Mous usam TPU (frequentemente combinado com PC no back e TPU nas bordas para shock absorption).
**Limitação**: o TPU **sempre amarela eventualmente** —os graus anti-yellow estendem a vida útil a 1-2 anos, mas nenhum TPU é 100% color-stable indefinidamente.
- **TPU vence em**: **abrasion resistance**, **tensile strength**, **custo** (~30-50% do LSR), **processamento em máquina termoplástica convencional** (sem equipamento dedicado), **transparency superior**, **rango Shore mais amplo** (A60-D80).
- **LSR vence em**: **temperatura** (uso 200°C+ contínuo vs TPU 90-110°C), **biocompatibilidade implantável**, **low-temp** (-50°C sem endurecer-se), **baixíssimo compression set**, **transparency UV-stable** infinita.
**Regra 2026**: para **consumer overmolding, casos smartphone, calçado, cabos** → **TPU**. Para **medical implantável, partes high-temp, microfluidics** → **LSR**.
**Varia segundo Shore e formulação**:
- **TPU mole Shore A 70-85**: 1,0-2,0% (mais alto, mais elastômero).
- **TPU médio Shore A 85-95**: 0,7-1,3%.
- **TPU rígido Shore D 50-75**: 0,5-1,0%.
A anisotropia é moderada (0,1-0,3% diferença MD vs TD). O TPU é semicristalino com baixa cristalinidade (~10-20%), assim a contração é previsível mas a **estabilidade dimensional pós-molde** depende muito do resfriamento —recomendável **annealing 1-2h a 80°C** para peças com tolerâncias estritas (luers, conectores médicos, cellphone cases com click-fit).
**TPU-éter biocompatible** é padrão em:
- **Catheter shafts rígidos**: onde Pebax é muito mole, o TPU rígido (Shore D 55-75) oferece mais push strength. Estane 5800 series, Desmopan Rx.
- **Sondas de drenagem, gastrostomia, foley**: TPU mole Shore A 70-90, conforma anatomicamente sem endurecer.
- **Pulseiras hospitalares** (Estane, Wanthane CL): identificação de paciente.
- **Wound dressings e films transpiráveis** (TPU films com permeabilidade seletiva a vapor de água).
- **Tubulações IV non-DEHP**: substituição do FPVC com DEHP na Europa MDR.
- **Cardiac assist devices**: blood-contact biocompatible TPU especiais (Carbothane, Pellethane —Lubrizol).
Compliance: USP Class VI, ISO 10993, esterilizável EtO e gamma. **Não autoclavável a vapor 134°C** (o TPU perde propriedades) —preferir Pebax ou PEEK se requer autoclave repetido.
**Secagem insuficiente** —o TPU é o mais higroscópico da família TPE e o polyether-based absorve **0,5-1%** de umidade em ar ambiente em 24h. Se entrar com umidade >0,05%, **garantido defeitos**:
- **Bolhas e silver streaks** em peças injetadas.
- **Hidrólise** do segmento mole durante o processamento → queda de molecular weight → peças frágeis meses depois.
- **Splay marks** em superfície.
**Solução**: secagem obrigatória 80-110°C × 3-6h (segundo Shore), desumidificador com dew point <-30°C, **não abrir saco mais de 1h antes de carregar**, climas tropicais requerem secagem em linha ou sacos com dessecante.
O segundo issue: **screw size mismatch** —o TPU mole (Shore A <85) requer **parafuso de baixa compressão (1,5-2,0 ratio)** e velocidade de parafuso lenta para evitar shear burn. Parafuso de PE genérico com compression 3,0+ degrada TPU mole rapidamente.