Aplicaciones de TPU en la industria automotriz

Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, se están colocando más demandas en vehículos en términos de diseño liviano, eficiencia energética, estética, velocidad, seguridad, comodidad e impacto ambiental. Los materiales de polímeros se han vuelto cada vez más importantes en la industria automotriz debido a su excelente rendimiento, bajo costo y métodos de procesamiento simples. Estos materiales se utilizan ampliamente para reemplazar metales y aleaciones no ferrosos costosos, mejorar la apariencia del vehículo, la flexibilidad de diseño, reducir los costos de fabricación, ensamblaje y mantenimiento del vehículo, y ayudando a reducir el consumo de energía. Según los estudios, cada kilogramo de reducción de peso en un automóvil permite conducir 1.1 metros adicionales por litro de gasolina.

Desde finales de la década de 1990, con el avance de la industria automotriz nacional en China, el uso de materiales de polímeros en automóviles se ha desarrollado rápidamente. Impulsado por el rápido crecimiento de la industria petroquímica de China y la aceleración de la producción nacional de materiales para el automóvil, el consumo de productos de polímeros automotrices en China ha crecido significativamente. Actualmente, el consumo total de productos de plástico en la industria automotriz en China es de alrededor de 450,000 a 500,000 toneladas por año. Entre todos los plásticos utilizados en los vehículos modernos, el poliuretano (PU) es uno de los tipos más utilizados, con una amplia gama de aplicaciones: desde componentes interiores hasta piezas exteriores, desde materiales blandos hasta duros, desde productos reforzados con fibra de vidrio livianas hasta densas e incluso de alta resistencia.

La TPU (poliuretano termoplástico) se utiliza para fabricar una variedad de piezas automotrices, incluidas cubiertas de resorte, componentes elásticos, cojines de resorte de hojas, cubiertas de bastidores, piezas, protectores de parachoques, revestimientos, piezas de ventanas, adornos decorativos, cinturones transportadoras, mangueras, rodamientos, bosques, mangas de eje y ventanas traseras. Muchos componentes de caucho hidráulico en aplicaciones automotrices también están hechos de materiales TPU.

Tipos de materiales TPU para aplicaciones automotrices

Los materiales de TPU de grado automotriz deben tener excelentes propiedades integrales. Estos incluyen aleaciones de plástico TPU, mezclas de caucho TPU y compuestos de TPU con materiales inorgánicos. Algunas aleaciones de plástico TPU comunes incluyen:

• TPU/PVC

• TPU/ABS

• TPU/POM (polioximetileno)

• TPU/PA (Nylon)

• TPU/PC (policarbonato)

Además, las mezclas de caucho TPU combinan TPU con varios tipos de caucho. Los compuestos de TPU también se pueden hacer incorporando fibra de vidrio, microesferas de vidrio hueco y nanotubos de carbono en el material.

TPU reforzada con fibra de vidrio (R-TPU)

La TPU reforzada con fibra de vidrio, conocida como R-TPU, se desarrolló por primera vez a principios de la década de 1980. En 1985, dos fabricantes de automóviles alemanes principales comenzaron a usar R-TPU para fabricar paneles de puerta y guardabarros. En los Estados Unidos, General Motors ganó el 'Automotive Plastics Innovation Award' de la American Plastics Engineering Society por usar este material. R-TPU ofrece una excelente resistencia al impacto, con una resistencia de impacto 2-4 veces mayor que la de los plásticos convencionales.

TPU para componentes estructurales e interiores automotrices

Actualmente, se están desarrollando compuestos de fibra TPU/PP/vidrio y TPV basado en TPU (vulcanizados termoplásticos) para aplicaciones automotrices. Estos materiales compuestos ofrecen varios beneficios: son livianos, rentables y reciclables, y se espera que se usen ampliamente en piezas interiores y exteriores automotrices, así como componentes estructurales.

La adición de componentes reactivos a los elastómeros de poliuretano durante el proceso de moldeo termoplástico puede formar IPN incompletas (redes de polímeros interpenetrantes), mejorando significativamente las propiedades físicas y mecánicas de los elastómeros de poliuretano. Además, las mezclas de TPU/PC han mejorado enormemente el rendimiento de seguridad de los parachoques automotrices.

El futuro de la TPU en la industria automotriz

A medida que la industria automotriz acelera su cambio hacia el peso ligero y la electrificación, la aplicación de TPU en materiales compuestos (como aleaciones y LFT) y componentes interiores inteligentes continuarán expandiéndose. La TPU se está convirtiendo en una alternativa cada vez más popular a los metales tradicionales y PVC, marcando una tendencia significativa en el desarrollo futuro de la industria.

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